OSDN Git Service

PR c++/20293
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995,
3    1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
21 02110-1301, USA.  */
22
23 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
24    It finds invariant computations within loops and moves them
25    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
26    general induction variables.
27
28    Basic induction variables (BIVs) are a pseudo registers which are set within
29    a loop only by incrementing or decrementing its value.  General induction
30    variables (GIVs) are pseudo registers with a value which is a linear function
31    of a basic induction variable.  BIVs are recognized by `basic_induction_var';
32    GIVs by `general_induction_var'.
33
34    Once induction variables are identified, strength reduction is applied to the
35    general induction variables, and induction variable elimination is applied to
36    the basic induction variables.
37
38    It also finds cases where
39    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
40    and changes these to zero the entire register once before the loop
41    and merely copy the low part within the loop.
42
43    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
44    while to do these things.  */
45
46 #include "config.h"
47 #include "system.h"
48 #include "coretypes.h"
49 #include "tm.h"
50 #include "rtl.h"
51 #include "tm_p.h"
52 #include "function.h"
53 #include "expr.h"
54 #include "hard-reg-set.h"
55 #include "basic-block.h"
56 #include "insn-config.h"
57 #include "regs.h"
58 #include "recog.h"
59 #include "flags.h"
60 #include "real.h"
61 #include "cselib.h"
62 #include "except.h"
63 #include "toplev.h"
64 #include "predict.h"
65 #include "insn-flags.h"
66 #include "optabs.h"
67 #include "cfgloop.h"
68 #include "ggc.h"
69 #include "timevar.h"
70 #include "tree-pass.h"
71
72 /* Get the loop info pointer of a loop.  */
73 #define LOOP_INFO(LOOP) ((struct loop_info *) (LOOP)->aux)
74
75 /* Get a pointer to the loop movables structure.  */
76 #define LOOP_MOVABLES(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->movables)
77
78 /* Get a pointer to the loop registers structure.  */
79 #define LOOP_REGS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->regs)
80
81 /* Get a pointer to the loop induction variables structure.  */
82 #define LOOP_IVS(LOOP) (&LOOP_INFO (LOOP)->ivs)
83
84 /* Get the luid of an insn.  Catch the error of trying to reference the LUID
85    of an insn added during loop, since these don't have LUIDs.  */
86
87 #define INSN_LUID(INSN)                 \
88   (gcc_assert (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop), uid_luid[INSN_UID (INSN)])
89
90 #define REGNO_FIRST_LUID(REGNO)                 \
91   (REGNO_FIRST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop   \
92         ? uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO)]     \
93         : 0)
94 #define REGNO_LAST_LUID(REGNO)                  \
95   (REGNO_LAST_UID (REGNO) < max_uid_for_loop    \
96         ? uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO)]      \
97         : INT_MAX)
98
99 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
100    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
101 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
102    value is a linear function of a biv.  */
103
104 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
105    Givs by `general_induction_var'.  */
106
107 /* An enum for the two different types of givs, those that are used
108    as memory addresses and those that are calculated into registers.  */
109 enum g_types
110 {
111   DEST_ADDR,
112   DEST_REG
113 };
114
115
116 /* A `struct induction' is created for every instruction that sets
117    an induction variable (either a biv or a giv).  */
118
119 struct induction
120 {
121   rtx insn;                     /* The insn that sets a biv or giv */
122   rtx new_reg;                  /* New register, containing strength reduced
123                                    version of this giv.  */
124   rtx src_reg;                  /* Biv from which this giv is computed.
125                                    (If this is a biv, then this is the biv.) */
126   enum g_types giv_type;        /* Indicate whether DEST_ADDR or DEST_REG */
127   rtx dest_reg;                 /* Destination register for insn: this is the
128                                    register which was the biv or giv.
129                                    For a biv, this equals src_reg.
130                                    For a DEST_ADDR type giv, this is 0.  */
131   rtx *location;                /* Place in the insn where this giv occurs.
132                                    If GIV_TYPE is DEST_REG, this is 0.  */
133                                 /* For a biv, this is the place where add_val
134                                    was found.  */
135   enum machine_mode mode;       /* The mode of this biv or giv */
136   rtx mem;                      /* For DEST_ADDR, the memory object.  */
137   rtx mult_val;                 /* Multiplicative factor for src_reg.  */
138   rtx add_val;                  /* Additive constant for that product.  */
139   int benefit;                  /* Gain from eliminating this insn.  */
140   rtx final_value;              /* If the giv is used outside the loop, and its
141                                    final value could be calculated, it is put
142                                    here, and the giv is made replaceable.  Set
143                                    the giv to this value before the loop.  */
144   unsigned combined_with;       /* The number of givs this giv has been
145                                    combined with.  If nonzero, this giv
146                                    cannot combine with any other giv.  */
147   unsigned replaceable : 1;     /* 1 if we can substitute the strength-reduced
148                                    variable for the original variable.
149                                    0 means they must be kept separate and the
150                                    new one must be copied into the old pseudo
151                                    reg each time the old one is set.  */
152   unsigned not_replaceable : 1; /* Used to prevent duplicating work.  This is
153                                    1 if we know that the giv definitely can
154                                    not be made replaceable, in which case we
155                                    don't bother checking the variable again
156                                    even if further info is available.
157                                    Both this and the above can be zero.  */
158   unsigned ignore : 1;          /* 1 prohibits further processing of giv */
159   unsigned always_computable : 1;/* 1 if this value is computable every
160                                     iteration.  */
161   unsigned always_executed : 1; /* 1 if this set occurs each iteration.  */
162   unsigned maybe_multiple : 1;  /* Only used for a biv and  1 if this biv
163                                    update may be done multiple times per
164                                    iteration.  */
165   unsigned cant_derive : 1;     /* For giv's, 1 if this giv cannot derive
166                                    another giv.  This occurs in many cases
167                                    where a giv's lifetime spans an update to
168                                    a biv.  */
169   unsigned maybe_dead : 1;      /* 1 if this giv might be dead.  In that case,
170                                    we won't use it to eliminate a biv, it
171                                    would probably lose.  */
172   unsigned auto_inc_opt : 1;    /* 1 if this giv had its increment output next
173                                    to it to try to form an auto-inc address.  */
174   unsigned shared : 1;
175   unsigned no_const_addval : 1; /* 1 if add_val does not contain a const.  */
176   int lifetime;                 /* Length of life of this giv */
177   rtx derive_adjustment;        /* If nonzero, is an adjustment to be
178                                    subtracted from add_val when this giv
179                                    derives another.  This occurs when the
180                                    giv spans a biv update by incrementation.  */
181   rtx ext_dependent;            /* If nonzero, is a sign or zero extension
182                                    if a biv on which this giv is dependent.  */
183   struct induction *next_iv;    /* For givs, links together all givs that are
184                                    based on the same biv.  For bivs, links
185                                    together all biv entries that refer to the
186                                    same biv register.  */
187   struct induction *same;       /* For givs, if the giv has been combined with
188                                    another giv, this points to the base giv.
189                                    The base giv will have COMBINED_WITH nonzero.
190                                    For bivs, if the biv has the same LOCATION
191                                    than another biv, this points to the base
192                                    biv.  */
193   struct induction *same_insn;  /* If there are multiple identical givs in
194                                    the same insn, then all but one have this
195                                    field set, and they all point to the giv
196                                    that doesn't have this field set.  */
197   rtx last_use;                 /* For a giv made from a biv increment, this is
198                                    a substitute for the lifetime information.  */
199 };
200
201
202 /* A `struct iv_class' is created for each biv.  */
203
204 struct iv_class
205 {
206   unsigned int regno;           /* Pseudo reg which is the biv.  */
207   int biv_count;                /* Number of insns setting this reg.  */
208   struct induction *biv;        /* List of all insns that set this reg.  */
209   int giv_count;                /* Number of DEST_REG givs computed from this
210                                    biv.  The resulting count is only used in
211                                    check_dbra_loop.  */
212   struct induction *giv;        /* List of all insns that compute a giv
213                                    from this reg.  */
214   int total_benefit;            /* Sum of BENEFITs of all those givs.  */
215   rtx initial_value;            /* Value of reg at loop start.  */
216   rtx initial_test;             /* Test performed on BIV before loop.  */
217   rtx final_value;              /* Value of reg at loop end, if known.  */
218   struct iv_class *next;        /* Links all class structures together.  */
219   rtx init_insn;                /* insn which initializes biv, 0 if none.  */
220   rtx init_set;                 /* SET of INIT_INSN, if any.  */
221   unsigned incremented : 1;     /* 1 if somewhere incremented/decremented */
222   unsigned eliminable : 1;      /* 1 if plausible candidate for
223                                    elimination.  */
224   unsigned nonneg : 1;          /* 1 if we added a REG_NONNEG note for
225                                    this.  */
226   unsigned reversed : 1;        /* 1 if we reversed the loop that this
227                                    biv controls.  */
228   unsigned all_reduced : 1;     /* 1 if all givs using this biv have
229                                    been reduced.  */
230 };
231
232
233 /* Definitions used by the basic induction variable discovery code.  */
234 enum iv_mode
235 {
236   UNKNOWN_INDUCT,
237   BASIC_INDUCT,
238   NOT_BASIC_INDUCT,
239   GENERAL_INDUCT
240 };
241
242
243 /* A `struct iv' is created for every register.  */
244
245 struct iv
246 {
247   enum iv_mode type;
248   union
249   {
250     struct iv_class *class;
251     struct induction *info;
252   } iv;
253 };
254
255
256 #define REG_IV_TYPE(ivs, n) ivs->regs[n].type
257 #define REG_IV_INFO(ivs, n) ivs->regs[n].iv.info
258 #define REG_IV_CLASS(ivs, n) ivs->regs[n].iv.class
259
260
261 struct loop_ivs
262 {
263   /* Indexed by register number, contains pointer to `struct
264      iv' if register is an induction variable.  */
265   struct iv *regs;
266
267   /* Size of regs array.  */
268   unsigned int n_regs;
269
270   /* The head of a list which links together (via the next field)
271      every iv class for the current loop.  */
272   struct iv_class *list;
273 };
274
275
276 typedef struct loop_mem_info
277 {
278   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
279   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
280   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
281 } loop_mem_info;
282
283
284
285 struct loop_reg
286 {
287   /* Number of times the reg is set during the loop being scanned.
288      During code motion, a negative value indicates a reg that has
289      been made a candidate; in particular -2 means that it is an
290      candidate that we know is equal to a constant and -1 means that
291      it is a candidate not known equal to a constant.  After code
292      motion, regs moved have 0 (which is accurate now) while the
293      failed candidates have the original number of times set.
294
295      Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
296      < 0 a conditionally invariant one.  */
297   int set_in_loop;
298
299   /* Original value of set_in_loop; same except that this value
300      is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
301      and not set to 0 for a reg that is moved.  */
302   int n_times_set;
303
304   /* Contains the insn in which a register was used if it was used
305      exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
306   rtx single_usage;
307
308   /* Nonzero indicates that the register cannot be moved or strength
309      reduced.  */
310   char may_not_optimize;
311
312   /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
313      This reduces the desire to move it out of another.  */
314   char moved_once;
315 };
316
317
318 struct loop_regs
319 {
320   int num;                      /* Number of regs used in table.  */
321   int size;                     /* Size of table.  */
322   struct loop_reg *array;       /* Register usage info. array.  */
323   int multiple_uses;            /* Nonzero if a reg has multiple uses.  */
324 };
325
326
327
328 struct loop_movables
329 {
330   /* Head of movable chain.  */
331   struct movable *head;
332   /* Last movable in chain.  */
333   struct movable *last;
334 };
335
336
337 /* Information pertaining to a loop.  */
338
339 struct loop_info
340 {
341   /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
342   int has_call;
343   /* Nonzero if there is a libcall in the current loop.  */
344   int has_libcall;
345   /* Nonzero if there is a non constant call in the current loop.  */
346   int has_nonconst_call;
347   /* Nonzero if there is a prefetch instruction in the current loop.  */
348   int has_prefetch;
349   /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
350      loop.  */
351   int has_volatile;
352   /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
353   int has_tablejump;
354   /* Nonzero if there are ways to leave the loop other than falling
355      off the end.  */
356   int has_multiple_exit_targets;
357   /* Nonzero if there is an indirect jump in the current function.  */
358   int has_indirect_jump;
359   /* Register or constant initial loop value.  */
360   rtx initial_value;
361   /* Register or constant value used for comparison test.  */
362   rtx comparison_value;
363   /* Register or constant approximate final value.  */
364   rtx final_value;
365   /* Register or constant initial loop value with term common to
366      final_value removed.  */
367   rtx initial_equiv_value;
368   /* Register or constant final loop value with term common to
369      initial_value removed.  */
370   rtx final_equiv_value;
371   /* Register corresponding to iteration variable.  */
372   rtx iteration_var;
373   /* Constant loop increment.  */
374   rtx increment;
375   enum rtx_code comparison_code;
376   /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number
377      could not be calculated.  Must be unsigned since the number of
378      iterations can be as high as 2^wordsize - 1.  For loops with a
379      wider iterator, this number will be zero if the number of loop
380      iterations is too large for an unsigned integer to hold.  */
381   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
382   int used_count_register;
383   /* The loop iterator induction variable.  */
384   struct iv_class *iv;
385   /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
386   rtx store_mems;
387   /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
388      cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
389      themselves.  In other words, if mems[i] is altered during
390      the loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to
391      it.  */
392   loop_mem_info *mems;
393   /* The index of the next available slot in MEMS.  */
394   int mems_idx;
395   /* The number of elements allocated in MEMS.  */
396   int mems_allocated;
397   /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current
398      loop.  This happens if the loop contains a call (in which case
399      `has_call' will also be set) or if we store into more than
400      NUM_STORES MEMs.  */
401   int unknown_address_altered;
402   /* The above doesn't count any readonly memory locations that are
403      stored.  This does.  */
404   int unknown_constant_address_altered;
405   /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
406   int num_mem_sets;
407   /* The insn where the first of these was found.  */
408   rtx first_loop_store_insn;
409   /* The chain of movable insns in loop.  */
410   struct loop_movables movables;
411   /* The registers used the in loop.  */
412   struct loop_regs regs;
413   /* The induction variable information in loop.  */
414   struct loop_ivs ivs;
415   /* Nonzero if call is in pre_header extended basic block.  */
416   int pre_header_has_call;
417 };
418
419 /* Not really meaningful values, but at least something.  */
420 #ifndef SIMULTANEOUS_PREFETCHES
421 #define SIMULTANEOUS_PREFETCHES 3
422 #endif
423 #ifndef PREFETCH_BLOCK
424 #define PREFETCH_BLOCK 32
425 #endif
426 #ifndef HAVE_prefetch
427 #define HAVE_prefetch 0
428 #define CODE_FOR_prefetch 0
429 #define gen_prefetch(a,b,c) (gcc_unreachable (), NULL_RTX)
430 #endif
431
432 /* Give up the prefetch optimizations once we exceed a given threshold.
433    It is unlikely that we would be able to optimize something in a loop
434    with so many detected prefetches.  */
435 #define MAX_PREFETCHES 100
436 /* The number of prefetch blocks that are beneficial to fetch at once before
437    a loop with a known (and low) iteration count.  */
438 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX  6
439 /* For very tiny loops it is not worthwhile to prefetch even before the loop,
440    since it is likely that the data are already in the cache.  */
441 #define PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN  2
442
443 /* Parameterize some prefetch heuristics so they can be turned on and off
444    easily for performance testing on new architectures.  These can be
445    defined in target-dependent files.  */
446
447 /* Prefetch is worthwhile only when loads/stores are dense.  */
448 #ifndef PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM
449 #define PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM 1
450 #endif
451
452 /* Define what we mean by "dense" loads and stores; This value divided by 256
453    is the minimum percentage of memory references that worth prefetching.  */
454 #ifndef PREFETCH_DENSE_MEM
455 #define PREFETCH_DENSE_MEM 220
456 #endif
457
458 /* Do not prefetch for a loop whose iteration count is known to be low.  */
459 #ifndef PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
460 #define PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT 1
461 #endif
462
463 /* Define what we mean by a "low" iteration count.  */
464 #ifndef PREFETCH_LOW_LOOPCNT
465 #define PREFETCH_LOW_LOOPCNT 32
466 #endif
467
468 /* Do not prefetch for a loop that contains a function call; such a loop is
469    probably not an internal loop.  */
470 #ifndef PREFETCH_NO_CALL
471 #define PREFETCH_NO_CALL 1
472 #endif
473
474 /* Do not prefetch accesses with an extreme stride.  */
475 #ifndef PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
476 #define PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE 1
477 #endif
478
479 /* Define what we mean by an "extreme" stride.  */
480 #ifndef PREFETCH_EXTREME_STRIDE
481 #define PREFETCH_EXTREME_STRIDE 4096
482 #endif
483
484 /* Define a limit to how far apart indices can be and still be merged
485    into a single prefetch.  */
486 #ifndef PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE
487 #define PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE 4096
488 #endif
489
490 /* Issue prefetch instructions before the loop to fetch data to be used
491    in the first few loop iterations.  */
492 #ifndef PREFETCH_BEFORE_LOOP
493 #define PREFETCH_BEFORE_LOOP 1
494 #endif
495
496 /* Do not handle reversed order prefetches (negative stride).  */
497 #ifndef PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER
498 #define PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER 1
499 #endif
500
501 /* Prefetch even if the GIV is in conditional code.  */
502 #ifndef PREFETCH_CONDITIONAL
503 #define PREFETCH_CONDITIONAL 1
504 #endif
505
506 #define LOOP_REG_LIFETIME(LOOP, REGNO) \
507 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) - REGNO_FIRST_LUID (REGNO)))
508
509 #define LOOP_REG_GLOBAL_P(LOOP, REGNO) \
510 ((REGNO_LAST_LUID (REGNO) > INSN_LUID ((LOOP)->end) \
511  || REGNO_FIRST_LUID (REGNO) < INSN_LUID ((LOOP)->start)))
512
513 #define LOOP_REGNO_NREGS(REGNO, SET_DEST) \
514 ((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER \
515  ? (int) hard_regno_nregs[(REGNO)][GET_MODE (SET_DEST)] : 1)
516
517
518 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
519    The luids are like uids but increase monotonically always.
520    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
521
522 static int *uid_luid;
523
524 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
525    number the insn is contained in.  */
526
527 static struct loop **uid_loop;
528
529 /* 1 + largest uid of any insn.  */
530
531 static int max_uid_for_loop;
532
533 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
534    next few tables.  */
535
536 static int max_loop_num;
537
538 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
539    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
540 static unsigned int max_reg_before_loop;
541
542 /* The value to pass to the next call of reg_scan_update.  */
543 static int loop_max_reg;
544 \f
545 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
546    is made to record all the movable insns found.
547    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
548
549 struct movable
550 {
551   rtx insn;                     /* A movable insn */
552   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
553   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
554   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
555                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
556   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
557                                    that must be moved with this one.  */
558   unsigned int regno;           /* The register it sets */
559   short lifetime;               /* lifetime of that register;
560                                    may be adjusted when matching movables
561                                    that load the same value are found.  */
562   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
563                                    including other movables that force this
564                                    or match this one.  */
565   ENUM_BITFIELD(machine_mode) savemode : 8;   /* Nonzero means it is a mode for
566                                    a low part that we should avoid changing when
567                                    clearing the rest of the reg.  */
568   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
569   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
570   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
571                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
572                    that the reg is live outside the range from where it is set
573                    to the following label.  */
574   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
575
576   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
577                                    In particular, moving it does not make it
578                                    invariant.  */
579   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
580                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
581   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
582                                     first insn of a consecutive sets group.  */
583   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
584   unsigned int insert_temp : 1;  /* 1 means we copy to a new pseudo and replace
585                                     the original insn with a copy from that
586                                     pseudo, rather than deleting it.  */
587   struct movable *match;        /* First entry for same value */
588   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
589   struct movable *next;
590 };
591
592
593 static FILE *loop_dump_stream;
594
595 /* Forward declarations.  */
596
597 static void invalidate_loops_containing_label (rtx);
598 static void find_and_verify_loops (rtx, struct loops *);
599 static void mark_loop_jump (rtx, struct loop *);
600 static void prescan_loop (struct loop *);
601 static int reg_in_basic_block_p (rtx, rtx);
602 static int consec_sets_invariant_p (const struct loop *, rtx, int, rtx);
603 static int labels_in_range_p (rtx, int);
604 static void count_one_set (struct loop_regs *, rtx, rtx, rtx *);
605 static void note_addr_stored (rtx, rtx, void *);
606 static void note_set_pseudo_multiple_uses (rtx, rtx, void *);
607 static int loop_reg_used_before_p (const struct loop *, rtx, rtx);
608 static rtx find_regs_nested (rtx, rtx);
609 static void scan_loop (struct loop*, int);
610 #if 0
611 static void replace_call_address (rtx, rtx, rtx);
612 #endif
613 static rtx skip_consec_insns (rtx, int);
614 static int libcall_benefit (rtx);
615 static rtx libcall_other_reg (rtx, rtx);
616 static void record_excess_regs (rtx, rtx, rtx *);
617 static void ignore_some_movables (struct loop_movables *);
618 static void force_movables (struct loop_movables *);
619 static void combine_movables (struct loop_movables *, struct loop_regs *);
620 static int num_unmoved_movables (const struct loop *);
621 static int regs_match_p (rtx, rtx, struct loop_movables *);
622 static int rtx_equal_for_loop_p (rtx, rtx, struct loop_movables *,
623                                  struct loop_regs *);
624 static void add_label_notes (rtx, rtx);
625 static void move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *, int,
626                            int);
627 static void loop_movables_add (struct loop_movables *, struct movable *);
628 static void loop_movables_free (struct loop_movables *);
629 static int count_nonfixed_reads (const struct loop *, rtx);
630 static void loop_bivs_find (struct loop *);
631 static void loop_bivs_init_find (struct loop *);
632 static void loop_bivs_check (struct loop *);
633 static void loop_givs_find (struct loop *);
634 static void loop_givs_check (struct loop *);
635 static int loop_biv_eliminable_p (struct loop *, struct iv_class *, int, int);
636 static int loop_giv_reduce_benefit (struct loop *, struct iv_class *,
637                                     struct induction *, rtx);
638 static void loop_givs_dead_check (struct loop *, struct iv_class *);
639 static void loop_givs_reduce (struct loop *, struct iv_class *);
640 static void loop_givs_rescan (struct loop *, struct iv_class *, rtx *);
641 static void loop_ivs_free (struct loop *);
642 static void strength_reduce (struct loop *, int);
643 static void find_single_use_in_loop (struct loop_regs *, rtx, rtx);
644 static int valid_initial_value_p (rtx, rtx, int, rtx);
645 static void find_mem_givs (const struct loop *, rtx, rtx, int, int);
646 static void record_biv (struct loop *, struct induction *, rtx, rtx, rtx,
647                         rtx, rtx *, int, int);
648 static void check_final_value (const struct loop *, struct induction *);
649 static void loop_ivs_dump (const struct loop *, FILE *, int);
650 static void loop_iv_class_dump (const struct iv_class *, FILE *, int);
651 static void loop_biv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
652 static void loop_giv_dump (const struct induction *, FILE *, int);
653 static void record_giv (const struct loop *, struct induction *, rtx, rtx,
654                         rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, int,
655                         rtx *);
656 static void update_giv_derive (const struct loop *, rtx);
657 static HOST_WIDE_INT get_monotonic_increment (struct iv_class *);
658 static bool biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
659                                     HOST_WIDE_INT, enum machine_mode,
660                                     unsigned HOST_WIDE_INT);
661 static bool biv_fits_mode_p (const struct loop *, struct iv_class *,
662                              HOST_WIDE_INT, enum machine_mode, bool);
663 static bool extension_within_bounds_p (const struct loop *, struct iv_class *,
664                                        HOST_WIDE_INT, rtx);
665 static void check_ext_dependent_givs (const struct loop *, struct iv_class *);
666 static int basic_induction_var (const struct loop *, rtx, enum machine_mode,
667                                 rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **);
668 static rtx simplify_giv_expr (const struct loop *, rtx, rtx *, int *);
669 static int general_induction_var (const struct loop *loop, rtx, rtx *, rtx *,
670                                   rtx *, rtx *, int, int *, enum machine_mode);
671 static int consec_sets_giv (const struct loop *, int, rtx, rtx, rtx, rtx *,
672                             rtx *, rtx *, rtx *);
673 static int check_dbra_loop (struct loop *, int);
674 static rtx express_from_1 (rtx, rtx, rtx);
675 static rtx combine_givs_p (struct induction *, struct induction *);
676 static int cmp_combine_givs_stats (const void *, const void *);
677 static void combine_givs (struct loop_regs *, struct iv_class *);
678 static int product_cheap_p (rtx, rtx);
679 static int maybe_eliminate_biv (const struct loop *, struct iv_class *, int,
680                                 int, int);
681 static int maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *, rtx, rtx,
682                                   struct iv_class *, int, basic_block, rtx);
683 static int last_use_this_basic_block (rtx, rtx);
684 static void record_initial (rtx, rtx, void *);
685 static void update_reg_last_use (rtx, rtx);
686 static rtx next_insn_in_loop (const struct loop *, rtx);
687 static void loop_regs_scan (const struct loop *, int);
688 static int count_insns_in_loop (const struct loop *);
689 static int find_mem_in_note_1 (rtx *, void *);
690 static rtx find_mem_in_note (rtx);
691 static void load_mems (const struct loop *);
692 static int insert_loop_mem (rtx *, void *);
693 static int replace_loop_mem (rtx *, void *);
694 static void replace_loop_mems (rtx, rtx, rtx, int);
695 static int replace_loop_reg (rtx *, void *);
696 static void replace_loop_regs (rtx insn, rtx, rtx);
697 static void note_reg_stored (rtx, rtx, void *);
698 static void try_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
699 static void try_swap_copy_prop (const struct loop *, rtx, unsigned int);
700 static rtx check_insn_for_givs (struct loop *, rtx, int, int);
701 static rtx check_insn_for_bivs (struct loop *, rtx, int, int);
702 static rtx gen_add_mult (rtx, rtx, rtx, rtx);
703 static void loop_regs_update (const struct loop *, rtx);
704 static int iv_add_mult_cost (rtx, rtx, rtx, rtx);
705 static int loop_invariant_p (const struct loop *, rtx);
706 static rtx loop_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
707 static void loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *, rtx, rtx, rtx,
708                                           rtx, basic_block, rtx);
709 static rtx loop_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
710                                   rtx, rtx);
711 static int loop_insn_first_p (rtx, rtx);
712 static rtx get_condition_for_loop (const struct loop *, rtx);
713 static void loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
714 static void loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *, rtx, rtx, rtx, rtx);
715 static rtx extend_value_for_giv (struct induction *, rtx);
716 static rtx loop_insn_sink (const struct loop *, rtx);
717
718 static rtx loop_insn_emit_after (const struct loop *, basic_block, rtx, rtx);
719 static rtx loop_call_insn_emit_before (const struct loop *, basic_block,
720                                        rtx, rtx);
721 static rtx loop_call_insn_hoist (const struct loop *, rtx);
722 static rtx loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *, rtx);
723
724 static void loop_dump_aux (const struct loop *, FILE *, int);
725 static void loop_delete_insns (rtx, rtx);
726 static HOST_WIDE_INT remove_constant_addition (rtx *);
727 static rtx gen_load_of_final_value (rtx, rtx);
728 void debug_ivs (const struct loop *);
729 void debug_iv_class (const struct iv_class *);
730 void debug_biv (const struct induction *);
731 void debug_giv (const struct induction *);
732 void debug_loop (const struct loop *);
733 void debug_loops (const struct loops *);
734
735 typedef struct loop_replace_args
736 {
737   rtx match;
738   rtx replacement;
739   rtx insn;
740 } loop_replace_args;
741
742 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
743 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
744   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
745    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
746    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
747
748 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
749 static int indirect_jump_in_function;
750 static int indirect_jump_in_function_p (rtx);
751
752 static int compute_luids (rtx, rtx, int);
753
754 static int biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *,
755                                              struct induction *, rtx);
756 \f
757 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
758    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
759 static int copy_cost;
760
761 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
762 static int reg_address_cost;
763
764 void
765 init_loop (void)
766 {
767   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
768
769   reg_address_cost = address_cost (reg, SImode);
770
771   copy_cost = COSTS_N_INSNS (1);
772 }
773 \f
774 /* Compute the mapping from uids to luids.
775    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
776    except that luids increase monotonically through the code.
777    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
778    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
779 static int
780 compute_luids (rtx start, rtx end, int prev_luid)
781 {
782   int i;
783   rtx insn;
784
785   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
786     {
787       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
788         continue;
789       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
790          luids between two insns is not affected by -g.  */
791       if (!NOTE_P (insn)
792           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
793         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
794       else
795         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
796         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
797     }
798   return i + 1;
799 }
800 \f
801 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
802    on the current function.  F is the first insn of the function
803    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
804    (or 0 if none should be output).  */
805
806 void
807 loop_optimize (rtx f, FILE *dumpfile, int flags)
808 {
809   rtx insn;
810   int i;
811   struct loops loops_data;
812   struct loops *loops = &loops_data;
813   struct loop_info *loops_info;
814
815   loop_dump_stream = dumpfile;
816
817   init_recog_no_volatile ();
818
819   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
820   loop_max_reg = max_reg_before_loop;
821
822   regs_may_share = 0;
823
824   /* Count the number of loops.  */
825
826   max_loop_num = 0;
827   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
828     {
829       if (NOTE_P (insn)
830           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
831         max_loop_num++;
832     }
833
834   /* Don't waste time if no loops.  */
835   if (max_loop_num == 0)
836     return;
837
838   loops->num = max_loop_num;
839
840   /* Get size to use for tables indexed by uids.
841      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
842   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
843
844   uid_luid = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (int));
845   uid_loop = xcalloc (max_uid_for_loop, sizeof (struct loop *));
846
847   /* Allocate storage for array of loops.  */
848   loops->array = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop));
849
850   /* Find and process each loop.
851      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
852   find_and_verify_loops (f, loops);
853
854   /* Allocate and initialize auxiliary loop information.  */
855   loops_info = xcalloc (loops->num, sizeof (struct loop_info));
856   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
857     loops->array[i].aux = loops_info + i;
858
859   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
860      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
861      function.  */
862   reg_scan (f, max_reg_before_loop);
863
864   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
865      will have entries in the register tables.
866
867      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
868      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
869   init_alias_analysis ();
870
871   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
872      one more that the maximum uid of all insn.  */
873   gcc_assert (get_max_uid () <= max_uid_for_loop);
874   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
875   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
876
877   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it
878      might have rearranged code afterwards, so we need to recompute
879      the luids now.  */
880   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
881
882   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
883      deleted.  It is possible that the first or last insn
884      using some register has been deleted by cross-jumping.
885      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
886      points to the general area where that insn used to be.  */
887   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
888     {
889       uid_luid[0] = uid_luid[i];
890       if (uid_luid[0] != 0)
891         break;
892     }
893   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
894     if (uid_luid[i] == 0)
895       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
896
897   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
898      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
899   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
900
901   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
902      before outer ones.  */
903   for (i = max_loop_num - 1; i >= 0; i--)
904     {
905       struct loop *loop = &loops->array[i];
906
907       if (! loop->invalid && loop->end)
908         {
909           scan_loop (loop, flags);
910           ggc_collect ();
911         }
912     }
913
914   end_alias_analysis ();
915
916   /* Clean up.  */
917   for (i = 0; i < (int) loops->num; i++)
918     free (loops_info[i].mems);
919   
920   free (uid_luid);
921   free (uid_loop);
922   free (loops_info);
923   free (loops->array);
924 }
925 \f
926 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
927    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
928    respectively.  LOOP->TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
929    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
930    bottom.  */
931
932 static rtx
933 next_insn_in_loop (const struct loop *loop, rtx insn)
934 {
935   insn = NEXT_INSN (insn);
936
937   if (insn == loop->end)
938     {
939       if (loop->top)
940         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
941         insn = loop->top;
942       else
943         /* We're done.  */
944         insn = NULL_RTX;
945     }
946
947   if (insn == loop->scan_start)
948     /* We're done.  */
949     insn = NULL_RTX;
950
951   return insn;
952 }
953
954 /* Find any register references hidden inside X and add them to
955    the dependency list DEPS.  This is used to look inside CLOBBER (MEM
956    when checking whether a PARALLEL can be pulled out of a loop.  */
957
958 static rtx
959 find_regs_nested (rtx deps, rtx x)
960 {
961   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
962   if (code == REG)
963     deps = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, deps);
964   else
965     {
966       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
967       int i, j;
968       for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
969         {
970           if (fmt[i] == 'e')
971             deps = find_regs_nested (deps, XEXP (x, i));
972           else if (fmt[i] == 'E')
973             for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
974               deps = find_regs_nested (deps, XVECEXP (x, i, j));
975         }
976     }
977   return deps;
978 }
979
980 /* Optimize one loop described by LOOP.  */
981
982 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
983    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
984    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
985    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
986    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
987
988 static void
989 scan_loop (struct loop *loop, int flags)
990 {
991   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
992   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
993   int i;
994   rtx loop_start = loop->start;
995   rtx loop_end = loop->end;
996   rtx p;
997   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
998   int maybe_never = 0;
999   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
1000      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
1001   int call_passed = 0;
1002   /* Number of insns in the loop.  */
1003   int insn_count;
1004   int tem;
1005   rtx temp, update_start, update_end;
1006   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
1007   rtx set, set1;
1008   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
1009   struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
1010   /* Ratio of extra register life span we can justify
1011      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
1012      since in that case saving an insn makes more difference
1013      and more registers are available.  */
1014   int threshold;
1015   int in_libcall;
1016
1017   loop->top = 0;
1018
1019   movables->head = 0;
1020   movables->last = 0;
1021
1022   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
1023      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
1024      that is too complex to duplicate in front of the loop.
1025
1026      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
1027      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
1028      (because we might have a loop executed only once that contains a
1029      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
1030      (in case we have a degenerate loop).
1031
1032      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
1033      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
1034      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
1035      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
1036      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
1037
1038   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
1039        p != loop_end
1040          && !LABEL_P (p) && ! INSN_P (p)
1041          && (!NOTE_P (p)
1042              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
1043                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
1044        p = NEXT_INSN (p))
1045     ;
1046
1047   loop->scan_start = p;
1048
1049   /* If loop end is the end of the current function, then emit a
1050      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set loop->sink to the dummy
1051      note insn.  This is the position we use when sinking insns out of
1052      the loop.  */
1053   if (NEXT_INSN (loop->end) != 0)
1054     loop->sink = NEXT_INSN (loop->end);
1055   else
1056     loop->sink = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop->end);
1057
1058   /* Set up variables describing this loop.  */
1059   prescan_loop (loop);
1060   threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
1061
1062   /* If loop has a jump before the first label,
1063      the true entry is the target of that jump.
1064      Start scan from there.
1065      But record in LOOP->TOP the place where the end-test jumps
1066      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
1067   if (JUMP_P (p)
1068       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
1069       && any_uncondjump_p (p)
1070       && JUMP_LABEL (p) != 0
1071       /* Check to see whether the jump actually
1072          jumps out of the loop (meaning it's no loop).
1073          This case can happen for things like
1074          do {..} while (0).  If this label was generated previously
1075          by loop, we can't tell anything about it and have to reject
1076          the loop.  */
1077       && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, loop_end))
1078     {
1079       loop->top = next_label (loop->scan_start);
1080       loop->scan_start = JUMP_LABEL (p);
1081     }
1082
1083   /* If LOOP->SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
1084      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
1085      test may never be true, but it's best to play it safe.)
1086
1087      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
1088      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
1089      test above.  */
1090
1091   if (INSN_UID (loop->scan_start) >= max_uid_for_loop
1092       || !LABEL_P (loop->scan_start))
1093     {
1094       if (loop_dump_stream)
1095         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
1096                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end));
1097       return;
1098     }
1099
1100   /* Allocate extra space for REGs that might be created by load_mems.
1101      We allocate a little extra slop as well, in the hopes that we
1102      won't have to reallocate the regs array.  */
1103   loop_regs_scan (loop, loop_info->mems_idx + 16);
1104   insn_count = count_insns_in_loop (loop);
1105
1106   if (loop_dump_stream)
1107     fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
1108              INSN_UID (loop_start), INSN_UID (loop_end), insn_count);
1109
1110   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
1111      Set REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP negative for the reg I being set, so that
1112      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
1113      We consider whether subsequent insns use the reg
1114      in deciding whether it is worth actually moving.
1115
1116      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
1117      and therefore it is possible that the insns we are scanning
1118      would never be executed.  At such times, we must make sure
1119      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
1120      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
1121      so that is not a problem.  */
1122
1123   for (in_libcall = 0, p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
1124        p != NULL_RTX;
1125        p = next_insn_in_loop (loop, p))
1126     {
1127       if (in_libcall && INSN_P (p) && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1128         in_libcall--;
1129       if (NONJUMP_INSN_P (p))
1130         {
1131           /* Do not scan past an optimization barrier.  */
1132           if (GET_CODE (PATTERN (p)) == ASM_INPUT)
1133             break;
1134           temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
1135           if (temp)
1136             in_libcall++;
1137           if (! in_libcall
1138               && (set = single_set (p))
1139               && REG_P (SET_DEST (set))
1140               && SET_DEST (set) != frame_pointer_rtx
1141 #ifdef PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
1142               && SET_DEST (set) != pic_offset_table_rtx
1143 #endif
1144               && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
1145             {
1146               int tem1 = 0;
1147               int tem2 = 0;
1148               int move_insn = 0;
1149               int insert_temp = 0;
1150               rtx src = SET_SRC (set);
1151               rtx dependencies = 0;
1152
1153               /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a
1154                  REG_EQUIV note is given or if a REG_EQUAL note with a
1155                  constant operand is specified, use it as the source and
1156                  mark that we should move this insn by calling
1157                  emit_move_insn rather that duplicating the insn.
1158
1159                  Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL
1160                  note is present.  */
1161               temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1162               if (temp)
1163                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1164               else
1165                 {
1166                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1167                   if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1168                     src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
1169                   if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1170                     {
1171                       src = XEXP (temp, 0);
1172                       /* A libcall block can use regs that don't appear in
1173                          the equivalent expression.  To move the libcall,
1174                          we must move those regs too.  */
1175                       dependencies = libcall_other_reg (p, src);
1176                     }
1177                 }
1178
1179               /* For parallels, add any possible uses to the dependencies, as
1180                  we can't move the insn without resolving them first.
1181                  MEMs inside CLOBBERs may also reference registers; these
1182                  count as implicit uses.  */
1183               if (GET_CODE (PATTERN (p)) == PARALLEL)
1184                 {
1185                   for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (p), 0); i++)
1186                     {
1187                       rtx x = XVECEXP (PATTERN (p), 0, i);
1188                       if (GET_CODE (x) == USE)
1189                         dependencies
1190                           = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, XEXP (x, 0),
1191                                                dependencies);
1192                       else if (GET_CODE (x) == CLOBBER 
1193                                && MEM_P (XEXP (x, 0)))
1194                         dependencies = find_regs_nested (dependencies, 
1195                                                   XEXP (XEXP (x, 0), 0));
1196                     }
1197                 }
1198
1199               if (/* The register is used in basic blocks other
1200                       than the one where it is set (meaning that
1201                       something after this point in the loop might
1202                       depend on its value before the set).  */
1203                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
1204                    /* And the set is not guaranteed to be executed once
1205                       the loop starts, or the value before the set is
1206                       needed before the set occurs...
1207
1208                       ??? Note we have quadratic behavior here, mitigated
1209                       by the fact that the previous test will often fail for
1210                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
1211                       each time for register usage, we should build tables
1212                       of the register usage and use them here instead.  */
1213                    && (maybe_never
1214                        || loop_reg_used_before_p (loop, set, p)))
1215                 /* It is unsafe to move the set.  However, it may be OK to
1216                    move the source into a new pseudo, and substitute a
1217                    reg-to-reg copy for the original insn.
1218
1219                    This code used to consider it OK to move a set of a variable
1220                    which was not created by the user and not used in an exit
1221                    test.
1222                    That behavior is incorrect and was removed.  */
1223                 insert_temp = 1;
1224
1225               /* Don't try to optimize a MODE_CC set with a constant
1226                  source.  It probably will be combined with a conditional
1227                  jump.  */
1228               if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) == MODE_CC
1229                   && CONSTANT_P (src))
1230                 ;
1231               /* Don't try to optimize a register that was made
1232                  by loop-optimization for an inner loop.
1233                  We don't know its life-span, so we can't compute
1234                  the benefit.  */
1235               else if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
1236                 ;
1237               /* Don't move the source and add a reg-to-reg copy:
1238                  - with -Os (this certainly increases size),
1239                  - if the mode doesn't support copy operations (obviously),
1240                  - if the source is already a reg (the motion will gain nothing),
1241                  - if the source is a legitimate constant (likewise).  */
1242               else if (insert_temp
1243                        && (optimize_size
1244                            || ! can_copy_p (GET_MODE (SET_SRC (set)))
1245                            || REG_P (SET_SRC (set))
1246                            || (CONSTANT_P (SET_SRC (set))
1247                                && LEGITIMATE_CONSTANT_P (SET_SRC (set)))))
1248                 ;
1249               else if ((tem = loop_invariant_p (loop, src))
1250                        && (dependencies == 0
1251                            || (tem2
1252                                = loop_invariant_p (loop, dependencies)) != 0)
1253                        && (regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop == 1
1254                            || (tem1
1255                                = consec_sets_invariant_p
1256                                (loop, SET_DEST (set),
1257                                 regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop,
1258                                 p)))
1259                        /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
1260                           can't move it unless it's guaranteed to be executed
1261                           once loop is entered.  Even a function call might
1262                           prevent the trap insn from being reached
1263                           (since it might exit!)  */
1264                        && ! ((maybe_never || call_passed)
1265                              && may_trap_p (src)))
1266                 {
1267                   struct movable *m;
1268                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1269                   rtx user, user_set;
1270
1271                   /* A potential lossage is where we have a case where two
1272                      insns can be combined as long as they are both in the
1273                      loop, but we move one of them outside the loop.  For
1274                      large loops, this can lose.  The most common case of
1275                      this is the address of a function being called.
1276
1277                      Therefore, if this register is marked as being used
1278                      exactly once if we are in a loop with calls
1279                      (a "large loop"), see if we can replace the usage of
1280                      this register with the source of this SET.  If we can,
1281                      delete this insn.
1282
1283                      Don't do this if:
1284                       (1) P has a REG_RETVAL note or
1285                       (2) if we have SMALL_REGISTER_CLASSES and
1286                         (a) SET_SRC is a hard register or
1287                         (b) the destination of the user is a hard register.  */
1288
1289                   if (loop_info->has_call
1290                       && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER 
1291                       && (user = regs->array[regno].single_usage) != NULL
1292                       && user != const0_rtx
1293                       && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
1294                       && REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (user)
1295                       && regs->array[regno].set_in_loop == 1
1296                       && GET_CODE (SET_SRC (set)) != ASM_OPERANDS
1297                       && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
1298                       && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
1299                       && (!SMALL_REGISTER_CLASSES
1300                           || !REG_P (SET_SRC (set))
1301                           || !HARD_REGISTER_P (SET_SRC (set)))
1302                       && (!SMALL_REGISTER_CLASSES
1303                           || !NONJUMP_INSN_P (user)
1304                           || !(user_set = single_set (user))
1305                           || !REG_P (SET_DEST (user_set))
1306                           || !HARD_REGISTER_P (SET_DEST (user_set)))
1307                       /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
1308                          a call-clobbered register and the life of REGNO
1309                          might span a call.  */
1310                       && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p, user)
1311                       && no_labels_between_p (p, user)
1312                       && validate_replace_rtx (SET_DEST (set),
1313                                                SET_SRC (set), user))
1314                     {
1315                       /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy
1316                          the new source, so that we don't get rtx sharing
1317                          between the SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
1318                       REG_NOTES (user)
1319                         = replace_rtx (REG_NOTES (user), SET_DEST (set),
1320                                        copy_rtx (SET_SRC (set)));
1321
1322                       delete_insn (p);
1323                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1324                            i++)
1325                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
1326                       continue;
1327                     }
1328
1329                   m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1330                   m->next = 0;
1331                   m->insn = p;
1332                   m->set_src = src;
1333                   m->dependencies = dependencies;
1334                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1335                   m->force = 0;
1336                   m->consec
1337                     = regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].set_in_loop - 1;
1338                   m->done = 0;
1339                   m->forces = 0;
1340                   m->partial = 0;
1341                   m->move_insn = move_insn;
1342                   m->move_insn_first = 0;
1343                   m->insert_temp = insert_temp;
1344                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1345                   m->savemode = VOIDmode;
1346                   m->regno = regno;
1347                   /* Set M->cond if either loop_invariant_p
1348                      or consec_sets_invariant_p returned 2
1349                      (only conditionally invariant).  */
1350                   m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
1351                   m->global =  LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno);
1352                   m->match = 0;
1353                   m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1354                   m->savings = regs->array[regno].n_times_set;
1355                   if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
1356                     m->savings += libcall_benefit (p);
1357                   for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set)); i++)
1358                     regs->array[regno+i].set_in_loop = move_insn ? -2 : -1;
1359                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1360                   loop_movables_add (movables, m);
1361
1362                   if (m->consec > 0)
1363                     {
1364                       /* It is possible for the first instruction to have a
1365                          REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1366                          remember the status of the first instruction in case
1367                          the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1368                       m->move_insn_first = m->move_insn;
1369
1370                       /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1371                       p = next_nonnote_insn (p);
1372                       /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1373                       p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1374                       /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1375                       p = prev_nonnote_insn (p);
1376
1377                       /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and
1378                          possibly m->set_src to correspond to the effects of
1379                          all the insns.  */
1380                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1381                       if (temp)
1382                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1383                       else
1384                         {
1385                           temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1386                           if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1387                             m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1388                           else
1389                             m->move_insn = 0;
1390
1391                         }
1392                       m->is_equiv
1393                         = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1394                     }
1395                 }
1396               /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1397                  or set to zero, then its high bytes are constant.
1398                  So clear them outside the loop and within the loop
1399                  just load the low bytes.
1400                  We must check that the machine has an instruction to do so.
1401                  Also, if the value loaded into the register
1402                  depends on the same register, this cannot be done.  */
1403               else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1404                        && NONJUMP_INSN_P (NEXT_INSN (p))
1405                        && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1406                        && GET_CODE (set1) == SET
1407                        && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1408                        && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1409                        && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1410                            == SET_DEST (set))
1411                        && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1412                 {
1413                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1414                   if (regs->array[regno].set_in_loop == 2)
1415                     {
1416                       struct movable *m;
1417                       m = xmalloc (sizeof (struct movable));
1418                       m->next = 0;
1419                       m->insn = p;
1420                       m->set_dest = SET_DEST (set);
1421                       m->dependencies = 0;
1422                       m->force = 0;
1423                       m->consec = 0;
1424                       m->done = 0;
1425                       m->forces = 0;
1426                       m->move_insn = 0;
1427                       m->move_insn_first = 0;
1428                       m->insert_temp = insert_temp;
1429                       m->partial = 1;
1430                       /* If the insn may not be executed on some cycles,
1431                          we can't clear the whole reg; clear just high part.
1432                          Not even if the reg is used only within this loop.
1433                          Consider this:
1434                          while (1)
1435                            while (s != t) {
1436                              if (foo ()) x = *s;
1437                              use (x);
1438                            }
1439                          Clearing x before the inner loop could clobber a value
1440                          being saved from the last time around the outer loop.
1441                          However, if the reg is not used outside this loop
1442                          and all uses of the register are in the same
1443                          basic block as the store, there is no problem.
1444
1445                          If this insn was made by loop, we don't know its
1446                          INSN_LUID and hence must make a conservative
1447                          assumption.  */
1448                       m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1449                                    || LOOP_REG_GLOBAL_P (loop, regno)
1450                                    || (labels_in_range_p
1451                                        (p, REGNO_FIRST_LUID (regno))));
1452                       if (maybe_never && m->global)
1453                         m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1454                       else
1455                         m->savemode = VOIDmode;
1456                       m->regno = regno;
1457                       m->cond = 0;
1458                       m->match = 0;
1459                       m->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, regno);
1460                       m->savings = 1;
1461                       for (i = 0;
1462                            i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, SET_DEST (set));
1463                            i++)
1464                         regs->array[regno+i].set_in_loop = -1;
1465                       /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1466                       loop_movables_add (movables, m);
1467                     }
1468                 }
1469             }
1470         }
1471       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1472          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1473          Constant and pure call insns always return, so they don't count.  */
1474       else if (CALL_P (p) && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (p))
1475         call_passed = 1;
1476       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1477          can't count on whether or how many times they will be
1478          executed during each iteration.  Therefore, we can
1479          only move out sets of trivial variables
1480          (those not used after the loop).  */
1481       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1482       else if ((LABEL_P (p) || JUMP_P (p))
1483                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1484                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1485                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1486                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1487                   followed by a barrier then the loop_end.  */
1488                && ! (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == loop->top
1489                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end
1490                      && any_uncondjump_p (p)))
1491         maybe_never = 1;
1492     }
1493
1494   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1495
1496   ignore_some_movables (movables);
1497
1498   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1499      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1500      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1501      since the second can be moved only if the first is.  */
1502
1503   force_movables (movables);
1504
1505   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1506      If there are, make all but the first point at the first one
1507      through the `match' field, and add the priorities of them
1508      all together as the priority of the first.  */
1509
1510   combine_movables (movables, regs);
1511
1512   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1513      Store 0 in regs->array[I].set_in_loop for each reg I that is moved.
1514
1515      For machines with few registers this increases code size, so do not
1516      move moveables when optimizing for code size on such machines.
1517      (The 18 below is the value for i386.)  */
1518
1519   if (!optimize_size
1520       || (reg_class_size[GENERAL_REGS] > 18 && !loop_info->has_call))
1521     {
1522       move_movables (loop, movables, threshold, insn_count);
1523
1524       /* Recalculate regs->array if move_movables has created new
1525          registers.  */
1526       if (max_reg_num () > regs->num)
1527         {
1528           loop_regs_scan (loop, 0);
1529           for (update_start = loop_start;
1530                PREV_INSN (update_start)
1531                && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1532                update_start = PREV_INSN (update_start))
1533             ;
1534           update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1535
1536           reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1537           loop_max_reg = max_reg_num ();
1538         }
1539     }
1540
1541   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1542      Change regs->array[I].set_in_loop to indicate that those are not actually
1543      invariant.  */
1544   for (i = 0; i < regs->num; i++)
1545     if (regs->array[i].set_in_loop < 0)
1546       regs->array[i].set_in_loop = regs->array[i].n_times_set;
1547
1548   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1549      hoist even more memory references.  */
1550   load_mems (loop);
1551
1552   /* Recalculate regs->array if load_mems has created new registers.  */
1553   if (max_reg_num () > regs->num)
1554     loop_regs_scan (loop, 0);
1555
1556   for (update_start = loop_start;
1557        PREV_INSN (update_start)
1558          && !LABEL_P (PREV_INSN (update_start));
1559        update_start = PREV_INSN (update_start))
1560     ;
1561   update_end = NEXT_INSN (loop_end);
1562
1563   reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1564   loop_max_reg = max_reg_num ();
1565
1566   if (flag_strength_reduce)
1567     {
1568       if (update_end && LABEL_P (update_end))
1569         /* Ensure our label doesn't go away.  */
1570         LABEL_NUSES (update_end)++;
1571
1572       strength_reduce (loop, flags);
1573
1574       reg_scan_update (update_start, update_end, loop_max_reg);
1575       loop_max_reg = max_reg_num ();
1576
1577       if (update_end && LABEL_P (update_end)
1578           && --LABEL_NUSES (update_end) == 0)
1579         delete_related_insns (update_end);
1580     }
1581
1582
1583   /* The movable information is required for strength reduction.  */
1584   loop_movables_free (movables);
1585
1586   free (regs->array);
1587   regs->array = 0;
1588   regs->num = 0;
1589 }
1590 \f
1591 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1592    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1593
1594 static void
1595 record_excess_regs (rtx in_this, rtx not_in_this, rtx *output)
1596 {
1597   enum rtx_code code;
1598   const char *fmt;
1599   int i;
1600
1601   code = GET_CODE (in_this);
1602
1603   switch (code)
1604     {
1605     case PC:
1606     case CC0:
1607     case CONST_INT:
1608     case CONST_DOUBLE:
1609     case CONST:
1610     case SYMBOL_REF:
1611     case LABEL_REF:
1612       return;
1613
1614     case REG:
1615       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1616           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1617         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1618       return;
1619
1620     default:
1621       break;
1622     }
1623
1624   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1625   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1626     {
1627       int j;
1628
1629       switch (fmt[i])
1630         {
1631         case 'E':
1632           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1633             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1634           break;
1635
1636         case 'e':
1637           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1638           break;
1639         }
1640     }
1641 }
1642 \f
1643 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1644    aside from those mentioned in the equivalent value.
1645    If there are none, return 0.
1646    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1647
1648 static rtx
1649 libcall_other_reg (rtx insn, rtx equiv)
1650 {
1651   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1652   rtx p = XEXP (note, 0);
1653   rtx output = 0;
1654
1655   /* First, find all the regs used in the libcall block
1656      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1657
1658   while (p != insn)
1659     {
1660       if (INSN_P (p))
1661         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1662       p = NEXT_INSN (p);
1663     }
1664
1665   return output;
1666 }
1667 \f
1668 /* Return 1 if all uses of REG
1669    are between INSN and the end of the basic block.  */
1670
1671 static int
1672 reg_in_basic_block_p (rtx insn, rtx reg)
1673 {
1674   int regno = REGNO (reg);
1675   rtx p;
1676
1677   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1678     return 0;
1679
1680   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1681   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1682     {
1683       switch (GET_CODE (p))
1684         {
1685         case NOTE:
1686           break;
1687
1688         case INSN:
1689         case CALL_INSN:
1690           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1691           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1692             return 1;
1693           break;
1694
1695         case JUMP_INSN:
1696           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1697           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1698             return 1;
1699           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1700           return 0;
1701
1702         case CODE_LABEL:
1703         case BARRIER:
1704           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1705           return 0;
1706
1707         default:
1708           break;
1709         }
1710     }
1711
1712   /* The "last use" that was recorded can't be found after the first
1713      use.  This can happen when the last use was deleted while
1714      processing an inner loop, this inner loop was then completely
1715      unrolled, and the outer loop is always exited after the inner loop,
1716      so that everything after the first use becomes a single basic block.  */
1717   return 1;
1718 }
1719 \f
1720 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1721    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1722    value directly or can contain a library call.  */
1723
1724 static int
1725 libcall_benefit (rtx last)
1726 {
1727   rtx insn;
1728   int benefit = 0;
1729
1730   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1731        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1732     {
1733       if (CALL_P (insn))
1734         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1735                                    routine.  */
1736       else if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1737                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1738                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1739         benefit++;
1740     }
1741
1742   return benefit;
1743 }
1744 \f
1745 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1746
1747 static rtx
1748 skip_consec_insns (rtx insn, int count)
1749 {
1750   for (; count > 0; count--)
1751     {
1752       rtx temp;
1753
1754       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1755       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1756          be an insn here.  */
1757       if (!NOTE_P (insn)
1758           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1759         insn = XEXP (temp, 0);
1760
1761       do
1762         insn = NEXT_INSN (insn);
1763       while (NOTE_P (insn));
1764     }
1765
1766   return insn;
1767 }
1768
1769 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1770    which is part of another movable.
1771    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1772    was made later and so appears later on the chain.  */
1773
1774 static void
1775 ignore_some_movables (struct loop_movables *movables)
1776 {
1777   struct movable *m, *m1;
1778
1779   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1780     {
1781       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1782       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1783       if (note)
1784         {
1785           rtx insn;
1786           /* Check for earlier movables inside that range,
1787              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1788              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1789              Rather than reject all such insns from movables, we just
1790              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1791              libcalls aren't that common).  */
1792           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1793             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1794               if (m1->insn == insn)
1795                 m1->done = 1;
1796         }
1797     }
1798 }
1799
1800 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1801    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1802    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1803    since the second can be moved only if the first is.  */
1804
1805 static void
1806 force_movables (struct loop_movables *movables)
1807 {
1808   struct movable *m, *m1;
1809
1810   for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
1811     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1812     if (!m1->partial && !m1->done)
1813       {
1814         int regno = m1->regno;
1815         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1816           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1817              register of M1 to be used after this insn?
1818              Since CSE does not update regno_last_uid,
1819              this insn M->insn might not be where it dies.
1820              But very likely this doesn't matter; what matters is
1821              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1822           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1823               && !m->done)
1824             break;
1825         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1826             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1827             && m->consec == 0)
1828           m = 0;
1829
1830         /* Increase the priority of the moving the first insn
1831            since it permits the second to be moved as well.
1832            Likewise for insns already forced by the first insn.  */
1833         if (m != 0)
1834           {
1835             struct movable *m2;
1836
1837             m->forces = m1;
1838             for (m2 = m1; m2; m2 = m2->forces)
1839               {
1840                 m2->lifetime += m->lifetime;
1841                 m2->savings += m->savings;
1842               }
1843           }
1844       }
1845 }
1846 \f
1847 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1848    one register.  */
1849
1850 static void
1851 combine_movables (struct loop_movables *movables, struct loop_regs *regs)
1852 {
1853   struct movable *m;
1854   char *matched_regs = xmalloc (regs->num);
1855   enum machine_mode mode;
1856
1857   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1858      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1859   /* Only pseudo registers are allowed to match or be matched,
1860      since move_movables does not validate the change.  */
1861   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1862
1863   for (m = movables->head; m; m = m->next)
1864     if (m->match == 0 && regs->array[m->regno].n_times_set == 1
1865         && m->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1866         && !m->insert_temp
1867         && !m->partial)
1868       {
1869         struct movable *m1;
1870         int regno = m->regno;
1871
1872         memset (matched_regs, 0, regs->num);
1873         matched_regs[regno] = 1;
1874
1875         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1876            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1877         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1878           if (m != m1 && m1->match == 0
1879               && !m1->insert_temp
1880               && regs->array[m1->regno].n_times_set == 1
1881               && m1->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1882               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1883               && !m1->global
1884               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1885               && !m1->partial
1886               && (matched_regs[m1->regno]
1887                   ||
1888                   (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1889                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1890                    && ((REG_P (m1->set_src)
1891                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1892                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1893                                                 movables, regs))))
1894               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1895                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1896             {
1897               m->lifetime += m1->lifetime;
1898               m->savings += m1->savings;
1899               m1->done = 1;
1900               m1->match = m;
1901               matched_regs[m1->regno] = 1;
1902             }
1903       }
1904
1905   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1906      This can be done for those not marked `global'
1907      provided their lives don't overlap.  */
1908
1909   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1910        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1911     {
1912       struct movable *m0 = 0;
1913
1914       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1915          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1916       for (m = movables->head; m; m = m->next)
1917         if (m->partial && ! m->global
1918             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1919           {
1920             struct movable *m1;
1921
1922             int first = REGNO_FIRST_LUID (m->regno);
1923             int last = REGNO_LAST_LUID (m->regno);
1924
1925             if (m0 == 0)
1926               {
1927                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1928                 m0 = m;
1929                 continue;
1930               }
1931
1932             /* Make sure they extend to the same mode.
1933                (Almost always true.)  */
1934             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1935               continue;
1936
1937             /* We already have one: check for overlap with those
1938                already combined together.  */
1939             for (m1 = movables->head; m1 != m; m1 = m1->next)
1940               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1941                 if (! (REGNO_FIRST_LUID (m1->regno) > last
1942                        || REGNO_LAST_LUID (m1->regno) < first))
1943                   goto overlap;
1944
1945             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1946             m0->lifetime += m->lifetime;
1947             m0->savings += m->savings;
1948             m->done = 1;
1949             m->match = m0;
1950
1951           overlap:
1952             ;
1953           }
1954     }
1955
1956   /* Clean up.  */
1957   free (matched_regs);
1958 }
1959
1960 /* Returns the number of movable instructions in LOOP that were not
1961    moved outside the loop.  */
1962
1963 static int
1964 num_unmoved_movables (const struct loop *loop)
1965 {
1966   int num = 0;
1967   struct movable *m;
1968
1969   for (m = LOOP_MOVABLES (loop)->head; m; m = m->next)
1970     if (!m->done)
1971       ++num;
1972
1973   return num;
1974 }
1975
1976 \f
1977 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1978
1979 static int
1980 regs_match_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables)
1981 {
1982   unsigned int xn = REGNO (x);
1983   unsigned int yn = REGNO (y);
1984   struct movable *mx, *my;
1985
1986   for (mx = movables->head; mx; mx = mx->next)
1987     if (mx->regno == xn)
1988       break;
1989
1990   for (my = movables->head; my; my = my->next)
1991     if (my->regno == yn)
1992       break;
1993
1994   return (mx && my
1995           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1996               || mx->match == my
1997               || mx == my->match));
1998 }
1999
2000 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
2001    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
2002
2003    If two registers are matching movables or a movable register and an
2004    equivalent constant, consider them equal.  */
2005
2006 static int
2007 rtx_equal_for_loop_p (rtx x, rtx y, struct loop_movables *movables,
2008                       struct loop_regs *regs)
2009 {
2010   int i;
2011   int j;
2012   struct movable *m;
2013   enum rtx_code code;
2014   const char *fmt;
2015
2016   if (x == y)
2017     return 1;
2018   if (x == 0 || y == 0)
2019     return 0;
2020
2021   code = GET_CODE (x);
2022
2023   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
2024      equal.  */
2025   if (REG_P (x) && regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == -2
2026       && CONSTANT_P (y))
2027     {
2028       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2029         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
2030             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
2031           return 1;
2032     }
2033   else if (REG_P (y) && regs->array[REGNO (y)].set_in_loop == -2
2034            && CONSTANT_P (x))
2035     {
2036       for (m = movables->head; m; m = m->next)
2037         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
2038             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
2039           return 1;
2040     }
2041
2042   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
2043   if (code != GET_CODE (y))
2044     return 0;
2045
2046   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
2047      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
2048
2049   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
2050     return 0;
2051
2052   /* These types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
2053   switch (code)
2054     {
2055     case PC:
2056     case CC0:
2057     case CONST_INT:
2058     case CONST_DOUBLE:
2059       return 0;
2060
2061     case REG:
2062       return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
2063
2064     case LABEL_REF:
2065       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
2066     case SYMBOL_REF:
2067       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
2068
2069     default:
2070       break;
2071     }
2072
2073   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
2074      fail to match, return 0 for the whole things.  */
2075
2076   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2077   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2078     {
2079       switch (fmt[i])
2080         {
2081         case 'w':
2082           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
2083             return 0;
2084           break;
2085
2086         case 'i':
2087           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
2088             return 0;
2089           break;
2090
2091         case 'E':
2092           /* Two vectors must have the same length.  */
2093           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
2094             return 0;
2095
2096           /* And the corresponding elements must match.  */
2097           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2098             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j),
2099                                       movables, regs) == 0)
2100               return 0;
2101           break;
2102
2103         case 'e':
2104           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables, regs)
2105               == 0)
2106             return 0;
2107           break;
2108
2109         case 's':
2110           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
2111             return 0;
2112           break;
2113
2114         case 'u':
2115           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
2116           break;
2117
2118         case '0':
2119           break;
2120
2121           /* It is believed that rtx's at this level will never
2122              contain anything but integers and other rtx's,
2123              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
2124         default:
2125           gcc_unreachable ();
2126         }
2127     }
2128   return 1;
2129 }
2130 \f
2131 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
2132    insns in INSNS which use the reference.  LABEL_NUSES for CODE_LABEL
2133    references is incremented once for each added note.  */
2134
2135 static void
2136 add_label_notes (rtx x, rtx insns)
2137 {
2138   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2139   int i, j;
2140   const char *fmt;
2141   rtx insn;
2142
2143   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2144     {
2145       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2146          avoid flow generating (slightly) worse code.
2147
2148          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2149          mark_jump_label for additional information).  */
2150       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2151         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
2152           {
2153             REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
2154                                                   REG_NOTES (insn));
2155             if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2156               LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2157           }
2158     }
2159
2160   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2161   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2162     {
2163       if (fmt[i] == 'e')
2164         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
2165       else if (fmt[i] == 'E')
2166         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2167           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
2168     }
2169 }
2170 \f
2171 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
2172    If two matching movables are combined, replace one reg with the
2173    other throughout.  */
2174
2175 static void
2176 move_movables (struct loop *loop, struct loop_movables *movables,
2177                int threshold, int insn_count)
2178 {
2179   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
2180   int nregs = regs->num;
2181   rtx new_start = 0;
2182   struct movable *m;
2183   rtx p;
2184   rtx loop_start = loop->start;
2185   rtx loop_end = loop->end;
2186   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
2187      when we move several insns that load the same value
2188      into different pseudo-registers.  */
2189   rtx *reg_map = xcalloc (nregs, sizeof (rtx));
2190   char *already_moved = xcalloc (nregs, sizeof (char));
2191
2192   for (m = movables->head; m; m = m->next)
2193     {
2194       /* Describe this movable insn.  */
2195
2196       if (loop_dump_stream)
2197         {
2198           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
2199                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
2200           if (m->consec > 0)
2201             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
2202           if (m->cond)
2203             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
2204           if (m->force)
2205             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
2206           if (m->global)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
2208           if (m->done)
2209             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
2210           if (m->move_insn)
2211             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
2212           if (m->match)
2213             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
2214                      INSN_UID (m->match->insn));
2215           if (m->forces)
2216             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
2217                      INSN_UID (m->forces->insn));
2218         }
2219
2220       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
2221          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
2222
2223       if (!m->done
2224           && (! m->cond
2225               || (1 == loop_invariant_p (loop, m->set_src)
2226                   && (m->dependencies == 0
2227                       || 1 == loop_invariant_p (loop, m->dependencies))
2228                   && (m->consec == 0
2229                       || 1 == consec_sets_invariant_p (loop, m->set_dest,
2230                                                        m->consec + 1,
2231                                                        m->insn))))
2232           && (! m->forces || m->forces->done))
2233         {
2234           int regno;
2235           rtx p;
2236           int savings = m->savings;
2237
2238           /* We have an insn that is safe to move.
2239              Compute its desirability.  */
2240
2241           p = m->insn;
2242           regno = m->regno;
2243
2244           if (loop_dump_stream)
2245             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
2246
2247           if (regs->array[regno].moved_once && loop_dump_stream)
2248             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
2249
2250           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
2251              which is safe only if this one is moved too: that is,
2252              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
2253
2254           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
2255              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
2256              If it's not desirable, it means the loop is so big
2257              that moving won't speed things up much,
2258              and it is liable to make register usage worse.  */
2259
2260           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
2261              extra cost because something else was already moved.  */
2262
2263           if (already_moved[regno]
2264               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
2265                  (regs->array[regno].moved_once ? insn_count * 2 : insn_count)
2266               || (m->forces && m->forces->done
2267                   && regs->array[m->forces->regno].n_times_set == 1))
2268             {
2269               int count;
2270               struct movable *m1;
2271               rtx first = NULL_RTX;
2272               rtx newreg = NULL_RTX;
2273
2274               if (m->insert_temp)
2275                 newreg = gen_reg_rtx (GET_MODE (m->set_dest));
2276
2277               /* Now move the insns that set the reg.  */
2278
2279               if (m->partial && m->match)
2280                 {
2281                   rtx newpat, i1;
2282                   rtx r1, r2;
2283                   /* Find the end of this chain of matching regs.
2284                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
2285                      And that reg is loaded with 0 directly,
2286                      since it has ->match == 0.  */
2287                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
2288                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
2289                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
2290                   i1 = loop_insn_hoist (loop, newpat);
2291
2292                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
2293                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
2294                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
2295                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
2296                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
2297                   regs_may_share
2298                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
2299                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
2300                                                             regs_may_share));
2301                   delete_insn (m->insn);
2302
2303                   if (new_start == 0)
2304                     new_start = i1;
2305
2306                   if (loop_dump_stream)
2307                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2308                 }
2309               /* If we are to re-generate the item being moved with a
2310                  new move insn, first delete what we have and then emit
2311                  the move insn before the loop.  */
2312               else if (m->move_insn)
2313                 {
2314                   rtx i1, temp, seq;
2315
2316                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2317                     {
2318                       if (!NOTE_P (p))
2319                         {
2320                           /* If this is the first insn of a library
2321                              call sequence, something is very
2322                              wrong.  */
2323                           gcc_assert (!find_reg_note
2324                                       (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX));
2325
2326                           /* If this is the last insn of a libcall
2327                              sequence, then delete every insn in the
2328                              sequence except the last.  The last insn
2329                              is handled in the normal manner.  */
2330                           temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX);
2331                           
2332                           if (temp)
2333                             {
2334                               temp = XEXP (temp, 0);
2335                               while (temp != p)
2336                                 temp = delete_insn (temp);
2337                             }
2338                         }
2339
2340                       temp = p;
2341                       p = delete_insn (p);
2342
2343                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2344                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2345                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2346                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2347                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2348                          insn stream.  */
2349                       while (p && NOTE_P (p))
2350                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2351
2352                       if (m->insert_temp)
2353                         {
2354                           /* Replace the original insn with a move from
2355                              our newly created temp.  */
2356                           start_sequence ();
2357                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2358                           seq = get_insns ();
2359                           end_sequence ();
2360                           emit_insn_before (seq, p);
2361                         }
2362                     }
2363
2364                   start_sequence ();
2365                   emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2366                                   m->set_src);
2367                   seq = get_insns ();
2368                   end_sequence ();
2369
2370                   add_label_notes (m->set_src, seq);
2371
2372                   i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2373                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2374                     set_unique_reg_note (i1,
2375                                          m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
2376                                          m->set_src);
2377
2378                   if (loop_dump_stream)
2379                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
2380
2381                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2382                   threshold -= 3;
2383                 }
2384               else
2385                 {
2386                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
2387                     {
2388                       rtx i1, temp;
2389
2390                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
2391                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
2392                          be an insn here.  */
2393                       if (!NOTE_P (p)
2394                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
2395                         p = XEXP (temp, 0);
2396
2397                       /* If last insn of libcall sequence, move all
2398                          insns except the last before the loop.  The last
2399                          insn is handled in the normal manner.  */
2400                       if (!NOTE_P (p)
2401                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2402                         {
2403                           rtx fn_address = 0;
2404                           rtx fn_reg = 0;
2405                           rtx fn_address_insn = 0;
2406
2407                           first = 0;
2408                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
2409                                temp = NEXT_INSN (temp))
2410                             {
2411                               rtx body;
2412                               rtx n;
2413                               rtx next;
2414
2415                               if (NOTE_P (temp))
2416                                 continue;
2417
2418                               body = PATTERN (temp);
2419
2420                               /* Find the next insn after TEMP,
2421                                  not counting USE or NOTE insns.  */
2422                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
2423                                    next = NEXT_INSN (next))
2424                                 if (! (NONJUMP_INSN_P (next)
2425                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2426                                     && !NOTE_P (next))
2427                                   break;
2428
2429                               /* If that is the call, this may be the insn
2430                                  that loads the function address.
2431
2432                                  Extract the function address from the insn
2433                                  that loads it into a register.
2434                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2435
2436                                  So emit a new move insn that copies the
2437                                  function address into the register that the
2438                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2439                                  redundant stores that we have created.  */
2440                               if (CALL_P (next)
2441                                   && GET_CODE (body) == SET
2442                                   && REG_P (SET_DEST (body))
2443                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2444                                                          NULL_RTX)))
2445                                 {
2446                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2447                                   if (!REG_P (fn_reg))
2448                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2449                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2450                                   fn_address_insn = temp;
2451                                 }
2452                               /* We have the call insn.
2453                                  If it uses the register we suspect it might,
2454                                  load it with the correct address directly.  */
2455                               if (CALL_P (temp)
2456                                   && fn_address != 0
2457                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2458                                 loop_insn_emit_after (loop, 0, fn_address_insn,
2459                                                       gen_move_insn
2460                                                       (fn_reg, fn_address));
2461
2462                               if (CALL_P (temp))
2463                                 {
2464                                   i1 = loop_call_insn_hoist (loop, body);
2465                                   /* Because the USAGE information potentially
2466                                      contains objects other than hard registers
2467                                      we need to copy it.  */
2468                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2469                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2470                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2471                                 }
2472                               else
2473                                 i1 = loop_insn_hoist (loop, body);
2474                               if (first == 0)
2475                                 first = i1;
2476                               if (temp == fn_address_insn)
2477                                 fn_address_insn = i1;
2478                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2479                               REG_NOTES (temp) = NULL;
2480                               delete_insn (temp);
2481                             }
2482                           if (new_start == 0)
2483                             new_start = first;
2484                         }
2485                       if (m->savemode != VOIDmode)
2486                         {
2487                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2488                              the bits that are not covered by the mode
2489                              m->savemode.  */
2490                           rtx reg = m->set_dest;
2491                           rtx sequence;
2492                           rtx tem;
2493
2494                           start_sequence ();
2495                           tem = expand_simple_binop
2496                             (GET_MODE (reg), AND, reg,
2497                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2498                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2499                                       - 1),
2500                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2501                           gcc_assert (tem);
2502                           if (tem != reg)
2503                             emit_move_insn (reg, tem);
2504                           sequence = get_insns ();
2505                           end_sequence ();
2506                           i1 = loop_insn_hoist (loop, sequence);
2507                         }
2508                       else if (CALL_P (p))
2509                         {
2510                           i1 = loop_call_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2511                           /* Because the USAGE information potentially
2512                              contains objects other than hard registers
2513                              we need to copy it.  */
2514                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2515                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2516                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2517                         }
2518                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2519                         {
2520                           rtx seq;
2521                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2522                              use the REG_EQUAL note.  */
2523                           start_sequence ();
2524                           emit_move_insn (m->insert_temp ? newreg : m->set_dest,
2525                                           m->set_src);
2526                           seq = get_insns ();
2527                           end_sequence ();
2528
2529                           add_label_notes (m->set_src, seq);
2530
2531                           i1 = loop_insn_hoist (loop, seq);
2532                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2533                             set_unique_reg_note (i1, m->is_equiv ? REG_EQUIV
2534                                                      : REG_EQUAL, m->set_src);
2535                         }
2536                       else if (m->insert_temp)
2537                         {
2538                           rtx *reg_map2 = xcalloc (REGNO (newreg),
2539                                                    sizeof(rtx));
2540                           reg_map2 [m->regno] = newreg;
2541
2542                           i1 = loop_insn_hoist (loop, copy_rtx (PATTERN (p)));
2543                           replace_regs (i1, reg_map2, REGNO (newreg), 1);
2544                           free (reg_map2);
2545                         }
2546                       else
2547                         i1 = loop_insn_hoist (loop, PATTERN (p));
2548
2549                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2550                         {
2551                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2552                           REG_NOTES (p) = NULL;
2553
2554                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2555                              is not loop invariant, then delete it, since it
2556                              may cause problems with later optimization passes.
2557                              It is possible for cse to create such notes
2558                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2559
2560                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2561                               && ! loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0)))
2562                             remove_note (i1, temp);
2563                         }
2564
2565                       if (new_start == 0)
2566                         new_start = i1;
2567
2568                       if (loop_dump_stream)
2569                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2570                                  INSN_UID (i1));
2571
2572                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2573                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2574                          and REG_RETVAL on I1.  */
2575                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2576                         {
2577                           XEXP (temp, 0) = first;
2578                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2579                           XEXP (temp, 0) = i1;
2580                         }
2581
2582                       temp = p;
2583                       delete_insn (p);
2584                       p = NEXT_INSN (p);
2585
2586                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2587                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2588                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2589                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2590                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2591                          insn stream.  */
2592                       while (p && NOTE_P (p))
2593                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2594
2595                       if (m->insert_temp)
2596                         {
2597                           rtx seq;
2598                           /* Replace the original insn with a move from
2599                              our newly created temp.  */
2600                           start_sequence ();
2601                           emit_move_insn (m->set_dest, newreg);
2602                           seq = get_insns ();
2603                           end_sequence ();
2604                           emit_insn_before (seq, p);
2605                         }
2606                     }
2607
2608                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2609                   threshold -= 3;
2610                 }
2611
2612               m->done = 1;
2613
2614               if (!m->insert_temp)
2615                 {
2616                   /* Any other movable that loads the same register
2617                      MUST be moved.  */
2618                   already_moved[regno] = 1;
2619
2620                   /* This reg has been moved out of one loop.  */
2621                   regs->array[regno].moved_once = 1;
2622
2623                   /* The reg set here is now invariant.  */
2624                   if (! m->partial)
2625                     {
2626                       int i;
2627                       for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m->set_dest); i++)
2628                         regs->array[regno+i].set_in_loop = 0;
2629                     }
2630
2631                   /* Change the length-of-life info for the register
2632                      to say it lives at least the full length of this loop.
2633                      This will help guide optimizations in outer loops.  */
2634
2635                   if (REGNO_FIRST_LUID (regno) > INSN_LUID (loop_start))
2636                     /* This is the old insn before all the moved insns.
2637                        We can't use the moved insn because it is out of range
2638                        in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2639                     REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2640                   if (REGNO_LAST_LUID (regno) < INSN_LUID (loop_end))
2641                     REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (loop_end);
2642                 }
2643
2644               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2645
2646               if (! m->partial)
2647                 for (m1 = movables->head; m1; m1 = m1->next)
2648                   if (m1->match == m)
2649                     {
2650                       rtx temp;
2651
2652                       reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2653
2654                       /* Get rid of the matching insn
2655                          and prevent further processing of it.  */
2656                       m1->done = 1;
2657
2658                       /* If library call, delete all insns.  */
2659                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2660                                                  NULL_RTX)))
2661                         delete_insn_chain (XEXP (temp, 0), m1->insn);
2662                       else
2663                         delete_insn (m1->insn);
2664
2665                       /* Any other movable that loads the same register
2666                          MUST be moved.  */
2667                       already_moved[m1->regno] = 1;
2668
2669                       /* The reg merged here is now invariant,
2670                          if the reg it matches is invariant.  */
2671                       if (! m->partial)
2672                         {
2673                           int i;
2674                           for (i = 0;
2675                                i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, m1->set_dest);
2676                                i++)
2677                             regs->array[m1->regno+i].set_in_loop = 0;
2678                         }
2679                     }
2680             }
2681           else if (loop_dump_stream)
2682             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2683         }
2684       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2685         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2686
2687       if (loop_dump_stream)
2688         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2689     }
2690
2691   if (new_start == 0)
2692     new_start = loop_start;
2693
2694   /* Go through all the instructions in the loop, making
2695      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2696   for (p = new_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2697     if (INSN_P (p))
2698       {
2699         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2700         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2701         INSN_CODE (p) = -1;
2702       }
2703
2704   /* Clean up.  */
2705   free (reg_map);
2706   free (already_moved);
2707 }
2708
2709
2710 static void
2711 loop_movables_add (struct loop_movables *movables, struct movable *m)
2712 {
2713   if (movables->head == 0)
2714     movables->head = m;
2715   else
2716     movables->last->next = m;
2717   movables->last = m;
2718 }
2719
2720
2721 static void
2722 loop_movables_free (struct loop_movables *movables)
2723 {
2724   struct movable *m;
2725   struct movable *m_next;
2726
2727   for (m = movables->head; m; m = m_next)
2728     {
2729       m_next = m->next;
2730       free (m);
2731     }
2732 }
2733 \f
2734 #if 0
2735 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2736    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2737
2738 static void
2739 replace_call_address (rtx x, rtx reg, rtx addr)
2740 {
2741   enum rtx_code code;
2742   int i;
2743   const char *fmt;
2744
2745   if (x == 0)
2746     return;
2747   code = GET_CODE (x);
2748   switch (code)
2749     {
2750     case PC:
2751     case CC0:
2752     case CONST_INT:
2753     case CONST_DOUBLE:
2754     case CONST:
2755     case SYMBOL_REF:
2756     case LABEL_REF:
2757     case REG:
2758       return;
2759
2760     case SET:
2761       /* Short cut for very common case.  */
2762       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2763       return;
2764
2765     case CALL:
2766       /* Short cut for very common case.  */
2767       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2768       return;
2769
2770     case MEM:
2771       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2772          something is wrong.  */
2773       gcc_assert (XEXP (x, 0) == reg);
2774       XEXP (x, 0) = addr;
2775       return;
2776
2777     default:
2778       break;
2779     }
2780
2781   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2782   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2783     {
2784       if (fmt[i] == 'e')
2785         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2786       else if (fmt[i] == 'E')
2787         {
2788           int j;
2789           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2790             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2791         }
2792     }
2793 }
2794 #endif
2795 \f
2796 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2797    in the rtx X.  */
2798
2799 static int
2800 count_nonfixed_reads (const struct loop *loop, rtx x)
2801 {
2802   enum rtx_code code;
2803   int i;
2804   const char *fmt;
2805   int value;
2806
2807   if (x == 0)
2808     return 0;
2809
2810   code = GET_CODE (x);
2811   switch (code)
2812     {
2813     case PC:
2814     case CC0:
2815     case CONST_INT:
2816     case CONST_DOUBLE:
2817     case CONST:
2818     case SYMBOL_REF:
2819     case LABEL_REF:
2820     case REG:
2821       return 0;
2822
2823     case MEM:
2824       return ((loop_invariant_p (loop, XEXP (x, 0)) != 1)
2825               + count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, 0)));
2826
2827     default:
2828       break;
2829     }
2830
2831   value = 0;
2832   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2833   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2834     {
2835       if (fmt[i] == 'e')
2836         value += count_nonfixed_reads (loop, XEXP (x, i));
2837       if (fmt[i] == 'E')
2838         {
2839           int j;
2840           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2841             value += count_nonfixed_reads (loop, XVECEXP (x, i, j));
2842         }
2843     }
2844   return value;
2845 }
2846 \f
2847 /* Scan a loop setting the elements `loops_enclosed',
2848    `has_call', `has_nonconst_call', `has_volatile', `has_tablejump',
2849    `unknown_address_altered', `unknown_constant_address_altered', and
2850    `num_mem_sets' in LOOP.  Also, fill in the array `mems' and the
2851    list `store_mems' in LOOP.  */
2852
2853 static void
2854 prescan_loop (struct loop *loop)
2855 {
2856   int level = 1;
2857   rtx insn;
2858   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
2859   rtx start = loop->start;
2860   rtx end = loop->end;
2861   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2862      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2863      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2864      might end up between the two.  */
2865   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2866
2867   loop_info->has_indirect_jump = indirect_jump_in_function;
2868   loop_info->pre_header_has_call = 0;
2869   loop_info->has_call = 0;
2870   loop_info->has_nonconst_call = 0;
2871   loop_info->has_prefetch = 0;
2872   loop_info->has_volatile = 0;
2873   loop_info->has_tablejump = 0;
2874   loop_info->has_multiple_exit_targets = 0;
2875   loop->level = 1;
2876
2877   loop_info->unknown_address_altered = 0;
2878   loop_info->unknown_constant_address_altered = 0;
2879   loop_info->store_mems = NULL_RTX;
2880   loop_info->first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2881   loop_info->mems_idx = 0;
2882   loop_info->num_mem_sets = 0;
2883
2884   for (insn = start; insn && !LABEL_P (insn);
2885        insn = PREV_INSN (insn))
2886     {
2887       if (CALL_P (insn))
2888         {
2889           loop_info->pre_header_has_call = 1;
2890           break;
2891         }
2892     }
2893
2894   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2895        insn = NEXT_INSN (insn))
2896     {
2897       switch (GET_CODE (insn))
2898         {
2899         case NOTE:
2900           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2901             {
2902               ++level;
2903               /* Count number of loops contained in this one.  */
2904               loop->level++;
2905             }
2906           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2907             --level;
2908           break;
2909
2910         case CALL_INSN:
2911           if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2912             {
2913               loop_info->unknown_address_altered = 1;
2914               loop_info->has_nonconst_call = 1;
2915             }
2916           else if (pure_call_p (insn))
2917             loop_info->has_nonconst_call = 1;
2918           loop_info->has_call = 1;
2919           if (can_throw_internal (insn))
2920             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2921           break;
2922
2923         case JUMP_INSN:
2924           if (! loop_info->has_multiple_exit_targets)
2925             {
2926               rtx set = pc_set (insn);
2927
2928               if (set)
2929                 {
2930                   rtx src = SET_SRC (set);
2931                   rtx label1, label2;
2932
2933                   if (GET_CODE (src) == IF_THEN_ELSE)
2934                     {
2935                       label1 = XEXP (src, 1);
2936                       label2 = XEXP (src, 2);
2937                     }
2938                   else
2939                     {
2940                       label1 = src;
2941                       label2 = NULL_RTX;
2942                     }
2943
2944                   do
2945                     {
2946                       if (label1 && label1 != pc_rtx)
2947                         {
2948                           if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2949                             {
2950                               /* Something tricky.  */
2951                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2952                               break;
2953                             }
2954                           else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2955                                    && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2956                             {
2957                               /* A jump outside the current loop.  */
2958                               loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2959                               break;
2960                             }
2961                         }
2962
2963                       label1 = label2;
2964                       label2 = NULL_RTX;
2965                     }
2966                   while (label1);
2967                 }
2968               else
2969                 {
2970                   /* A return, or something tricky.  */
2971                   loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2972                 }
2973             }
2974           /* Fall through.  */
2975
2976         case INSN:
2977           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2978             loop_info->has_volatile = 1;
2979
2980           if (JUMP_P (insn)
2981               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2982                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2983             loop_info->has_tablejump = 1;
2984
2985           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored, loop_info);
2986           if (! loop_info->first_loop_store_insn && loop_info->store_mems)
2987             loop_info->first_loop_store_insn = insn;
2988
2989           if (flag_non_call_exceptions && can_throw_internal (insn))
2990             loop_info->has_multiple_exit_targets = 1;
2991           break;
2992
2993         default:
2994           break;
2995         }
2996     }
2997
2998   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2999   if (/* An exception thrown by a called function might land us
3000          anywhere.  */
3001       ! loop_info->has_nonconst_call
3002       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
3003          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
3004          that this is not a problem for malloc, etc., since those
3005          require actual function calls.  */
3006       && ! current_function_calls_alloca
3007       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
3008          end.  */
3009       && ! loop_info->has_multiple_exit_targets)
3010     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
3011          insn = NEXT_INSN (insn))
3012       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, loop_info);
3013
3014   /* BLKmode MEMs are added to LOOP_STORE_MEM as necessary so
3015      that loop_invariant_p and load_mems can use true_dependence
3016      to determine what is really clobbered.  */
3017   if (loop_info->unknown_address_altered)
3018     {
3019       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3020
3021       loop_info->store_mems
3022         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3023     }
3024   if (loop_info->unknown_constant_address_altered)
3025     {
3026       rtx mem = gen_rtx_MEM (BLKmode, const0_rtx);
3027       MEM_READONLY_P (mem) = 1;
3028       loop_info->store_mems
3029         = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, mem, loop_info->store_mems);
3030     }
3031 }
3032 \f
3033 /* Invalidate all loops containing LABEL.  */
3034
3035 static void
3036 invalidate_loops_containing_label (rtx label)
3037 {
3038   struct loop *loop;
3039   for (loop = uid_loop[INSN_UID (label)]; loop; loop = loop->outer)
3040     loop->invalid = 1;
3041 }
3042
3043 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
3044    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
3045    to from outside the loop.  */
3046
3047 static void
3048 find_and_verify_loops (rtx f, struct loops *loops)
3049 {
3050   rtx insn;
3051   rtx label;
3052   int num_loops;
3053   struct loop *current_loop;
3054   struct loop *next_loop;
3055   struct loop *loop;
3056
3057   num_loops = loops->num;
3058
3059   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
3060
3061   /* If there are jumps to undefined labels,
3062      treat them as jumps out of any/all loops.
3063      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
3064   uid_loop[0] = NULL;
3065
3066   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
3067      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
3068
3069   num_loops = 0;
3070   current_loop = NULL;
3071   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3072     {
3073       if (NOTE_P (insn))
3074         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
3075           {
3076           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
3077             next_loop = loops->array + num_loops;
3078             next_loop->num = num_loops;
3079             num_loops++;
3080             next_loop->start = insn;
3081             next_loop->outer = current_loop;
3082             current_loop = next_loop;
3083             break;
3084
3085           case NOTE_INSN_LOOP_END:
3086             gcc_assert (current_loop);
3087
3088             current_loop->end = insn;
3089             current_loop = current_loop->outer;
3090             break;
3091
3092           default:
3093             break;
3094           }
3095
3096       if (CALL_P (insn)
3097           && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
3098         {
3099           /* In this case, we must invalidate our current loop and any
3100              enclosing loop.  */
3101           for (loop = current_loop; loop; loop = loop->outer)
3102             {
3103               loop->invalid = 1;
3104               if (loop_dump_stream)
3105                 fprintf (loop_dump_stream,
3106                          "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
3107                          INSN_UID (loop->start));
3108             }
3109         }
3110
3111       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
3112          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
3113       uid_loop[INSN_UID (insn)] = current_loop;
3114     }
3115
3116   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
3117      because it can be jumped into from anywhere.  */
3118   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
3119     invalidate_loops_containing_label (XEXP (label, 0));
3120
3121   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
3122      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
3123   for_each_eh_label (invalidate_loops_containing_label);
3124
3125   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
3126      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
3127      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
3128      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
3129      anywhere.
3130
3131      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
3132      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
3133      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
3134      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
3135      label in our loop and will simplify processing by both us and a
3136      possible second cse pass.  */
3137
3138   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3139     if (INSN_P (insn))
3140       {
3141         struct loop *this_loop = uid_loop[INSN_UID (insn)];
3142
3143         if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
3144           {
3145             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
3146             if (note)
3147               invalidate_loops_containing_label (XEXP (note, 0));
3148           }
3149
3150         if (!JUMP_P (insn))
3151           continue;
3152
3153         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop);
3154
3155         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
3156         if (this_loop
3157             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
3158                 || (any_uncondjump_p (insn)
3159                     && onlyjump_p (insn)
3160                     && (uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
3161                         != this_loop)))
3162             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
3163           {
3164             rtx p;
3165             rtx our_next = next_real_insn (insn);
3166             rtx last_insn_to_move = NEXT_INSN (insn);
3167             struct loop *dest_loop;
3168             struct loop *outer_loop = NULL;
3169
3170             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
3171                or a JUMP_INSN.  */
3172             for (p = PREV_INSN (insn);
3173                  !LABEL_P (p)
3174                  && ! (NOTE_P (p)
3175                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3176                  && !JUMP_P (p);
3177                  p = PREV_INSN (p))
3178               ;
3179
3180             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
3181                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
3182
3183             if (JUMP_LABEL (insn))
3184               {
3185                 dest_loop = uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
3186                 if (dest_loop)
3187                   {
3188                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3189                          outer_loop = outer_loop->outer)
3190                       if (outer_loop == this_loop)
3191                         break;
3192                   }
3193               }
3194
3195             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
3196
3197             if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
3198                 && uid_loop[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop)
3199               outer_loop = this_loop;
3200
3201             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
3202                we have a block of code to try to move.
3203
3204                We look backward and then forward from the target of INSN
3205                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
3206                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
3207                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
3208                and move the block of code to the spot we found.  */
3209
3210             if (! outer_loop
3211                 && JUMP_P (p)
3212                 && JUMP_LABEL (p) != 0
3213                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
3214                    These always indicate compilation errors.  */
3215                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
3216                 && any_condjump_p (p) && onlyjump_p (p)
3217                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next
3218                 /* If it's not safe to move the sequence, then we
3219                    mustn't try.  */
3220                 && insns_safe_to_move_p (p, NEXT_INSN (insn),
3221                                          &last_insn_to_move))
3222               {
3223                 rtx target
3224                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
3225                 struct loop *target_loop = uid_loop[INSN_UID (target)];
3226                 rtx loc, loc2;
3227                 rtx tmp;
3228
3229                 /* Search for possible garbage past the conditional jumps
3230                    and look for the last barrier.  */
3231                 for (tmp = last_insn_to_move;
3232                      tmp && !LABEL_P (tmp); tmp = NEXT_INSN (tmp))
3233                   if (BARRIER_P (tmp))
3234                     last_insn_to_move = tmp;
3235
3236                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
3237                   if (BARRIER_P (loc)
3238                       /* Don't move things inside a tablejump.  */
3239                       && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3240                           || !LABEL_P (loc2)
3241                           || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3242                           || !JUMP_P (loc2)
3243                           || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3244                               && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3245                       && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3246                     break;
3247
3248                 if (loc == 0)
3249                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
3250                     if (BARRIER_P (loc)
3251                         /* Don't move things inside a tablejump.  */
3252                         && ((loc2 = next_nonnote_insn (loc)) == 0
3253                             || !LABEL_P (loc2)
3254                             || (loc2 = next_nonnote_insn (loc2)) == 0
3255                             || !JUMP_P (loc2)
3256                             || (GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_VEC
3257                                 && GET_CODE (PATTERN (loc2)) != ADDR_DIFF_VEC))
3258                         && uid_loop[INSN_UID (loc)] == target_loop)
3259                       break;
3260
3261                 if (loc)
3262                   {
3263                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
3264                     rtx new_label = get_label_after (p);
3265
3266                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
3267                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
3268
3269                     /* Verify that uid_loop is large enough and that
3270                        we can invert P.  */
3271                     if (invert_jump (p, new_label, 1))
3272                       {
3273                         rtx q, r;
3274                         bool only_notes;
3275
3276                         /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
3277                            one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
3278                            path, we'll need to insert a jump around our block
3279                            and add a BARRIER before TARGET.
3280
3281                            This creates an extra unconditional jump outside
3282                            the loop.  However, the benefits of removing rarely
3283                            executed instructions from inside the loop usually
3284                            outweighs the cost of the extra unconditional jump
3285                            outside the loop.  */
3286                         if (loc == 0)
3287                           {
3288                             rtx temp;
3289
3290                             temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
3291                             temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
3292                             JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
3293                             LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
3294                             loc = emit_barrier_before (target);
3295                           }
3296
3297                         /* Include the BARRIER after INSN and copy the
3298                            block after LOC.  */
3299                         only_notes = squeeze_notes (&new_label,
3300                                                     &last_insn_to_move);
3301                         gcc_assert (!only_notes);
3302                         
3303                         reorder_insns (new_label, last_insn_to_move, loc);
3304
3305                         /* All those insns are now in TARGET_LOOP.  */
3306                         for (q = new_label;
3307                              q != NEXT_INSN (last_insn_to_move);
3308                              q = NEXT_INSN (q))
3309                           uid_loop[INSN_UID (q)] = target_loop;
3310
3311                         /* The label jumped to by INSN is no longer a loop
3312                            exit.  Unless INSN does not have a label (e.g.,
3313                            it is a RETURN insn), search loop->exit_labels
3314                            to find its label_ref, and remove it.  Also turn
3315                            off LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
3316                         if (JUMP_LABEL (insn))
3317                           {
3318                             for (q = 0, r = this_loop->exit_labels;
3319                                  r;
3320                                  q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
3321                               if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
3322                                 {
3323                                   LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
3324                                   if (q)
3325                                     LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
3326                                   else
3327                                     this_loop->exit_labels = LABEL_NEXTREF (r);
3328                                   break;
3329                                 }
3330
3331                             for (loop = this_loop; loop && loop != target_loop;
3332                                  loop = loop->outer)
3333                               loop->exit_count--;
3334
3335                             /* If we didn't find it, then something is
3336                                wrong.  */
3337                             gcc_assert (r);
3338                           }
3339
3340                         /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
3341                            in loop->exit_labels, and marked as such.
3342                            The easiest way to do this is to just call
3343                            mark_loop_jump again for P.  */
3344                         mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop);
3345
3346                         /* If INSN now jumps to the insn after it,
3347                            delete INSN.  */
3348                         if (JUMP_LABEL (insn) != 0
3349                             && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
3350                                 == next_real_insn (insn)))
3351                           delete_related_insns (insn);
3352                       }
3353
3354                     /* Continue the loop after where the conditional
3355                        branch used to jump, since the only branch insn
3356                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
3357                        branch and hence needs no processing.  */
3358                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
3359
3360                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
3361                       delete_related_insns (cond_label);
3362
3363                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
3364                     insn = PREV_INSN (insn);
3365                   }
3366               }
3367           }
3368       }
3369 }
3370
3371 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
3372    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
3373
3374    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
3375
3376 static void
3377 mark_loop_jump (rtx x, struct loop *loop)
3378 {
3379   struct loop *dest_loop;
3380   struct loop *outer_loop;
3381   int i;
3382
3383   switch (GET_CODE (x))
3384     {
3385     case PC:
3386     case USE:
3387     case CLOBBER:
3388     case REG:
3389     case MEM:
3390     case CONST_INT:
3391     case CONST_DOUBLE:
3392     case RETURN:
3393       return;
3394
3395     case CONST:
3396       /* There could be a label reference in here.  */
3397       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3398       return;
3399
3400     case PLUS:
3401     case MINUS:
3402     case MULT:
3403       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3404       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3405       return;
3406
3407     case LO_SUM:
3408       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
3409       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3410       return;
3411
3412     case SIGN_EXTEND:
3413     case ZERO_EXTEND:
3414       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop);
3415       return;
3416
3417     case LABEL_REF:
3418       dest_loop = uid_loop[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3419
3420       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3421          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3422          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3423          false.  */
3424
3425       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3426          since this does not count as a loop exit.  */
3427       if (dest_loop)
3428         {
3429           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop;
3430                outer_loop = outer_loop->outer)
3431             if (outer_loop == loop)
3432               break;
3433         }
3434       else
3435         outer_loop = NULL;
3436
3437       if (loop && ! outer_loop)
3438         {
3439           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3440           LABEL_NEXTREF (x) = loop->exit_labels;
3441           loop->exit_labels = x;
3442
3443           for (outer_loop = loop;
3444                outer_loop && outer_loop != dest_loop;
3445                outer_loop = outer_loop->outer)
3446             outer_loop->exit_count++;
3447         }
3448
3449       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3450          by it, it invalidates at least one loop.  */
3451
3452       if (! dest_loop)
3453         return;
3454
3455       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3456          label, except those that also contain the jump insn.  */
3457
3458       for (; dest_loop; dest_loop = dest_loop->outer)
3459         {
3460           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3461           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3462             if (dest_loop == outer_loop)
3463               return;
3464
3465           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3466           if (loop_dump_stream && ! dest_loop->invalid)
3467             fprintf (loop_dump_stream,
3468                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3469                      INSN_UID (dest_loop->start));
3470
3471           dest_loop->invalid = 1;
3472         }
3473       return;
3474
3475     case SET:
3476       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3477       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3478         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop);
3479       return;
3480
3481     case IF_THEN_ELSE:
3482       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop);
3483       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop);
3484       return;
3485
3486     case PARALLEL:
3487     case ADDR_VEC:
3488       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3489         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop);
3490       return;
3491
3492     case ADDR_DIFF_VEC:
3493       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3494         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop);
3495       return;
3496
3497     default:
3498       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3499          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3500          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3501          loop and any containing loops as invalid.  */
3502       if (loop)
3503         {
3504           for (outer_loop = loop; outer_loop; outer_loop = outer_loop->outer)
3505             {
3506               if (loop_dump_stream && ! outer_loop->invalid)
3507                 fprintf (loop_dump_stream,
3508                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3509                          INSN_UID (outer_loop->start));
3510               outer_loop->invalid = 1;
3511             }
3512         }
3513       return;
3514     }
3515 }
3516 \f
3517 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3518    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3519    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3520    been previously created by loop.c).  */
3521
3522 static int
3523 labels_in_range_p (rtx insn, int end)
3524 {
3525   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3526     {
3527       if (LABEL_P (insn))
3528         return 1;
3529       insn = NEXT_INSN (insn);
3530     }
3531
3532   return 0;
3533 }
3534
3535 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3536
3537 static void
3538 note_addr_stored (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED,
3539                   void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3540 {
3541   struct loop_info *loop_info = data;
3542
3543   if (x == 0 || !MEM_P (x))
3544     return;
3545
3546   /* Count number of memory writes.
3547      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3548   loop_info->num_mem_sets++;
3549
3550   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3551   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3552     {
3553       if (MEM_READONLY_P (x))
3554         loop_info->unknown_constant_address_altered = 1;
3555       else
3556         loop_info->unknown_address_altered = 1;
3557
3558       return;
3559     }
3560
3561   loop_info->store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x,
3562                                              loop_info->store_mems);
3563 }
3564
3565 /* X is a value modified by an INSN that references a biv inside a loop
3566    exit test (i.e., X is somehow related to the value of the biv).  If X
3567    is a pseudo that is used more than once, then the biv is (effectively)
3568    used more than once.  DATA is a pointer to a loop_regs structure.  */
3569
3570 static void
3571 note_set_pseudo_multiple_uses (rtx x, rtx y ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3572 {
3573   struct loop_regs *regs = (struct loop_regs *) data;
3574
3575   if (x == 0)
3576     return;
3577
3578   while (GET_CODE (x) == STRICT_LOW_PART
3579          || GET_CODE (x) == SIGN_EXTRACT
3580          || GET_CODE (x) == ZERO_EXTRACT
3581          || GET_CODE (x) == SUBREG)
3582     x = XEXP (x, 0);
3583
3584   if (!REG_P (x) || REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3585     return;
3586
3587   /* If we do not have usage information, or if we know the register
3588      is used more than once, note that fact for check_dbra_loop.  */
3589   if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop
3590       || ! regs->array[REGNO (x)].single_usage
3591       || regs->array[REGNO (x)].single_usage == const0_rtx)
3592     regs->multiple_uses = 1;
3593 }
3594 \f
3595 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3596
3597    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3598
3599    A memory ref is invariant if it is not volatile and does not conflict
3600    with anything stored in `loop_info->store_mems'.  */
3601
3602 static int
3603 loop_invariant_p (const struct loop *loop, rtx x)
3604 {
3605   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3606   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3607   int i;
3608   enum rtx_code code;
3609   const char *fmt;
3610   int conditional = 0;
3611   rtx mem_list_entry;
3612
3613   if (x == 0)
3614     return 1;
3615   code = GET_CODE (x);
3616   switch (code)
3617     {
3618     case CONST_INT:
3619     case CONST_DOUBLE:
3620     case SYMBOL_REF:
3621     case CONST:
3622       return 1;
3623
3624     case LABEL_REF:
3625       return 1;
3626
3627     case PC:
3628     case CC0:
3629     case UNSPEC_VOLATILE:
3630       return 0;
3631
3632     case REG:
3633       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3634            || x == arg_pointer_rtx || x == pic_offset_table_rtx)
3635           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3636         return 1;
3637
3638       if (LOOP_INFO (loop)->has_call
3639           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3640         return 0;
3641
3642       /* Out-of-range regs can occur when we are called from unrolling.
3643          These registers created by the unroller are set in the loop,
3644          hence are never invariant.
3645          Other out-of-range regs can be generated by load_mems; those that
3646          are written to in the loop are not invariant, while those that are
3647          not written to are invariant.  It would be easy for load_mems
3648          to set n_times_set correctly for these registers, however, there
3649          is no easy way to distinguish them from registers created by the
3650          unroller.  */
3651
3652       if (REGNO (x) >= (unsigned) regs->num)
3653         return 0;
3654
3655       if (regs->array[REGNO (x)].set_in_loop < 0)
3656         return 2;
3657
3658       return regs->array[REGNO (x)].set_in_loop == 0;
3659
3660     case MEM:
3661       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3662          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3663          will be rejected also.  */
3664       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3665         return 0;
3666
3667       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3668       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
3669       while (mem_list_entry)
3670         {
3671           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3672                                x, rtx_varies_p))
3673             return 0;
3674
3675           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3676         }
3677
3678       /* It's not invalidated by a store in memory
3679          but we must still verify the address is invariant.  */
3680       break;
3681
3682     case ASM_OPERANDS:
3683       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3684       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3685         return 0;
3686       break;
3687
3688     default:
3689       break;
3690     }
3691
3692   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3693   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3694     {
3695       if (fmt[i] == 'e')
3696         {
3697           int tem = loop_invariant_p (loop, XEXP (x, i));
3698           if (tem == 0)
3699             return 0;
3700           if (tem == 2)
3701             conditional = 1;
3702         }
3703       else if (fmt[i] == 'E')
3704         {
3705           int j;
3706           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3707             {
3708               int tem = loop_invariant_p (loop, XVECEXP (x, i, j));
3709               if (tem == 0)
3710                 return 0;
3711               if (tem == 2)
3712                 conditional = 1;
3713             }
3714
3715         }
3716     }
3717
3718   return 1 + conditional;
3719 }
3720 \f
3721 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3722    are INSN and the immediately following insns,
3723    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3724    (not counting uses of REG in them).
3725
3726    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3727
3728    We assume that INSN itself is the first set of REG
3729    and that its source is invariant.  */
3730
3731 static int
3732 consec_sets_invariant_p (const struct loop *loop, rtx reg, int n_sets,
3733                          rtx insn)
3734 {
3735   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
3736   rtx p = insn;
3737   unsigned int regno = REGNO (reg);
3738   rtx temp;
3739   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3740   int count = n_sets - 1;
3741   int old = regs->array[regno].set_in_loop;
3742   int value = 0;
3743   int this;
3744
3745   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3746   if (n_sets == 127)
3747     return 0;
3748
3749   regs->array[regno].set_in_loop = 0;
3750
3751   while (count > 0)
3752     {
3753       enum rtx_code code;
3754       rtx set;
3755
3756       p = NEXT_INSN (p);
3757       code = GET_CODE (p);
3758
3759       /* If library call, skip to end of it.  */
3760       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3761         p = XEXP (temp, 0);
3762
3763       this = 0;
3764       if (code == INSN
3765           && (set = single_set (p))
3766           && REG_P (SET_DEST (set))
3767           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3768         {
3769           this = loop_invariant_p (loop, SET_SRC (set));
3770           if (this != 0)
3771             value |= this;
3772           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3773             {
3774               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3775                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3776                  notes are OK.  */
3777               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3778                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3779                           && loop_invariant_p (loop, XEXP (temp, 0))));
3780               if (this != 0)
3781                 value |= this;
3782             }
3783         }
3784       if (this != 0)
3785         count--;
3786       else if (code != NOTE)
3787         {
3788           regs->array[regno].set_in_loop = old;
3789           return 0;
3790         }
3791     }
3792
3793   regs->array[regno].set_in_loop = old;
3794   /* If loop_invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3795   return 1 + (value & 2);
3796 }
3797 \f
3798 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3799    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3800    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3801
3802 static void
3803 find_single_use_in_loop (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x)
3804 {
3805   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3806   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3807   int i, j;
3808
3809   if (code == REG)
3810     regs->array[REGNO (x)].single_usage
3811       = (regs->array[REGNO (x)].single_usage != 0
3812          && regs->array[REGNO (x)].single_usage != insn)
3813         ? const0_rtx : insn;
3814
3815   else if (code == SET)
3816     {
3817       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3818          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3819          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3820          for it.  */
3821       if (!REG_P (SET_DEST (x)))
3822         find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_DEST (x));
3823       find_single_use_in_loop (regs, insn, SET_SRC (x));
3824     }
3825   else
3826     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3827       {
3828         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3829           find_single_use_in_loop (regs, insn, XEXP (x, i));
3830         else if (fmt[i] == 'E')
3831           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3832             find_single_use_in_loop (regs, insn, XVECEXP (x, i, j));
3833       }
3834 }
3835 \f
3836 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3837    REGS->array[I].MAY_NOT_OPTIMIZE and LAST_SET for any register I set
3838    in X.  */
3839
3840 static void
3841 count_one_set (struct loop_regs *regs, rtx insn, rtx x, rtx *last_set)
3842 {
3843   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && REG_P (XEXP (x, 0)))
3844     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3845        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3846     regs->array[REGNO (XEXP (x, 0))].may_not_optimize = 1;
3847
3848   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3849     {
3850       rtx dest = SET_DEST (x);
3851       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3852              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3853              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3854         dest = XEXP (dest, 0);
3855       if (REG_P (dest))
3856         {
3857           int i;
3858           int regno = REGNO (dest);
3859           for (i = 0; i < LOOP_REGNO_NREGS (regno, dest); i++)
3860             {
3861               /* If this is the first setting of this reg
3862                  in current basic block, and it was set before,
3863                  it must be set in two basic blocks, so it cannot
3864                  be moved out of the loop.  */
3865               if (regs->array[regno].set_in_loop > 0
3866                   && last_set[regno] == 0)
3867                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3868               /* If this is not first setting in current basic block,
3869                  see if reg was used in between previous one and this.
3870                  If so, neither one can be moved.  */
3871               if (last_set[regno] != 0
3872                   && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3873                 regs->array[regno+i].may_not_optimize = 1;
3874               if (regs->array[regno+i].set_in_loop < 127)
3875                 ++regs->array[regno+i].set_in_loop;
3876               last_set[regno+i] = insn;
3877             }
3878         }
3879     }
3880 }
3881 \f
3882 /* Given a loop that is bounded by LOOP->START and LOOP->END and that
3883    is entered at LOOP->SCAN_START, return 1 if the register set in SET
3884    contained in insn INSN is used by any insn that precedes INSN in
3885    cyclic order starting from the loop entry point.
3886
3887    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3888    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3889    from an inner loop past two loops.  */
3890
3891 static int
3892 loop_reg_used_before_p (const struct loop *loop, rtx set, rtx insn)
3893 {
3894   rtx reg = SET_DEST (set);
3895   rtx p;
3896
3897   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3898      are done.  Otherwise, if we hit LOOP->END, wrap around to LOOP->START.  */
3899   for (p = loop->scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3900     {
3901       if (INSN_P (p) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3902         return 1;
3903
3904       if (p == loop->end)
3905         p = loop->start;
3906     }
3907
3908   return 0;
3909 }
3910 \f
3911
3912 /* Information we collect about arrays that we might want to prefetch.  */
3913 struct prefetch_info
3914 {
3915   struct iv_class *class;       /* Class this prefetch is based on.  */
3916   struct induction *giv;        /* GIV this prefetch is based on.  */
3917   rtx base_address;             /* Start prefetching from this address plus
3918                                    index.  */
3919   HOST_WIDE_INT index;
3920   HOST_WIDE_INT stride;         /* Prefetch stride in bytes in each
3921                                    iteration.  */
3922   unsigned int bytes_accessed;  /* Sum of sizes of all accesses to this
3923                                    prefetch area in one iteration.  */
3924   unsigned int total_bytes;     /* Total bytes loop will access in this block.
3925                                    This is set only for loops with known
3926                                    iteration counts and is 0xffffffff
3927                                    otherwise.  */
3928   int prefetch_in_loop;         /* Number of prefetch insns in loop.  */
3929   int prefetch_before_loop;     /* Number of prefetch insns before loop.  */
3930   unsigned int write : 1;       /* 1 for read/write prefetches.  */
3931 };
3932
3933 /* Data used by check_store function.  */
3934 struct check_store_data
3935 {
3936   rtx mem_address;
3937   int mem_write;
3938 };
3939
3940 static void check_store (rtx, rtx, void *);
3941 static void emit_prefetch_instructions (struct loop *);
3942 static int rtx_equal_for_prefetch_p (rtx, rtx);
3943
3944 /* Set mem_write when mem_address is found.  Used as callback to
3945    note_stores.  */
3946 static void
3947 check_store (rtx x, rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
3948 {
3949   struct check_store_data *d = (struct check_store_data *) data;
3950
3951   if ((MEM_P (x)) && rtx_equal_p (d->mem_address, XEXP (x, 0)))
3952     d->mem_write = 1;
3953 }
3954 \f
3955 /* Like rtx_equal_p, but attempts to swap commutative operands.  This is
3956    important to get some addresses combined.  Later more sophisticated
3957    transformations can be added when necessary.
3958
3959    ??? Same trick with swapping operand is done at several other places.
3960    It can be nice to develop some common way to handle this.  */
3961
3962 static int
3963 rtx_equal_for_prefetch_p (rtx x, rtx y)
3964 {
3965   int i;
3966   int j;
3967   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3968   const char *fmt;
3969
3970   if (x == y)
3971     return 1;
3972   if (code != GET_CODE (y))
3973     return 0;
3974
3975   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
3976     return 0;
3977
3978   switch (code)
3979     {
3980     case PC:
3981     case CC0:
3982     case CONST_INT:
3983     case CONST_DOUBLE:
3984       return 0;
3985
3986     case LABEL_REF:
3987       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
3988
3989     default:
3990       break;
3991     }
3992
3993   if (COMMUTATIVE_ARITH_P (x))
3994     {
3995       return ((rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
3996                && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
3997               || (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
3998                   && rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
3999     }
4000
4001   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements fails to
4002      match, return 0 for the whole thing.  */
4003
4004   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4005   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4006     {
4007       switch (fmt[i])
4008         {
4009         case 'w':
4010           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
4011             return 0;
4012           break;
4013
4014         case 'i':
4015           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
4016             return 0;
4017           break;
4018
4019         case 'E':
4020           /* Two vectors must have the same length.  */
4021           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
4022             return 0;
4023
4024           /* And the corresponding elements must match.  */
4025           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4026             if (rtx_equal_for_prefetch_p (XVECEXP (x, i, j),
4027                                           XVECEXP (y, i, j)) == 0)
4028               return 0;
4029           break;
4030
4031         case 'e':
4032           if (rtx_equal_for_prefetch_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)) == 0)
4033             return 0;
4034           break;
4035
4036         case 's':
4037           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
4038             return 0;
4039           break;
4040
4041         case 'u':
4042           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
4043           break;
4044
4045         case '0':
4046           break;
4047
4048           /* It is believed that rtx's at this level will never
4049              contain anything but integers and other rtx's,
4050              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
4051         default:
4052           gcc_unreachable ();
4053         }
4054     }
4055   return 1;
4056 }
4057 \f
4058 /* Remove constant addition value from the expression X (when present)
4059    and return it.  */
4060
4061 static HOST_WIDE_INT
4062 remove_constant_addition (rtx *x)
4063 {
4064   HOST_WIDE_INT addval = 0;
4065   rtx exp = *x;
4066
4067   /* Avoid clobbering a shared CONST expression.  */
4068   if (GET_CODE (exp) == CONST)
4069     {
4070       if (GET_CODE (XEXP (exp, 0)) == PLUS
4071           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4072           && GET_CODE (XEXP (XEXP (exp, 0), 1)) == CONST_INT)
4073         {
4074           *x = XEXP (XEXP (exp, 0), 0);
4075           return INTVAL (XEXP (XEXP (exp, 0), 1));
4076         }
4077       return 0;
4078     }
4079
4080   if (GET_CODE (exp) == CONST_INT)
4081     {
4082       addval = INTVAL (exp);
4083       *x = const0_rtx;
4084     }
4085
4086   /* For plus expression recurse on ourself.  */
4087   else if (GET_CODE (exp) == PLUS)
4088     {
4089       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 0));
4090       addval += remove_constant_addition (&XEXP (exp, 1));
4091
4092       /* In case our parameter was constant, remove extra zero from the
4093          expression.  */
4094       if (XEXP (exp, 0) == const0_rtx)
4095         *x = XEXP (exp, 1);
4096       else if (XEXP (exp, 1) == const0_rtx)
4097         *x = XEXP (exp, 0);
4098     }
4099
4100   return addval;
4101 }
4102
4103 /* Attempt to identify accesses to arrays that are most likely to cause cache
4104    misses, and emit prefetch instructions a few prefetch blocks forward.
4105
4106    To detect the arrays we use the GIV information that was collected by the
4107    strength reduction pass.
4108
4109    The prefetch instructions are generated after the GIV information is done
4110    and before the strength reduction process. The new GIVs are injected into
4111    the strength reduction tables, so the prefetch addresses are optimized as
4112    well.
4113
4114    GIVs are split into base address, stride, and constant addition values.
4115    GIVs with the same address, stride and close addition values are combined
4116    into a single prefetch.  Also writes to GIVs are detected, so that prefetch
4117    for write instructions can be used for the block we write to, on machines
4118    that support write prefetches.
4119
4120    Several heuristics are used to determine when to prefetch.  They are
4121    controlled by defined symbols that can be overridden for each target.  */
4122
4123 static void
4124 emit_prefetch_instructions (struct loop *loop)
4125 {
4126   int num_prefetches = 0;
4127   int num_real_prefetches = 0;
4128   int num_real_write_prefetches = 0;
4129   int num_prefetches_before = 0;
4130   int num_write_prefetches_before = 0;
4131   int ahead = 0;
4132   int i;
4133   struct iv_class *bl;
4134   struct induction *iv;
4135   struct prefetch_info info[MAX_PREFETCHES];
4136   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4137
4138   if (!HAVE_prefetch || PREFETCH_BLOCK == 0)
4139     return;
4140
4141   /* Consider only loops w/o calls.  When a call is done, the loop is probably
4142      slow enough to read the memory.  */
4143   if (PREFETCH_NO_CALL && LOOP_INFO (loop)->has_call)
4144     {
4145       if (loop_dump_stream)
4146         fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: ignoring loop: has call.\n");
4147
4148       return;
4149     }
4150
4151   /* Don't prefetch in loops known to have few iterations.  */
4152   if (PREFETCH_NO_LOW_LOOPCNT
4153       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4154       && LOOP_INFO (loop)->n_iterations <= PREFETCH_LOW_LOOPCNT)
4155     {
4156       if (loop_dump_stream)
4157         fprintf (loop_dump_stream,
4158                  "Prefetch: ignoring loop: not enough iterations.\n");
4159       return;
4160     }
4161
4162   /* Search all induction variables and pick those interesting for the prefetch
4163      machinery.  */
4164   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4165     {
4166       struct induction *biv = bl->biv, *biv1;
4167       int basestride = 0;
4168
4169       biv1 = biv;
4170
4171       /* Expect all BIVs to be executed in each iteration.  This makes our
4172          analysis more conservative.  */
4173       while (biv1)
4174         {
4175           /* Discard non-constant additions that we can't handle well yet, and
4176              BIVs that are executed multiple times; such BIVs ought to be
4177              handled in the nested loop.  We accept not_every_iteration BIVs,
4178              since these only result in larger strides and make our
4179              heuristics more conservative.  */
4180           if (GET_CODE (biv->add_val) != CONST_INT)
4181             {
4182               if (loop_dump_stream)
4183                 {
4184                   fprintf (loop_dump_stream,
4185                     "Prefetch: ignoring biv %d: non-constant addition at insn %d:",
4186                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4187                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4188                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4189                 }
4190               break;
4191             }
4192
4193           if (biv->maybe_multiple)
4194             {
4195               if (loop_dump_stream)
4196                 {
4197                   fprintf (loop_dump_stream,
4198                            "Prefetch: ignoring biv %d: maybe_multiple at insn %i:",
4199                            REGNO (biv->src_reg), INSN_UID (biv->insn));
4200                   print_rtl (loop_dump_stream, biv->add_val);
4201                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4202                 }
4203               break;
4204             }
4205
4206           basestride += INTVAL (biv1->add_val);
4207           biv1 = biv1->next_iv;
4208         }
4209
4210       if (biv1 || !basestride)
4211         continue;
4212
4213       for (iv = bl->giv; iv; iv = iv->next_iv)
4214         {
4215           rtx address;
4216           rtx temp;
4217           HOST_WIDE_INT index = 0;
4218           int add = 1;
4219           HOST_WIDE_INT stride = 0;
4220           int stride_sign = 1;
4221           struct check_store_data d;
4222           const char *ignore_reason = NULL;
4223           int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (iv));
4224
4225           /* See whether an induction variable is interesting to us and if
4226              not, report the reason.  */
4227           if (iv->giv_type != DEST_ADDR)
4228             ignore_reason = "giv is not a destination address";
4229
4230           /* We are interested only in constant stride memory references
4231              in order to be able to compute density easily.  */
4232           else if (GET_CODE (iv->mult_val) != CONST_INT)
4233             ignore_reason = "stride is not constant";
4234
4235           else
4236             {
4237               stride = INTVAL (iv->mult_val) * basestride;
4238               if (stride < 0)
4239                 {
4240                   stride = -stride;
4241                   stride_sign = -1;
4242                 }
4243
4244               /* On some targets, reversed order prefetches are not
4245                  worthwhile.  */
4246               if (PREFETCH_NO_REVERSE_ORDER && stride_sign < 0)
4247                 ignore_reason = "reversed order stride";
4248
4249               /* Prefetch of accesses with an extreme stride might not be
4250                  worthwhile, either.  */
4251               else if (PREFETCH_NO_EXTREME_STRIDE
4252                        && stride > PREFETCH_EXTREME_STRIDE)
4253                 ignore_reason = "extreme stride";
4254
4255               /* Ignore GIVs with varying add values; we can't predict the
4256                  value for the next iteration.  */
4257               else if (!loop_invariant_p (loop, iv->add_val))
4258                 ignore_reason = "giv has varying add value";
4259
4260               /* Ignore GIVs in the nested loops; they ought to have been
4261                  handled already.  */
4262               else if (iv->maybe_multiple)
4263                 ignore_reason = "giv is in nested loop";
4264             }
4265
4266           if (ignore_reason != NULL)
4267             {
4268               if (loop_dump_stream)
4269                 fprintf (loop_dump_stream,
4270                          "Prefetch: ignoring giv at %d: %s.\n",
4271                          INSN_UID (iv->insn), ignore_reason);
4272               continue;
4273             }
4274
4275           /* Determine the pointer to the basic array we are examining.  It is
4276              the sum of the BIV's initial value and the GIV's add_val.  */
4277           address = copy_rtx (iv->add_val);
4278           temp = copy_rtx (bl->initial_value);
4279
4280           address = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode, temp, address);
4281           index = remove_constant_addition (&address);
4282
4283           d.mem_write = 0;
4284           d.mem_address = *iv->location;
4285
4286           /* When the GIV is not always executed, we might be better off by
4287              not dirtying the cache pages.  */
4288           if (PREFETCH_CONDITIONAL || iv->always_executed)
4289             note_stores (PATTERN (iv->insn), check_store, &d);
4290           else
4291             {
4292               if (loop_dump_stream)
4293                 fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch: Ignoring giv at %d: %s\n",
4294                          INSN_UID (iv->insn), "in conditional code.");
4295               continue;
4296             }
4297
4298           /* Attempt to find another prefetch to the same array and see if we
4299              can merge this one.  */
4300           for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4301             if (rtx_equal_for_prefetch_p (address, info[i].base_address)
4302                 && stride == info[i].stride)
4303               {
4304                 /* In case both access same array (same location
4305                    just with small difference in constant indexes), merge
4306                    the prefetches.  Just do the later and the earlier will
4307                    get prefetched from previous iteration.
4308                    The artificial threshold should not be too small,
4309                    but also not bigger than small portion of memory usually
4310                    traversed by single loop.  */
4311                 if (index >= info[i].index
4312                     && index - info[i].index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4313                   {
4314                     info[i].write |= d.mem_write;
4315                     info[i].bytes_accessed += size;
4316                     info[i].index = index;
4317                     info[i].giv = iv;
4318                     info[i].class = bl;
4319                     info[num_prefetches].base_address = address;
4320                     add = 0;
4321                     break;
4322                   }
4323
4324                 if (index < info[i].index
4325                     && info[i].index - index < PREFETCH_EXTREME_DIFFERENCE)
4326                   {
4327                     info[i].write |= d.mem_write;
4328                     info[i].bytes_accessed += size;
4329                     add = 0;
4330                     break;
4331                   }
4332               }
4333
4334           /* Merging failed.  */
4335           if (add)
4336             {
4337               info[num_prefetches].giv = iv;
4338               info[num_prefetches].class = bl;
4339               info[num_prefetches].index = index;
4340               info[num_prefetches].stride = stride;
4341               info[num_prefetches].base_address = address;
4342               info[num_prefetches].write = d.mem_write;
4343               info[num_prefetches].bytes_accessed = size;
4344               num_prefetches++;
4345               if (num_prefetches >= MAX_PREFETCHES)
4346                 {
4347                   if (loop_dump_stream)
4348                     fprintf (loop_dump_stream,
4349                              "Maximal number of prefetches exceeded.\n");
4350                   return;
4351                 }
4352             }
4353         }
4354     }
4355
4356   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4357     {
4358       int density;
4359
4360       /* Attempt to calculate the total number of bytes fetched by all
4361          iterations of the loop.  Avoid overflow.  */
4362       if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations
4363           && ((unsigned HOST_WIDE_INT) (0xffffffff / info[i].stride)
4364               >= LOOP_INFO (loop)->n_iterations))
4365         info[i].total_bytes = info[i].stride * LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
4366       else
4367         info[i].total_bytes = 0xffffffff;
4368
4369       density = info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride;
4370
4371       /* Prefetch might be worthwhile only when the loads/stores are dense.  */
4372       if (PREFETCH_ONLY_DENSE_MEM)
4373         if (density * 256 > PREFETCH_DENSE_MEM * 100
4374             && (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4375                 >= PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MIN))
4376           {
4377             info[i].prefetch_before_loop = 1;
4378             info[i].prefetch_in_loop
4379               = (info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK
4380                  > PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX);
4381           }
4382         else
4383           {
4384             info[i].prefetch_in_loop = 0, info[i].prefetch_before_loop = 0;
4385             if (loop_dump_stream)
4386               fprintf (loop_dump_stream,
4387                   "Prefetch: ignoring giv at %d: %d%% density is too low.\n",
4388                        INSN_UID (info[i].giv->insn), density);
4389           }
4390       else
4391         info[i].prefetch_in_loop = 1, info[i].prefetch_before_loop = 1;
4392
4393       /* Find how many prefetch instructions we'll use within the loop.  */
4394       if (info[i].prefetch_in_loop != 0)
4395         {
4396           info[i].prefetch_in_loop = ((info[i].stride + PREFETCH_BLOCK - 1)
4397                                   / PREFETCH_BLOCK);
4398           num_real_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4399           if (info[i].write)
4400             num_real_write_prefetches += info[i].prefetch_in_loop;
4401         }
4402     }
4403
4404   /* Determine how many iterations ahead to prefetch within the loop, based
4405      on how many prefetches we currently expect to do within the loop.  */
4406   if (num_real_prefetches != 0)
4407     {
4408       if ((ahead = SIMULTANEOUS_PREFETCHES / num_real_prefetches) == 0)
4409         {
4410           if (loop_dump_stream)
4411             fprintf (loop_dump_stream,
4412                      "Prefetch: ignoring prefetches within loop: ahead is zero; %d < %d\n",
4413                      SIMULTANEOUS_PREFETCHES, num_real_prefetches);
4414           num_real_prefetches = 0, num_real_write_prefetches = 0;
4415         }
4416     }
4417   /* We'll also use AHEAD to determine how many prefetch instructions to
4418      emit before a loop, so don't leave it zero.  */
4419   if (ahead == 0)
4420     ahead = PREFETCH_BLOCKS_BEFORE_LOOP_MAX;
4421
4422   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4423     {
4424       /* Update if we've decided not to prefetch anything within the loop.  */
4425       if (num_real_prefetches == 0)
4426         info[i].prefetch_in_loop = 0;
4427
4428       /* Find how many prefetch instructions we'll use before the loop.  */
4429       if (info[i].prefetch_before_loop != 0)
4430         {
4431           int n = info[i].total_bytes / PREFETCH_BLOCK;
4432           if (n > ahead)
4433             n = ahead;
4434           info[i].prefetch_before_loop = n;
4435           num_prefetches_before += n;
4436           if (info[i].write)
4437             num_write_prefetches_before += n;
4438         }
4439
4440       if (loop_dump_stream)
4441         {
4442           if (info[i].prefetch_in_loop == 0
4443               && info[i].prefetch_before_loop == 0)
4444             continue;
4445           fprintf (loop_dump_stream, "Prefetch insn: %d",
4446                    INSN_UID (info[i].giv->insn));
4447           fprintf (loop_dump_stream,
4448                    "; in loop: %d; before: %d; %s\n",
4449                    info[i].prefetch_in_loop,
4450                    info[i].prefetch_before_loop,
4451                    info[i].write ? "read/write" : "read only");
4452           fprintf (loop_dump_stream,
4453                    " density: %d%%; bytes_accessed: %u; total_bytes: %u\n",
4454                    (int) (info[i].bytes_accessed * 100 / info[i].stride),
4455                    info[i].bytes_accessed, info[i].total_bytes);
4456           fprintf (loop_dump_stream, " index: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
4457                    "; stride: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "; address: ",
4458                    info[i].index, info[i].stride);
4459           print_rtl (loop_dump_stream, info[i].base_address);
4460           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4461         }
4462     }
4463
4464   if (num_real_prefetches + num_prefetches_before > 0)
4465     {
4466       /* Record that this loop uses prefetch instructions.  */
4467       LOOP_INFO (loop)->has_prefetch = 1;
4468
4469       if (loop_dump_stream)
4470         {
4471           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed within loop: %d (write: %d)\n",
4472                    num_real_prefetches, num_real_write_prefetches);
4473           fprintf (loop_dump_stream, "Real prefetches needed before loop: %d (write: %d)\n",
4474                    num_prefetches_before, num_write_prefetches_before);
4475         }
4476     }
4477
4478   for (i = 0; i < num_prefetches; i++)
4479     {
4480       int y;
4481
4482       for (y = 0; y < info[i].prefetch_in_loop; y++)
4483         {
4484           rtx loc = copy_rtx (*info[i].giv->location);
4485           rtx insn;
4486           int bytes_ahead = PREFETCH_BLOCK * (ahead + y);
4487           rtx before_insn = info[i].giv->insn;
4488           rtx prev_insn = PREV_INSN (info[i].giv->insn);
4489           rtx seq;
4490
4491           /* We can save some effort by offsetting the address on
4492              architectures with offsettable memory references.  */
4493           if (offsettable_address_p (0, VOIDmode, loc))
4494             loc = plus_constant (loc, bytes_ahead);
4495           else
4496             {
4497               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4498               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, loc, const1_rtx,
4499                                             GEN_INT (bytes_ahead), reg,
4500                                             0, before_insn);
4501               loc = reg;
4502             }
4503
4504           start_sequence ();
4505           /* Make sure the address operand is valid for prefetch.  */
4506           if (! (*insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].predicate)
4507                   (loc, insn_data[(int)CODE_FOR_prefetch].operand[0].mode))
4508             loc = force_reg (Pmode, loc);
4509           emit_insn (gen_prefetch (loc, GEN_INT (info[i].write),
4510                                    GEN_INT (3)));
4511           seq = get_insns ();
4512           end_sequence ();
4513           emit_insn_before (seq, before_insn);
4514
4515           /* Check all insns emitted and record the new GIV
4516              information.  */
4517           insn = NEXT_INSN (prev_insn);
4518           while (insn != before_insn)
4519             {
4520               insn = check_insn_for_givs (loop, insn,
4521                                           info[i].giv->always_executed,
4522                                           info[i].giv->maybe_multiple);
4523               insn = NEXT_INSN (insn);
4524             }
4525         }
4526
4527       if (PREFETCH_BEFORE_LOOP)
4528         {
4529           /* Emit insns before the loop to fetch the first cache lines or,
4530              if we're not prefetching within the loop, everything we expect
4531              to need.  */
4532           for (y = 0; y < info[i].prefetch_before_loop; y++)
4533             {
4534               rtx reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4535               rtx loop_start = loop->start;
4536               rtx init_val = info[i].class->initial_value;
4537               rtx add_val = simplify_gen_binary (PLUS, Pmode,
4538                                                  info[i].giv->add_val,
4539                                                  GEN_INT (y * PREFETCH_BLOCK));
4540
4541               /* Functions called by LOOP_IV_ADD_EMIT_BEFORE expect a
4542                  non-constant INIT_VAL to have the same mode as REG, which
4543                  in this case we know to be Pmode.  */
4544               if (GET_MODE (init_val) != Pmode && !CONSTANT_P (init_val))
4545                 {
4546                   rtx seq;
4547
4548                   start_sequence ();
4549                   init_val = convert_to_mode (Pmode, init_val, 0);
4550                   seq = get_insns ();
4551                   end_sequence ();
4552                   loop_insn_emit_before (loop, 0, loop_start, seq);
4553                 }
4554               loop_iv_add_mult_emit_before (loop, init_val,
4555                                             info[i].giv->mult_val,
4556                                             add_val, reg, 0, loop_start);
4557               emit_insn_before (gen_prefetch (reg, GEN_INT (info[i].write),
4558                                               GEN_INT (3)),
4559                                 loop_start);
4560             }
4561         }
4562     }
4563
4564   return;
4565 }
4566 \f
4567 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
4568
4569 static rtx note_insn;
4570
4571 /* Dummy register to have nonzero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
4572
4573 static rtx addr_placeholder;
4574
4575 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
4576    for the strength reduction code.  */
4577
4578 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
4579    bivs, may cause problems.  */
4580
4581 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
4582    performance problems.
4583
4584    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
4585    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
4586    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
4587    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
4588    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
4589    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
4590
4591 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
4592    positive.  */
4593
4594 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
4595    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
4596    e.g. the VAX acb insn.  */
4597
4598 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
4599    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
4600    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
4601 \f
4602 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
4603    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
4604    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
4605
4606 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
4607    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
4608    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
4609
4610 static int
4611 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
4612 {
4613   rtx p, q, target_insn;
4614   rtx loop_start = loop->start;
4615   rtx loop_end = loop->end;
4616   rtx orig_loop_end = loop->end;
4617
4618   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
4619   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
4620   if (BARRIER_P (loop_end))
4621     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
4622
4623   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
4624      deleted insn following it.  */
4625   while (INSN_DELETED_P (insn))
4626     insn = NEXT_INSN (insn);
4627
4628   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
4629      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
4630      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
4631   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
4632     return 0;
4633
4634   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
4635     {
4636       if (JUMP_P (p))
4637         {
4638           target_insn = JUMP_LABEL (p);
4639
4640           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
4641              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
4642              since insn may not have an LUID entry.  */
4643           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
4644             if (q == target_insn)
4645               return 1;
4646         }
4647     }
4648
4649   return 0;
4650 }
4651
4652 /* Scan the loop body and call FNCALL for each insn.  In the addition to the
4653    LOOP and INSN parameters pass MAYBE_MULTIPLE and NOT_EVERY_ITERATION to the
4654    callback.
4655
4656    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if current insn is not known to be executed at
4657    least once for every loop iteration except for the last one.
4658
4659    MAYBE_MULTIPLE is 1 if current insn may be executed more than once for every
4660    loop iteration.
4661  */
4662 typedef rtx (*loop_insn_callback) (struct loop *, rtx, int, int);
4663 static void
4664 for_each_insn_in_loop (struct loop *loop, loop_insn_callback fncall)
4665 {
4666   int not_every_iteration = 0;
4667   int maybe_multiple = 0;
4668   int past_loop_latch = 0;
4669   bool exit_test_is_entry = false;
4670   rtx p;
4671
4672   /* If loop_scan_start points to the loop exit test, the loop body
4673      cannot be counted on running on every iteration, and we have to
4674      be wary of subversive use of gotos inside expression
4675      statements.  */
4676   if (prev_nonnote_insn (loop->scan_start) != prev_nonnote_insn (loop->start))
4677     {
4678       exit_test_is_entry = true;
4679       maybe_multiple = back_branch_in_range_p (loop, loop->scan_start);
4680     }
4681
4682   /* Scan through loop and update NOT_EVERY_ITERATION and MAYBE_MULTIPLE.  */
4683   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
4684        p != NULL_RTX;
4685        p = next_insn_in_loop (loop, p))
4686     {
4687       p = fncall (loop, p, not_every_iteration, maybe_multiple);
4688
4689       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
4690          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
4691          jump insn between here and the end of the loop either
4692          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
4693          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
4694
4695       if (LABEL_P (p))
4696         {
4697           rtx insn = p;
4698
4699           maybe_multiple = 0;
4700
4701           while (1)
4702             {
4703               insn = NEXT_INSN (insn);
4704               if (insn == loop->scan_start)
4705                 break;
4706               if (insn == loop->end)
4707                 {
4708                   if (loop->top != 0)
4709                     insn = loop->top;
4710                   else
4711                     break;
4712                   if (insn == loop->scan_start)
4713                     break;
4714                 }
4715
4716               if (JUMP_P (insn)
4717                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
4718                   && (!any_condjump_p (insn)
4719                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
4720                           && JUMP_LABEL (insn) != loop->scan_start
4721                           && !loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
4722                 {
4723                   maybe_multiple = 1;
4724                   break;
4725                 }
4726             }
4727         }
4728
4729       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4730          on whether they will be executed during each iteration.  */
4731       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4732          code in scan_loop.  */
4733       if (JUMP_P (p)
4734       /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4735          beginning, don't set not_every_iteration for that.
4736          This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4737          will be executed if the loop is executed.  */
4738           && (exit_test_is_entry
4739               || !(JUMP_LABEL (p) == loop->top
4740                    && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
4741                         && any_uncondjump_p (p))
4742                        || (NEXT_INSN (p) == loop->end
4743                            && any_condjump_p (p))))))
4744         {
4745           rtx label = 0;
4746
4747           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4748              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4749              loop->exits_labels list.  */
4750
4751           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
4752             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4753               break;
4754
4755           if (!label)
4756             not_every_iteration = 1;
4757         }
4758
4759       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
4760          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
4761          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
4762          a new loop iteration.
4763
4764          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
4765          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
4766          which immediately follows LOOP_START.  */
4767       if (JUMP_P (p)
4768           && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop->start))
4769         past_loop_latch = 1;
4770
4771       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4772          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4773          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4774          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4775
4776          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4777          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
4778          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
4779          executed each iteration.  */
4780
4781       if (not_every_iteration
4782           && !past_loop_latch
4783           && LABEL_P (p)
4784           && no_labels_between_p (p, loop->end))
4785         not_every_iteration = 0;
4786     }
4787 }
4788 \f
4789 static void
4790 loop_bivs_find (struct loop *loop)
4791 {
4792   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
4793   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4794   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4795   struct iv_class *bl, **backbl;
4796
4797   ivs->list = 0;
4798
4799   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_bivs);
4800
4801   /* Scan ivs->list to remove all regs that proved not to be bivs.
4802      Make a sanity check against regs->n_times_set.  */
4803   for (backbl = &ivs->list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
4804     {
4805       if (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4806           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
4807           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
4808           || regs->array[bl->regno].n_times_set != bl->biv_count
4809           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
4810              move.  So leave it alone.  */
4811           || ! bl->incremented)
4812         {
4813           if (loop_dump_stream)
4814             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: discarded, %s\n",
4815                      bl->regno,
4816                      (REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) != BASIC_INDUCT
4817                       ? "not induction variable"
4818                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
4819                          : "count error")));
4820
4821           REG_IV_TYPE (ivs, bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
4822           *backbl = bl->next;
4823         }
4824       else
4825         {
4826           backbl = &bl->next;
4827
4828           if (loop_dump_stream)
4829             fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d: verified\n", bl->regno);
4830         }
4831     }
4832 }
4833
4834
4835 /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
4836    extended basic block.  */
4837 static void
4838 loop_bivs_init_find (struct loop *loop)
4839 {
4840   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4841   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4842   struct iv_class *bl;
4843   int call_seen;
4844   rtx p;
4845
4846   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
4847      halting at first label.  Also record any test condition.  */
4848
4849   call_seen = 0;
4850   for (p = loop->start; p && !LABEL_P (p); p = PREV_INSN (p))
4851     {
4852       rtx test;
4853
4854       note_insn = p;
4855
4856       if (CALL_P (p))
4857         call_seen = 1;
4858
4859       if (INSN_P (p))
4860         note_stores (PATTERN (p), record_initial, ivs);
4861
4862       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
4863          between it and the start of loop.  We only care about tests with
4864          constants and registers and only certain of those.  */
4865       if (JUMP_P (p)
4866           && JUMP_LABEL (p) != 0
4867           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop->end)
4868           && (test = get_condition_for_loop (loop, p)) != 0
4869           && REG_P (XEXP (test, 0))
4870           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
4871           && (bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (XEXP (test, 0)))) != 0
4872           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop->start)
4873           && bl->init_insn == 0)
4874         {
4875           /* If an NE test, we have an initial value!  */
4876           if (GET_CODE (test) == NE)
4877             {
4878               bl->init_insn = p;
4879               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
4880                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
4881             }
4882           else
4883             bl->initial_test = test;
4884         }
4885     }
4886 }
4887
4888
4889 /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
4890    initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
4891    in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
4892 static void
4893 loop_bivs_check (struct loop *loop)
4894 {
4895   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4896   /* Temporary list pointers for traversing ivs->list.  */
4897   struct iv_class *bl;
4898   struct iv_class **backbl;
4899
4900   for (backbl = &ivs->list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
4901     {
4902       rtx src;
4903       rtx note;
4904
4905       if (! bl->init_insn)
4906         continue;
4907
4908       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
4909          is a constant, use the value of that.  */
4910       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
4911            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
4912           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
4913               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
4914         src = XEXP (note, 0);
4915       else
4916         src = SET_SRC (bl->init_set);
4917
4918       if (loop_dump_stream)
4919         fprintf (loop_dump_stream,
4920                  "Biv %d: initialized at insn %d: initial value ",
4921                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
4922
4923       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
4924            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
4925           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn,
4926                                     LOOP_INFO (loop)->pre_header_has_call,
4927                                     loop->start))
4928         {
4929           bl->initial_value = src;
4930
4931           if (loop_dump_stream)
4932             {
4933               print_simple_rtl (loop_dump_stream, src);
4934               fputc ('\n', loop_dump_stream);
4935             }
4936         }
4937       /* If we can't make it a giv,
4938          let biv keep initial value of "itself".  */
4939       else if (loop_dump_stream)
4940         fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4941     }
4942 }
4943
4944
4945 /* Search the loop for general induction variables.  */
4946
4947 static void
4948 loop_givs_find (struct loop* loop)
4949 {
4950   for_each_insn_in_loop (loop, check_insn_for_givs);
4951 }
4952
4953
4954 /* For each giv for which we still don't know whether or not it is
4955    replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4956    can be calculated.  */
4957
4958 static void
4959 loop_givs_check (struct loop *loop)
4960 {
4961   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4962   struct iv_class *bl;
4963
4964   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
4965     {
4966       struct induction *v;
4967
4968       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4969         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4970           check_final_value (loop, v);
4971     }
4972 }
4973
4974 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
4975    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
4976    value of giv's.  */
4977
4978 static rtx
4979 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
4980 {
4981   rtx temp, mult_res;
4982   rtx result;
4983
4984   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
4985      check to make sure.  */
4986   gcc_assert (GET_MODE (mult1) == mode || GET_MODE (mult1) == VOIDmode);
4987   gcc_assert (GET_MODE (mult2) == mode || GET_MODE (mult2) == VOIDmode);
4988   gcc_assert (GET_MODE (add1) == mode || GET_MODE (add1) == VOIDmode);
4989
4990   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
4991      will be a constant.  */
4992   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
4993     {
4994       temp = mult2;
4995       mult2 = mult1;
4996       mult1 = temp;
4997     }
4998
4999   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
5000   if (! mult_res)
5001     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
5002
5003   /* Again, put the constant second.  */
5004   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
5005     {
5006       temp = add1;
5007       add1 = mult_res;
5008       mult_res = temp;
5009     }
5010
5011   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
5012   if (! result)
5013     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
5014
5015   return result;
5016 }
5017
5018 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
5019    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
5020
5021    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
5022    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
5023
5024 static rtx
5025 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
5026 {
5027   struct induction *v;
5028   rtx result;
5029
5030   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
5031      instruction must be executed only once each time through the loop.
5032      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
5033      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
5034      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
5035      an increment).  */
5036
5037   result = const0_rtx;
5038   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5039     {
5040       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
5041           && ! v->maybe_multiple
5042           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
5043         {
5044           /* If we have already counted it, skip it.  */
5045           if (v->same)
5046             continue;
5047
5048           result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
5049         }
5050       else
5051         return 0;
5052     }
5053
5054   return result;
5055 }
5056
5057 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
5058    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
5059    the register to some value, and appears before the first use of the register
5060    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
5061
5062 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
5063    it can search past if statements and other similar structures.  */
5064
5065 static int
5066 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
5067 {
5068   rtx insn, label;
5069   int jump_count = 0;
5070   int label_count = 0;
5071
5072   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
5073      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
5074      have any way to identify those, so we just give up if there are any
5075      such inner loop exits.  */
5076
5077   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5078     label_count++;
5079
5080   if (label_count != loop->exit_count)
5081     return 0;
5082
5083   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
5084      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
5085      list to it.  */
5086   label = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, loop->end);
5087   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
5088
5089   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
5090     {
5091       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
5092          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
5093          a conditional jump.  */
5094
5095       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
5096       while (insn)
5097         {
5098           if (INSN_P (insn))
5099             {
5100               rtx set, note;
5101
5102               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
5103                 return 0;
5104
5105               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
5106               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
5107                 return 0;
5108
5109               set = single_set (insn);
5110               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
5111                 break;
5112
5113               if (JUMP_P (insn))
5114                 {
5115                   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
5116                     break;
5117                   else if (!any_uncondjump_p (insn)
5118                            /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
5119                            || jump_count++ > 20)
5120                     return 0;
5121                   else
5122                     insn = JUMP_LABEL (insn);
5123                 }
5124             }
5125
5126           insn = NEXT_INSN (insn);
5127         }
5128     }
5129
5130   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
5131   return 1;
5132 }
5133
5134 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
5135    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
5136
5137 static rtx
5138 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5139 {
5140   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
5141   rtx increment, tem;
5142
5143   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
5144
5145   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
5146     return 0;
5147
5148   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
5149      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
5150      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
5151      no other loop exits, so we can return any value.  */
5152   if (bl->reversed)
5153     {
5154       if (loop_dump_stream)
5155         fprintf (loop_dump_stream,
5156                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
5157
5158       return const0_rtx;
5159     }
5160
5161   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
5162      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
5163      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
5164      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
5165      value of the biv must be invariant.  */
5166
5167   if (n_iterations != 0
5168       && ! loop->exit_count
5169       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
5170     {
5171       increment = biv_total_increment (bl);
5172
5173       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
5174         {
5175           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
5176              end to calculate this value into a temporary register in
5177              case it is needed later.  */
5178
5179           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
5180           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
5181           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
5182                                  bl->initial_value, tem);
5183
5184           if (loop_dump_stream)
5185             fprintf (loop_dump_stream,
5186                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
5187
5188           return tem;
5189         }
5190     }
5191
5192   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
5193   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
5194     {
5195       if (loop_dump_stream)
5196         fprintf (loop_dump_stream,
5197                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
5198                  bl->regno);
5199
5200       return const0_rtx;
5201     }
5202
5203   return 0;
5204 }
5205
5206 /* Return nonzero if it is possible to eliminate the biv BL provided
5207    all givs are reduced.  This is possible if either the reg is not
5208    used outside the loop, or we can compute what its final value will
5209    be.  */
5210
5211 static int
5212 loop_biv_eliminable_p (struct loop *loop, struct iv_class *bl,
5213                        int threshold, int insn_count)
5214 {
5215   /* For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
5216      don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for this
5217      biv.  */
5218
5219 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
5220   if (bl->nonneg)
5221     {
5222       if (loop_dump_stream)
5223         fprintf (loop_dump_stream,
5224                  "Cannot eliminate nonneg biv %d.\n", bl->regno);
5225       return 0;
5226     }
5227 #endif
5228
5229   /* Check that biv is used outside loop or if it has a final value.
5230      Compare against bl->init_insn rather than loop->start.  We aren't
5231      concerned with any uses of the biv between init_insn and
5232      loop->start since these won't be affected by the value of the biv
5233      elsewhere in the function, so long as init_insn doesn't use the
5234      biv itself.  */
5235
5236   if ((REGNO_LAST_LUID (bl->regno) < INSN_LUID (loop->end)
5237        && bl->init_insn
5238        && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
5239        && REGNO_FIRST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (bl->init_insn)
5240        && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
5241       || (bl->final_value = final_biv_value (loop, bl)))
5242     return maybe_eliminate_biv (loop, bl, 0, threshold, insn_count);
5243
5244   if (loop_dump_stream)
5245     {
5246       fprintf (loop_dump_stream,
5247                "Cannot eliminate biv %d.\n",
5248                bl->regno);
5249       fprintf (loop_dump_stream,
5250                "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
5251                REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
5252                REGNO_LAST_UID (bl->regno));
5253     }
5254   return 0;
5255 }
5256
5257
5258 /* Reduce each giv of BL that we have decided to reduce.  */
5259
5260 static void
5261 loop_givs_reduce (struct loop *loop, struct iv_class *bl)
5262 {
5263   struct induction *v;
5264
5265   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5266     {
5267       struct induction *tv;
5268       if (! v->ignore && v->same == 0)
5269         {
5270           int auto_inc_opt = 0;
5271
5272           /* If the code for derived givs immediately below has already
5273              allocated a new_reg, we must keep it.  */
5274           if (! v->new_reg)
5275             v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
5276
5277 #ifdef AUTO_INC_DEC
5278           /* If the target has auto-increment addressing modes, and
5279              this is an address giv, then try to put the increment
5280              immediately after its use, so that flow can create an
5281              auto-increment addressing mode.  */
5282           /* Don't do this for loops entered at the bottom, to avoid
5283              this invalid transformation:
5284                 jmp L;          ->          jmp L;
5285              TOP:                       TOP:
5286                 use giv                     use giv
5287              L:                             inc giv
5288                 inc biv                 L:
5289                 test biv                    test giv
5290                 cbr TOP                     cbr TOP
5291           */
5292           if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
5293               && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
5294               /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
5295                  does not have a valid INSN_LUID.  */
5296               && ! bl->reversed
5297               && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
5298               && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop
5299               && !loop->top)    
5300             {
5301               /* If other giv's have been combined with this one, then
5302                  this will work only if all uses of the other giv's occur
5303                  before this giv's insn.  This is difficult to check.
5304
5305                  We simplify this by looking for the common case where
5306                  there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
5307                  last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
5308                  increment occurs after the address giv, then we can
5309                  perform the optimization.  (Otherwise, the increment
5310                  would have to go before other_giv, and we would not be
5311                  able to combine it with the address giv to get an
5312                  auto-inc address.)  */
5313               if (v->combined_with)
5314                 {
5315                   struct induction *other_giv = 0;
5316
5317                   for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
5318                     if (tv->same == v)
5319                       {
5320                         if (other_giv)
5321                           break;
5322                         else
5323                           other_giv = tv;
5324                       }
5325                   if (! tv && other_giv
5326                       && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
5327                       && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
5328                           == INSN_UID (v->insn))
5329                       && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
5330                     auto_inc_opt = 1;
5331                 }
5332               /* Check for case where increment is before the address
5333                  giv.  Do this test in "loop order".  */
5334               else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
5335                         && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5336                             || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
5337                                 > INSN_LUID (loop->scan_start))))
5338                        || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (loop->scan_start)
5339                            && (INSN_LUID (loop->scan_start)
5340                                < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
5341                 auto_inc_opt = -1;
5342               else
5343                 auto_inc_opt = 1;
5344
5345 #ifdef HAVE_cc0
5346               {
5347                 rtx prev;
5348
5349                 /* We can't put an insn immediately after one setting
5350                    cc0, or immediately before one using cc0.  */
5351                 if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
5352                     || (auto_inc_opt == -1
5353                         && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
5354                         && INSN_P (prev)
5355                         && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
5356                   auto_inc_opt = 0;
5357               }
5358 #endif
5359
5360               if (auto_inc_opt)
5361                 v->auto_inc_opt = 1;
5362             }
5363 #endif
5364
5365           /* For each place where the biv is incremented, add an insn
5366              to increment the new, reduced reg for the giv.  */
5367           for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
5368             {
5369               rtx insert_before;
5370
5371               /* Skip if location is the same as a previous one.  */
5372               if (tv->same)
5373                 continue;
5374               if (! auto_inc_opt)
5375                 insert_before = NEXT_INSN (tv->insn);
5376               else if (auto_inc_opt == 1)
5377                 insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
5378               else
5379                 insert_before = v->insn;
5380
5381               if (tv->mult_val == const1_rtx)
5382                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5383                                               v->new_reg, v->new_reg,
5384                                               0, insert_before);
5385               else /* tv->mult_val == const0_rtx */
5386                 /* A multiply is acceptable here
5387                    since this is presumed to be seldom executed.  */
5388                 loop_iv_add_mult_emit_before (loop, tv->add_val, v->mult_val,
5389                                               v->add_val, v->new_reg,
5390                                               0, insert_before);
5391             }
5392
5393           /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
5394
5395           loop_iv_add_mult_hoist (loop,
5396                                   extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5397                                   v->mult_val, v->add_val, v->new_reg);
5398         }
5399     }
5400 }
5401
5402
5403 /* Check for givs whose first use is their definition and whose
5404    last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
5405    dead and should not be used to derive another giv nor to
5406    eliminate a biv.  */
5407
5408 static void
5409 loop_givs_dead_check (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, struct iv_class *bl)
5410 {
5411   struct induction *v;
5412
5413   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5414     {
5415       if (v->ignore
5416           || (v->same && v->same->ignore))
5417         continue;
5418
5419       if (v->giv_type == DEST_REG
5420           && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
5421         {
5422           struct induction *v1;
5423
5424           for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
5425             if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
5426               v->maybe_dead = 1;
5427         }
5428     }
5429 }
5430
5431
5432 static void
5433 loop_givs_rescan (struct loop *loop, struct iv_class *bl, rtx *reg_map)
5434 {
5435   struct induction *v;
5436
5437   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5438     {
5439       if (v->same && v->same->ignore)
5440         v->ignore = 1;
5441
5442       if (v->ignore)
5443         continue;
5444
5445       /* Update expression if this was combined, in case other giv was
5446          replaced.  */
5447       if (v->same)
5448         v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
5449                                   v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
5450
5451       /* See if this register is known to be a pointer to something.  If
5452          so, see if we can find the alignment.  First see if there is a
5453          destination register that is a pointer.  If so, this shares the
5454          alignment too.  Next see if we can deduce anything from the
5455          computational information.  If not, and this is a DEST_ADDR
5456          giv, at least we know that it's a pointer, though we don't know
5457          the alignment.  */
5458       if (REG_P (v->new_reg)
5459           && v->giv_type == DEST_REG
5460           && REG_POINTER (v->dest_reg))
5461         mark_reg_pointer (v->new_reg,
5462                           REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->dest_reg)));
5463       else if (REG_P (v->new_reg)
5464                && REG_POINTER (v->src_reg))
5465         {
5466           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->src_reg));
5467
5468           if (align == 0
5469               || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
5470               || INTVAL (v->add_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5471             align = 0;
5472
5473           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5474         }
5475       else if (REG_P (v->new_reg)
5476                && REG_P (v->add_val)
5477                && REG_POINTER (v->add_val))
5478         {
5479           unsigned int align = REGNO_POINTER_ALIGN (REGNO (v->add_val));
5480
5481           if (align == 0 || GET_CODE (v->mult_val) != CONST_INT
5482               || INTVAL (v->mult_val) % (align / BITS_PER_UNIT) != 0)
5483             align = 0;
5484
5485           mark_reg_pointer (v->new_reg, align);
5486         }
5487       else if (REG_P (v->new_reg) && v->giv_type == DEST_ADDR)
5488         mark_reg_pointer (v->new_reg, 0);
5489
5490       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
5491         {
5492           /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
5493              this giv.  */
5494           if (validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location,
5495                                               v->new_reg))
5496             /* Yay, it worked!  */;
5497           /* Not replaceable; emit an insn to set the original
5498              giv reg from the reduced giv.  */
5499           else if (REG_P (*v->location))
5500             {
5501               rtx tem;
5502               start_sequence ();
5503               tem = force_operand (v->new_reg, *v->location);
5504               if (tem != *v->location)
5505                 emit_move_insn (*v->location, tem);
5506               tem = get_insns ();
5507               end_sequence ();
5508               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, tem);
5509             }
5510           else if (GET_CODE (*v->location) == PLUS
5511                    && REG_P (XEXP (*v->location, 0))
5512                    && CONSTANT_P (XEXP (*v->location, 1)))
5513             {
5514               rtx tem;
5515               start_sequence ();
5516               tem = expand_simple_binop (GET_MODE (*v->location), MINUS,
5517                                          v->new_reg, XEXP (*v->location, 1),
5518                                          NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
5519               emit_move_insn (XEXP (*v->location, 0), tem);
5520               tem = get_insns ();
5521               end_sequence ();
5522               loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, tem);
5523             }
5524           else
5525             {
5526               /* If it wasn't a reg, create a pseudo and use that.  */
5527               rtx reg, seq;
5528               start_sequence ();
5529               reg = force_reg (v->mode, *v->location);
5530               if (validate_change_maybe_volatile (v->insn, v->location, reg))
5531                 {
5532                   seq = get_insns ();
5533                   end_sequence ();
5534                   loop_insn_emit_before (loop, 0, v->insn, seq);
5535                 }
5536               else
5537                 {
5538                   end_sequence ();
5539                   if (loop_dump_stream)
5540                     fprintf (loop_dump_stream,
5541                              "unable to reduce iv in insn %d\n",
5542                              INSN_UID (v->insn));
5543                   bl->all_reduced = 0;
5544                   v->ignore = 1;
5545                   continue;
5546                 }
5547             }
5548         }
5549       else if (v->replaceable)
5550         {
5551           reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
5552         }
5553       else
5554         {
5555           rtx original_insn = v->insn;
5556           rtx note;
5557
5558           /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
5559              the reduced giv, same as above.  */
5560           v->insn = loop_insn_emit_after (loop, 0, original_insn,
5561                                           gen_move_insn (v->dest_reg,
5562                                                          v->new_reg));
5563
5564           /* The original insn may have a REG_EQUAL note.  This note is
5565              now incorrect and may result in invalid substitutions later.
5566              The original insn is dead, but may be part of a libcall
5567              sequence, which doesn't seem worth the bother of handling.  */
5568           note = find_reg_note (original_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5569           if (note)
5570             remove_note (original_insn, note);
5571         }
5572
5573       /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
5574          biv, and which are live outside the loop, must be set to their
5575          correct final value.  This insn is only needed if the giv is
5576          not replaceable.  The correct final value is the same as the
5577          value that the giv starts the reversed loop with.  */
5578       if (bl->reversed && ! v->replaceable)
5579         loop_iv_add_mult_sink (loop,
5580                                extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
5581                                v->mult_val, v->add_val, v->dest_reg);
5582       else if (v->final_value)
5583         loop_insn_sink_or_swim (loop,
5584                                 gen_load_of_final_value (v->dest_reg,
5585                                                          v->final_value));
5586
5587       if (loop_dump_stream)
5588         {
5589           fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5590                    INSN_UID (v->insn));
5591           print_simple_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5592           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5593         }
5594     }
5595 }
5596
5597
5598 static int
5599 loop_giv_reduce_benefit (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
5600                          struct iv_class *bl, struct induction *v,
5601                          rtx test_reg)
5602 {
5603   int add_cost;
5604   int benefit;
5605
5606   benefit = v->benefit;
5607   PUT_MODE (test_reg, v->mode);
5608   add_cost = iv_add_mult_cost (bl->biv->add_val, v->mult_val,
5609                                test_reg, test_reg);
5610
5611   /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert a
5612      move-insn to replace the insn that calculates this giv.  Don't do
5613      this unless the giv is a user variable, since it will often be
5614      marked non-replaceable because of the duplication of the exit
5615      code outside the loop.  In such a case, the copies we insert are
5616      dead and will be deleted.  So they don't have a cost.  Similar
5617      situations exist.  */
5618   /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job of
5619      finding replaceable giv's, and hence this code may no longer be
5620      necessary.  */
5621   if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
5622       && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
5623     benefit -= copy_cost;
5624
5625   /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will insert
5626      to increment the reduced reg for the giv.  ??? This can
5627      overestimate the run-time cost of the additional insns, e.g. if
5628      there are multiple basic blocks that increment the biv, but only
5629      one of these blocks is executed during each iteration.  There is
5630      no good way to detect cases like this with the current structure
5631      of the loop optimizer.  This code is more accurate for
5632      determining code size than run-time benefits.  */
5633   benefit -= add_cost * bl->biv_count;
5634
5635   /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
5636      unchanged (recompute it from the biv each time it is used).  This
5637      decision can be made independently for each giv.  */
5638
5639 #ifdef AUTO_INC_DEC
5640   /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
5641      new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
5642      add_cost that was done above).  */
5643   if (v->giv_type == DEST_ADDR
5644       /* Increasing the benefit is risky, since this is only a guess.
5645          Avoid increasing register pressure in cases where there would
5646          be no other benefit from reducing this giv.  */
5647       && benefit > 0
5648       && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
5649     {
5650       int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (v->mem));
5651
5652       if (HAVE_POST_INCREMENT
5653           && INTVAL (v->mult_val) == size)
5654         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5655       else if (HAVE_PRE_INCREMENT
5656                && INTVAL (v->mult_val) == size)
5657         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5658       else if (HAVE_POST_DECREMENT
5659                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5660         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5661       else if (HAVE_PRE_DECREMENT
5662                && -INTVAL (v->mult_val) == size)
5663         benefit += add_cost * bl->biv_count;
5664     }
5665 #endif
5666
5667   return benefit;
5668 }
5669
5670
5671 /* Free IV structures for LOOP.  */
5672
5673 static void
5674 loop_ivs_free (struct loop *loop)
5675 {
5676   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5677   struct iv_class *iv = ivs->list;
5678
5679   free (ivs->regs);
5680
5681   while (iv)
5682     {
5683       struct iv_class *next = iv->next;
5684       struct induction *induction;
5685       struct induction *next_induction;
5686
5687       for (induction = iv->biv; induction; induction = next_induction)
5688         {
5689           next_induction = induction->next_iv;
5690           free (induction);
5691         }
5692       for (induction = iv->giv; induction; induction = next_induction)
5693         {
5694           next_induction = induction->next_iv;
5695           free (induction);
5696         }
5697
5698       free (iv);
5699       iv = next;
5700     }
5701 }
5702
5703 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
5704    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
5705    the SET_SRC of REG.  */
5706
5707 static rtx
5708 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
5709 {
5710   rtx loop_start = loop->start;
5711   rtx insn, set;
5712   rtx ret;
5713
5714   ret = reg;
5715   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
5716     {
5717       if (LABEL_P (insn))
5718         break;
5719
5720       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
5721         {
5722           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
5723              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
5724              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
5725           if ((set = single_set (insn))
5726               && (SET_DEST (set) == reg))
5727             {
5728               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5729
5730               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
5731                  Other things, divide in particular, will cause
5732                  problems later if we use them.  */
5733               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
5734                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
5735                 ret = XEXP (note, 0);
5736               else
5737                 ret = SET_SRC (set);
5738
5739               /* We cannot do this if it changes between the
5740                  assignment and loop start though.  */
5741               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
5742                 ret = reg;
5743             }
5744           break;
5745         }
5746     }
5747   return ret;
5748 }
5749
5750 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
5751    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
5752    REG or a PLUS of a REG.  */
5753
5754 static rtx
5755 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
5756 {
5757   if ((REG_P (op0) || GET_CODE (op0) == PLUS)
5758       && (REG_P (op1) || GET_CODE (op1) == PLUS))
5759     {
5760       rtx op00;
5761       rtx op01;
5762       rtx op10;
5763       rtx op11;
5764
5765       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
5766         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
5767       else
5768         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
5769
5770       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
5771         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
5772       else
5773         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
5774
5775       /* Find and return common register term if present.  */
5776       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
5777         return op00;
5778       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
5779         return op01;
5780     }
5781
5782   /* No common register term found.  */
5783   return NULL_RTX;
5784 }
5785
5786 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
5787    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
5788    be calculated, otherwise returns zero.  */
5789
5790 static unsigned HOST_WIDE_INT
5791 loop_iterations (struct loop *loop)
5792 {
5793   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
5794   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
5795   rtx comparison, comparison_value;
5796   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
5797   enum rtx_code comparison_code;
5798   HOST_WIDE_INT inc;
5799   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
5800   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
5801   int off_by_one;
5802   int increment_dir;
5803   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
5804   rtx last_loop_insn;
5805   struct iv_class *bl;
5806
5807   loop_info->n_iterations = 0;
5808   loop_info->initial_value = 0;
5809   loop_info->initial_equiv_value = 0;
5810   loop_info->comparison_value = 0;
5811   loop_info->final_value = 0;
5812   loop_info->final_equiv_value = 0;
5813   loop_info->increment = 0;
5814   loop_info->iteration_var = 0;
5815   loop_info->iv = 0;
5816
5817   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
5818      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
5819      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
5820      loop_end.  */
5821   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
5822
5823   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
5824      at the end of the loop.  The following code assumes that
5825      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
5826   if (!JUMP_P (last_loop_insn))
5827     {
5828       if (loop_dump_stream)
5829         fprintf (loop_dump_stream,
5830                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
5831       return 0;
5832     }
5833
5834   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
5835      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
5836   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
5837     {
5838       if (loop_dump_stream)
5839         fprintf (loop_dump_stream,
5840                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
5841       return 0;
5842     }
5843
5844   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
5845      branch, and the insn before tests a register value, make that the
5846      iteration variable.  */
5847
5848   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
5849   if (comparison == 0)
5850     {
5851       if (loop_dump_stream)
5852         fprintf (loop_dump_stream,
5853                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
5854       return 0;
5855     }
5856
5857   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
5858      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
5859
5860   comparison_code = GET_CODE (comparison);
5861   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
5862   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
5863
5864   if (!REG_P (iteration_var))
5865     {
5866       if (loop_dump_stream)
5867         fprintf (loop_dump_stream,
5868                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
5869       return 0;
5870     }
5871
5872   /* The only new registers that are created before loop iterations
5873      are givs made from biv increments or registers created by
5874      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
5875      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
5876      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
5877
5878   gcc_assert ((unsigned) REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs
5879               || REG_USERVAR_P (iteration_var));
5880
5881   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
5882      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
5883      the strength reduction pass to calculate these values.  */
5884
5885   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
5886   initial_value = 0;
5887   increment = 0;
5888
5889   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
5890      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
5891      value if possible.  */
5892
5893   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
5894      reg_iv_type entry for it.  */
5895   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
5896     {
5897       if (loop_dump_stream)
5898         fprintf (loop_dump_stream,
5899                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
5900       return 0;
5901     }
5902
5903   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
5904      could result in a number of iterations greater than the range of our
5905      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
5906   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
5907             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5908     {
5909       if (loop_dump_stream)
5910         fprintf (loop_dump_stream,
5911                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
5912       return 0;
5913     }
5914   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
5915     {
5916       if (loop_dump_stream)
5917         fprintf (loop_dump_stream,
5918                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
5919       return 0;
5920     }
5921
5922   /* Try swapping the comparison to identify a suitable iv.  */
5923   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != BASIC_INDUCT
5924       && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) != GENERAL_INDUCT
5925       && REG_P (comparison_value)
5926       && REGNO (comparison_value) < ivs->n_regs)
5927     {
5928       rtx temp = comparison_value;
5929       comparison_code = swap_condition (comparison_code);
5930       comparison_value = iteration_var;
5931       iteration_var = temp;
5932     }
5933
5934   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
5935     {
5936       gcc_assert (REGNO (iteration_var) < ivs->n_regs);
5937
5938       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
5939       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
5940       initial_value = bl->initial_value;
5941       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
5942         {
5943           if (loop_dump_stream)
5944             fprintf (loop_dump_stream,
5945                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
5946           return 0;
5947         }
5948
5949       increment = biv_total_increment (bl);
5950     }
5951   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
5952     {
5953       HOST_WIDE_INT offset = 0;
5954       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
5955       rtx biv_initial_value;
5956
5957       gcc_assert (REGNO (v->src_reg) < ivs->n_regs);
5958
5959       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
5960         {
5961           if (loop_dump_stream)
5962             fprintf (loop_dump_stream,
5963                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
5964           return 0;
5965         }
5966
5967       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
5968
5969       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
5970
5971       increment = biv_total_increment (bl);
5972       if (increment)
5973         {
5974           struct induction *biv_inc;
5975
5976           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
5977                                          extend_value_for_giv (v, increment),
5978                                          const0_rtx, v->mode);
5979           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
5980              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
5981              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
5982              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
5983              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
5984              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
5985           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
5986             {
5987               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
5988                 {
5989                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
5990                     {
5991                       if (loop_dump_stream)
5992                         fprintf (loop_dump_stream,
5993                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
5994                                  REGNO (biv_inc->add_val));
5995                         return 0;
5996                     }
5997
5998                   /* If we have already counted it, skip it.  */
5999                   if (biv_inc->same)
6000                     continue;
6001
6002                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
6003                 }
6004             }
6005         }
6006       if (loop_dump_stream)
6007         fprintf (loop_dump_stream,
6008                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
6009                  (long) offset);
6010
6011       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
6012          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
6013       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
6014       initial_value
6015         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
6016                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
6017                              v->add_val, v->mode);
6018     }
6019   else
6020     {
6021       if (loop_dump_stream)
6022         fprintf (loop_dump_stream,
6023                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
6024       return 0;
6025     }
6026
6027   if (initial_value == 0)
6028     return 0;
6029
6030   unsigned_p = 0;
6031   off_by_one = 0;
6032   switch (comparison_code)
6033     {
6034     case LEU:
6035       unsigned_p = 1;
6036     case LE:
6037       compare_dir = 1;
6038       off_by_one = 1;
6039       break;
6040     case GEU:
6041       unsigned_p = 1;
6042     case GE:
6043       compare_dir = -1;
6044       off_by_one = -1;
6045       break;
6046     case EQ:
6047       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
6048       compare_dir = 0;
6049       break;
6050     case LTU:
6051       unsigned_p = 1;
6052     case LT:
6053       compare_dir = 1;
6054       break;
6055     case GTU:
6056       unsigned_p = 1;
6057     case GT:
6058       compare_dir = -1;
6059       break;
6060     case NE:
6061       compare_dir = 0;
6062       break;
6063     default:
6064       gcc_unreachable ();
6065     }
6066
6067   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
6068      its value from the insns before the start of the loop.  */
6069
6070   final_value = comparison_value;
6071   if (REG_P (comparison_value)
6072       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
6073     {
6074       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
6075
6076       /* If we don't get an invariant final value, we are better
6077          off with the original register.  */
6078       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
6079         final_value = comparison_value;
6080     }
6081
6082   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
6083      (on the last successful iteration).  The exact final value
6084      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
6085      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
6086      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
6087      initial_value) % increment != 0.
6088      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
6089      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
6090      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
6091   if (off_by_one)
6092     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
6093
6094   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
6095      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
6096      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
6097      optimizations may obscure the loop's structure.
6098
6099      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
6100      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
6101      Only the difference between final_value and initial_value is
6102      important.  Note that final_value is only approximate.  */
6103   loop_info->initial_value = initial_value;
6104   loop_info->comparison_value = comparison_value;
6105   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
6106   loop_info->increment = increment;
6107   loop_info->iteration_var = iteration_var;
6108   loop_info->comparison_code = comparison_code;
6109   loop_info->iv = bl;
6110
6111   /* Try to determine the iteration count for loops such
6112      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
6113      loop optimization twice, the first pass often converts simple
6114      loops into this form.  */
6115
6116   if (REG_P (initial_value))
6117     {
6118       rtx reg1;
6119       rtx reg2;
6120       rtx const2;
6121
6122       reg1 = initial_value;
6123       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
6124         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
6125       else
6126         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
6127
6128       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
6129          where reg1 != reg2.  */
6130       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
6131         {
6132           rtx temp;
6133
6134           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
6135              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
6136           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
6137
6138           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
6139             initial_value = temp;
6140           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
6141             {
6142               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
6143                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
6144                  the latter case for now since it is not so common.  */
6145               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
6146
6147               if (temp == loop_info->iteration_var)
6148                 temp = initial_value;
6149               if (temp == reg1)
6150                 final_value = (const2 == const0_rtx)
6151                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
6152             }
6153         }
6154     }
6155
6156   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
6157   loop_info->final_equiv_value = final_value;
6158
6159   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
6160      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
6161      return early for any other reason.  */
6162   if (comparison_code == EQ)
6163     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
6164
6165   if (increment == 0)
6166     {
6167       if (loop_dump_stream)
6168         fprintf (loop_dump_stream,
6169                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
6170       return 0;
6171     }
6172
6173   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6174     {
6175       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
6176       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
6177          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
6178       if (REG_P (increment) || GET_CODE (increment) == SUBREG)
6179         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
6180
6181       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
6182         {
6183           if (loop_dump_stream)
6184             {
6185               fprintf (loop_dump_stream,
6186                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
6187               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
6188               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6189             }
6190           return 0;
6191         }
6192       loop_info->increment = increment;
6193     }
6194
6195   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
6196     {
6197       if (loop_dump_stream)
6198         {
6199           fprintf (loop_dump_stream,
6200                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
6201           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
6202           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6203         }
6204       return 0;
6205     }
6206   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
6207     {
6208       if (loop_dump_stream)
6209         {
6210           fprintf (loop_dump_stream,
6211                    "Loop iterations: Final value not constant ");
6212           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
6213           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
6214         }
6215       return 0;
6216     }
6217   else if (comparison_code == EQ)
6218     {
6219       rtx inc_once;
6220
6221       if (loop_dump_stream)
6222         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
6223
6224       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
6225                                GET_MODE (iteration_var));
6226
6227       if (inc_once == final_value)
6228         {
6229           /* The iterator value once through the loop is equal to the
6230              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
6231              we'll loop twice.  */
6232           if (increment == const0_rtx)
6233             return 0;
6234           loop_info->n_iterations = 2;
6235         }
6236       else
6237         loop_info->n_iterations = 1;
6238
6239       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
6240         loop_info->final_value
6241           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
6242                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6243                           GET_MODE (iteration_var));
6244       else
6245         loop_info->final_value
6246           = plus_constant (loop_info->initial_value,
6247                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
6248       loop_info->final_equiv_value
6249         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
6250                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
6251                         GET_MODE (iteration_var));
6252       return loop_info->n_iterations;
6253     }
6254
6255   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
6256   if (unsigned_p)
6257     final_larger
6258       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6259          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
6260         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
6261            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
6262   else
6263     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
6264       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
6265
6266   if (INTVAL (increment) > 0)
6267     increment_dir = 1;
6268   else if (INTVAL (increment) == 0)
6269     increment_dir = 0;
6270   else
6271     increment_dir = -1;
6272
6273   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
6274      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
6275      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
6276      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
6277      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
6278      Only try to optimize the normal cases.  */
6279
6280   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
6281      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
6282      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
6283      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
6284      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
6285
6286   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
6287      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
6288      eliminate all of these special checks, and just always assume
6289      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
6290      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
6291      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
6292      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
6293      loops can be optimized.
6294
6295      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
6296      because the action on overflow is undefined.
6297
6298      See also the special test for NE loops below.  */
6299
6300   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
6301       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
6302     /* Normal case.  */
6303     ;
6304   else
6305     {
6306       if (loop_dump_stream)
6307         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
6308       return 0;
6309     }
6310
6311   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
6312      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
6313      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
6314
6315   inc = INTVAL (increment);
6316   gcc_assert (inc);
6317   if (inc > 0)
6318     {
6319       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
6320       abs_inc = inc;
6321     }
6322   else
6323     {
6324       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
6325       abs_inc = -inc;
6326     }
6327
6328   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
6329      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
6330      into the picture due to sign extension of initial and final
6331      values.  */
6332   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
6333                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
6334                << 1) - 1;
6335
6336   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
6337      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
6338      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
6339      can not calculate the number of iterations.  */
6340   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
6341     return 0;
6342
6343   /* Note that the number of iterations could be calculated using
6344      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
6345      handle potential overflow of the summation.  */
6346   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
6347   return loop_info->n_iterations;
6348 }
6349
6350 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
6351
6352    Pseudo registers created during this function will be beyond the
6353    last valid index in several tables including
6354    REGS->ARRAY[I].N_TIMES_SET and REGNO_LAST_UID.  This does not cause a
6355    problem here, because the added registers cannot be givs outside of
6356    their loop, and hence will never be reconsidered.  But scan_loop
6357    must check regnos to make sure they are in bounds.  */
6358
6359 static void
6360 strength_reduce (struct loop *loop, int flags)
6361 {
6362   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
6363   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6364   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6365   rtx p;
6366   /* Temporary list pointer for traversing ivs->list.  */
6367   struct iv_class *bl;
6368   /* Ratio of extra register life span we can justify
6369      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
6370      since in that case saving an insn makes more difference
6371      and more registers are available.  */
6372   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
6373   int threshold = (loop_info->has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
6374   /* Map of pseudo-register replacements.  */
6375   rtx *reg_map = NULL;
6376   int reg_map_size;
6377   rtx test_reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
6378   int insn_count = count_insns_in_loop (loop);
6379
6380   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
6381
6382   ivs->n_regs = max_reg_before_loop;
6383   ivs->regs = xcalloc (ivs->n_regs, sizeof (struct iv));
6384
6385   /* Find all BIVs in loop.  */
6386   loop_bivs_find (loop);
6387
6388   /* Exit if there are no bivs.  */
6389   if (! ivs->list)
6390     {
6391       loop_ivs_free (loop);
6392       return;
6393     }
6394
6395   /* Determine how BIVS are initialized by looking through pre-header
6396      extended basic block.  */
6397   loop_bivs_init_find (loop);
6398
6399   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
6400      initial value from any initializing insns set up above.  */
6401   loop_bivs_check (loop);
6402
6403   /* Search the loop for general induction variables.  */
6404   loop_givs_find (loop);
6405
6406   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
6407      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
6408      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
6409      fail if the iteration variable is a giv.  */
6410   loop_iterations (loop);
6411
6412 #ifdef HAVE_prefetch
6413   if (flags & LOOP_PREFETCH)
6414     emit_prefetch_instructions (loop);
6415 #endif
6416
6417   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
6418      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
6419      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
6420      so that final_giv_value will work correctly.  */
6421   loop_givs_check (loop);
6422
6423   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
6424      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
6425      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
6426   check_dbra_loop (loop, insn_count);
6427
6428   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
6429      Some givs might have been made from biv increments, so look at
6430      ivs->reg_iv_type for a suitable size.  */
6431   reg_map_size = ivs->n_regs;
6432   reg_map = xcalloc (reg_map_size, sizeof (rtx));
6433
6434   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
6435      variable elimination.  */
6436
6437   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
6438     {
6439       struct induction *v;
6440       int benefit;
6441
6442       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
6443          provided all givs are reduced.  */
6444       bl->eliminable = loop_biv_eliminable_p (loop, bl, threshold, insn_count);
6445
6446       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
6447          biv have been strength reduced.
6448          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
6449       bl->all_reduced = 1;
6450
6451       /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
6452          root biv is safe from wrapping in the interior mode.  */
6453       check_ext_dependent_givs (loop, bl);
6454
6455       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
6456       combine_givs (regs, bl);
6457
6458       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6459         {
6460           struct induction *tv;
6461
6462           if (v->ignore || v->same)
6463             continue;
6464
6465           benefit = loop_giv_reduce_benefit (loop, bl, v, test_reg);
6466
6467           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
6468              flag, and clear bl->all_reduced.  */
6469
6470           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
6471              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
6472              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
6473              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
6474              exit.  */
6475
6476           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
6477               && ! bl->reversed)
6478             {
6479               if (loop_dump_stream)
6480                 fprintf (loop_dump_stream,
6481                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
6482                          INSN_UID (v->insn),
6483                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
6484               v->ignore = 1;
6485               bl->all_reduced = 0;
6486             }
6487           else
6488             {
6489               /* Check that we can increment the reduced giv without a
6490                  multiply insn.  If not, reject it.  */
6491
6492               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
6493                 if (tv->mult_val == const1_rtx
6494                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
6495                   {
6496                     if (loop_dump_stream)
6497                       fprintf (loop_dump_stream,
6498                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
6499                                INSN_UID (v->insn));
6500                     v->ignore = 1;
6501                     bl->all_reduced = 0;
6502                     break;
6503                   }
6504             }
6505         }
6506
6507       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
6508          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
6509          dead and should not be used to derive another giv nor to
6510          eliminate a biv.  */
6511       loop_givs_dead_check (loop, bl);
6512
6513       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
6514       loop_givs_reduce (loop, bl);
6515
6516       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
6517          as not reduced.
6518
6519          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
6520          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
6521          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
6522       loop_givs_rescan (loop, bl, reg_map);
6523
6524       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
6525          merit it.  */
6526
6527       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
6528          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
6529          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
6530          combined with.
6531
6532          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where
6533          a giv's new_reg is a complex value that can't be put in the
6534          insn but the giv combined with (with a reg as new_reg) is
6535          marked maybe_dead.  Since the register will be used in either
6536          case, we'd prefer it be used from the simpler giv.  */
6537
6538       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6539         if (! v->maybe_dead && v->same)
6540           v->same->maybe_dead = 0;
6541
6542       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
6543          This won't work if ! bl->all_reduced,
6544          since the givs we planned to use might not have been reduced.
6545
6546          We have to be careful that we didn't initially think we could
6547          eliminate this biv because of a giv that we now think may be
6548          dead and shouldn't be used as a biv replacement.
6549
6550          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
6551          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
6552          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
6553          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
6554          replace it with a compare with a constant will fail.
6555
6556          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
6557          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
6558          doing so in the rare cases where it can occur.  */
6559
6560       if (bl->all_reduced == 1 && bl->eliminable
6561           && maybe_eliminate_biv (loop, bl, 1, threshold, insn_count))
6562         {
6563           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
6564              or otherwise drop straight in, based on this test, then
6565              we might want to rewrite it also.  This way some later
6566              pass has more hope of removing the initialization of this
6567              biv entirely.  */
6568
6569           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
6570              and we must emit an insn to set it just in case.
6571
6572              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
6573              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
6574              proper final value for such a biv here anyways.  */
6575           if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6576               loop_insn_sink_or_swim (loop,
6577                                       gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6578                                                                bl->final_value));
6579
6580           if (loop_dump_stream)
6581             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
6582                      bl->regno);
6583         }
6584       /* See above note wrt final_value.  But since we couldn't eliminate
6585          the biv, we must set the value after the loop instead of before.  */
6586       else if (bl->final_value && ! bl->reversed)
6587         loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (bl->biv->dest_reg,
6588                                                        bl->final_value));
6589     }
6590
6591   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
6592      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
6593
6594   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
6595     if (INSN_P (p))
6596       {
6597         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6598         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
6599         INSN_CODE (p) = -1;
6600       }
6601
6602   if (loop_dump_stream)
6603     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
6604
6605   loop_ivs_free (loop);
6606   if (reg_map)
6607     free (reg_map);
6608 }
6609 \f
6610 /*Record all basic induction variables calculated in the insn.  */
6611 static rtx
6612 check_insn_for_bivs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6613                      int maybe_multiple)
6614 {
6615   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6616   rtx set;
6617   rtx dest_reg;
6618   rtx inc_val;
6619   rtx mult_val;
6620   rtx *location;
6621
6622   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6623       && (set = single_set (p))
6624       && REG_P (SET_DEST (set)))
6625     {
6626       dest_reg = SET_DEST (set);
6627       if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6628           && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
6629           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
6630         {
6631           if (basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
6632                                    GET_MODE (SET_SRC (set)),
6633                                    dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
6634                                    &location))
6635             {
6636               /* It is a possible basic induction variable.
6637                  Create and initialize an induction structure for it.  */
6638
6639               struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6640
6641               record_biv (loop, v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
6642                           not_every_iteration, maybe_multiple);
6643               REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
6644             }
6645           else if (REGNO (dest_reg) < ivs->n_regs)
6646             REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
6647         }
6648     }
6649   return p;
6650 }
6651 \f
6652 /* Record all givs calculated in the insn.
6653    A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
6654    biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
6655 static rtx
6656 check_insn_for_givs (struct loop *loop, rtx p, int not_every_iteration,
6657                      int maybe_multiple)
6658 {
6659   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
6660
6661   rtx set;
6662   /* Look for a general induction variable in a register.  */
6663   if (NONJUMP_INSN_P (p)
6664       && (set = single_set (p))
6665       && REG_P (SET_DEST (set))
6666       && ! regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].may_not_optimize)
6667     {
6668       rtx src_reg;
6669       rtx dest_reg;
6670       rtx add_val;
6671       rtx mult_val;
6672       rtx ext_val;
6673       int benefit;
6674       rtx regnote = 0;
6675       rtx last_consec_insn;
6676
6677       dest_reg = SET_DEST (set);
6678       if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
6679         return p;
6680
6681       if (/* SET_SRC is a giv.  */
6682           (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
6683                                   &mult_val, &ext_val, 0, &benefit, VOIDmode)
6684            /* Equivalent expression is a giv.  */
6685            || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6686                && general_induction_var (loop, XEXP (regnote, 0), &src_reg,
6687                                          &add_val, &mult_val, &ext_val, 0,
6688                                          &benefit, VOIDmode)))
6689           /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
6690              We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
6691           && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
6692           /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
6693           && dest_reg != src_reg
6694           /* This must be the only place where the register is set.  */
6695           && (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set == 1
6696               /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
6697               || (benefit = consec_sets_giv (loop, benefit, p,
6698                                              src_reg, dest_reg,
6699                                              &add_val, &mult_val, &ext_val,
6700                                              &last_consec_insn))))
6701         {
6702           struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6703
6704           /* If this is a library call, increase benefit.  */
6705           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6706             benefit += libcall_benefit (p);
6707
6708           /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
6709           if (regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set != 1)
6710             p = last_consec_insn;
6711
6712           record_giv (loop, v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val,
6713                       ext_val, benefit, DEST_REG, not_every_iteration,
6714                       maybe_multiple, (rtx*) 0);
6715
6716         }
6717     }
6718
6719   /* Look for givs which are memory addresses.  */
6720   if (NONJUMP_INSN_P (p))
6721     find_mem_givs (loop, PATTERN (p), p, not_every_iteration,
6722                    maybe_multiple);
6723
6724   /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
6725      change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
6726   if (INSN_P (p) || LABEL_P (p))
6727     update_giv_derive (loop, p);
6728   return p;
6729 }
6730 \f
6731 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
6732    compared against in an initial test).
6733
6734    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
6735    the current insn and the start of the loop.
6736
6737    INSN is the insn containing X.  */
6738
6739 static int
6740 valid_initial_value_p (rtx x, rtx insn, int call_seen, rtx loop_start)
6741 {
6742   if (CONSTANT_P (x))
6743     return 1;
6744
6745   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
6746      we know.  */
6747   if (!REG_P (x)
6748       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6749     return 0;
6750
6751   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
6752      some machines, don't use any hard registers at all.  */
6753   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
6754       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
6755           || (call_seen && call_used_regs[REGNO (x)])))
6756     return 0;
6757
6758   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
6759      loop.  */
6760   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
6761     return 0;
6762
6763   return 1;
6764 }
6765 \f
6766 /* Scan X for memory refs and check each memory address
6767    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
6768    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
6769    every loop iteration.  MAYBE_MULTIPLE is 1 if the insn might be executed
6770    more than once in each loop iteration.  */
6771
6772 static void
6773 find_mem_givs (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
6774                int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6775 {
6776   int i, j;
6777   enum rtx_code code;
6778   const char *fmt;
6779
6780   if (x == 0)
6781     return;
6782
6783   code = GET_CODE (x);
6784   switch (code)
6785     {
6786     case REG:
6787     case CONST_INT:
6788     case CONST:
6789     case CONST_DOUBLE:
6790     case SYMBOL_REF:
6791     case LABEL_REF:
6792     case PC:
6793     case CC0:
6794     case ADDR_VEC:
6795     case ADDR_DIFF_VEC:
6796     case USE:
6797     case CLOBBER:
6798       return;
6799
6800     case MEM:
6801       {
6802         rtx src_reg;
6803         rtx add_val;
6804         rtx mult_val;
6805         rtx ext_val;
6806         int benefit;
6807
6808         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
6809            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
6810            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
6811            this one would not be seen.  */
6812
6813         if (general_induction_var (loop, XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
6814                                    &mult_val, &ext_val, 1, &benefit,
6815                                    GET_MODE (x)))
6816           {
6817             /* Found one; record it.  */
6818             struct induction *v = xmalloc (sizeof (struct induction));
6819
6820             record_giv (loop, v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
6821                         add_val, ext_val, benefit, DEST_ADDR,
6822                         not_every_iteration, maybe_multiple, &XEXP (x, 0));
6823
6824             v->mem = x;
6825           }
6826       }
6827       return;
6828
6829     default:
6830       break;
6831     }
6832
6833   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
6834
6835   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6836   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6837     if (fmt[i] == 'e')
6838       find_mem_givs (loop, XEXP (x, i), insn, not_every_iteration,
6839                      maybe_multiple);
6840     else if (fmt[i] == 'E')
6841       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6842         find_mem_givs (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
6843                        maybe_multiple);
6844 }
6845 \f
6846 /* Fill in the data about one biv update.
6847    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
6848    allocated by the caller, with alloca.)
6849    INSN is the insn that sets it.
6850    DEST_REG is the biv's reg.
6851
6852    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
6853    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
6854    being set to INC_VAL.
6855
6856    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
6857    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
6858    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
6859    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
6860    executed exactly once per iteration.  */
6861
6862 static void
6863 record_biv (struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn, rtx dest_reg,
6864             rtx inc_val, rtx mult_val, rtx *location,
6865             int not_every_iteration, int maybe_multiple)
6866 {
6867   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6868   struct iv_class *bl;
6869
6870   v->insn = insn;
6871   v->src_reg = dest_reg;
6872   v->dest_reg = dest_reg;
6873   v->mult_val = mult_val;
6874   v->add_val = inc_val;
6875   v->ext_dependent = NULL_RTX;
6876   v->location = location;
6877   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
6878   v->always_computable = ! not_every_iteration;
6879   v->always_executed = ! not_every_iteration;
6880   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6881   v->same = 0;
6882
6883   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
6884      if this is the first incrementation of the reg.  */
6885
6886   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg));
6887   if (bl == 0)
6888     {
6889       /* Create and initialize new iv_class.  */
6890
6891       bl = xmalloc (sizeof (struct iv_class));
6892
6893       bl->regno = REGNO (dest_reg);
6894       bl->biv = 0;
6895       bl->giv = 0;
6896       bl->biv_count = 0;
6897       bl->giv_count = 0;
6898
6899       /* Set initial value to the reg itself.  */
6900       bl->initial_value = dest_reg;
6901       bl->final_value = 0;
6902       /* We haven't seen the initializing insn yet.  */
6903       bl->init_insn = 0;
6904       bl->init_set = 0;
6905       bl->initial_test = 0;
6906       bl->incremented = 0;
6907       bl->eliminable = 0;
6908       bl->nonneg = 0;
6909       bl->reversed = 0;
6910       bl->total_benefit = 0;
6911
6912       /* Add this class to ivs->list.  */
6913       bl->next = ivs->list;
6914       ivs->list = bl;
6915
6916       /* Put it in the array of biv register classes.  */
6917       REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest_reg)) = bl;
6918     }
6919   else
6920     {
6921       /* Check if location is the same as a previous one.  */
6922       struct induction *induction;
6923       for (induction = bl->biv; induction; induction = induction->next_iv)
6924         if (location == induction->location)
6925           {
6926             v->same = induction;
6927             break;
6928           }
6929     }
6930
6931   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
6932   v->next_iv = bl->biv;
6933   bl->biv = v;
6934   bl->biv_count++;
6935   if (mult_val == const1_rtx)
6936     bl->incremented = 1;
6937
6938   if (loop_dump_stream)
6939     loop_biv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
6940 }
6941 \f
6942 /* Fill in the data about one giv.
6943    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
6944    allocated by the caller, with alloca.)
6945    INSN is the insn that sets it.
6946    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
6947    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
6948    into a register or is used as a memory address.
6949
6950    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
6951    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
6952    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
6953    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
6954
6955 static void
6956 record_giv (const struct loop *loop, struct induction *v, rtx insn,
6957             rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx mult_val, rtx add_val,
6958             rtx ext_val, int benefit, enum g_types type,
6959             int not_every_iteration, int maybe_multiple, rtx *location)
6960 {
6961   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
6962   struct induction *b;
6963   struct iv_class *bl;
6964   rtx set = single_set (insn);
6965   rtx temp;
6966
6967   /* Attempt to prove constantness of the values.  Don't let simplify_rtx
6968      undo the MULT canonicalization that we performed earlier.  */
6969   temp = simplify_rtx (add_val);
6970   if (temp
6971       && ! (GET_CODE (add_val) == MULT
6972             && GET_CODE (temp) == ASHIFT))
6973     add_val = temp;
6974
6975   v->insn = insn;
6976   v->src_reg = src_reg;
6977   v->giv_type = type;
6978   v->dest_reg = dest_reg;
6979   v->mult_val = mult_val;
6980   v->add_val = add_val;
6981   v->ext_dependent = ext_val;
6982   v->benefit = benefit;
6983   v->location = location;
6984   v->cant_derive = 0;
6985   v->combined_with = 0;
6986   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
6987   v->maybe_dead = 0;
6988   v->derive_adjustment = 0;
6989   v->same = 0;
6990   v->ignore = 0;
6991   v->new_reg = 0;
6992   v->final_value = 0;
6993   v->same_insn = 0;
6994   v->auto_inc_opt = 0;
6995   v->shared = 0;
6996
6997   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
6998      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
6999      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
7000      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
7001      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
7002      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
7003      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
7004
7005   if (type == DEST_ADDR)
7006     v->always_computable = 1;
7007   else
7008     v->always_computable = ! not_every_iteration;
7009
7010   v->always_executed = ! not_every_iteration;
7011
7012   if (type == DEST_ADDR)
7013     {
7014       v->mode = GET_MODE (*location);
7015       v->lifetime = 1;
7016     }
7017   else /* type == DEST_REG */
7018     {
7019       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
7020
7021       v->lifetime = LOOP_REG_LIFETIME (loop, REGNO (dest_reg));
7022
7023       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
7024          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
7025          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
7026       if (v->lifetime == 0)
7027         v->ignore = 1;
7028
7029       REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
7030       REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
7031     }
7032
7033   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
7034
7035   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (src_reg));
7036   gcc_assert (bl);
7037   v->next_iv = bl->giv;
7038   bl->giv = v;
7039   
7040   /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
7041      insns that calculate givs.  */
7042   if (type == DEST_REG)
7043     bl->giv_count++;
7044   bl->total_benefit += benefit;
7045
7046   if (type == DEST_ADDR)
7047     {
7048       v->replaceable = 1;
7049       v->not_replaceable = 0;
7050     }
7051   else
7052     {
7053       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7054          of the following conditions are true:
7055          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7056            on which the giv is used at all
7057            (there are two ways to deduce this:
7058             either the insn is executed on every iteration,
7059             or all uses follow that insn in the same basic block),
7060          - the giv is not used outside the loop
7061          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7062
7063       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
7064           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
7065           && REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg))
7066           < INSN_LUID (loop->end)
7067           && (! not_every_iteration
7068               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
7069         {
7070           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
7071              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
7072
7073           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
7074              and last use of the giv.
7075
7076              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
7077              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
7078              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
7079              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
7080              useful as a biv, because it is used in two different loops.
7081              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
7082              using this biv anyways.  */
7083
7084           v->replaceable = 1;
7085           v->not_replaceable = 0;
7086           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7087             {
7088               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
7089                   || ((INSN_LUID (b->insn)
7090                        >= REGNO_FIRST_LUID (REGNO (dest_reg)))
7091                       && (INSN_LUID (b->insn)
7092                           <= REGNO_LAST_LUID (REGNO (dest_reg)))))
7093                 {
7094                   v->replaceable = 0;
7095                   v->not_replaceable = 1;
7096                   break;
7097                 }
7098             }
7099
7100           /* If there are any backwards branches that go from after the
7101              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
7102           if (v->replaceable)
7103             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
7104               if (back_branch_in_range_p (loop, b->insn))
7105                 {
7106                   v->replaceable = 0;
7107                   v->not_replaceable = 1;
7108                   break;
7109                 }
7110         }
7111       else
7112         {
7113           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
7114              decide.  */
7115           v->replaceable = 0;
7116           v->not_replaceable = 0;
7117         }
7118     }
7119
7120   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
7121      combine_givs.  */
7122   {
7123     rtx tem = add_val;
7124
7125     v->no_const_addval = 1;
7126     if (tem == const0_rtx)
7127       ;
7128     else if (CONSTANT_P (add_val))
7129       v->no_const_addval = 0;
7130     if (GET_CODE (tem) == PLUS)
7131       {
7132         while (1)
7133           {
7134             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
7135               tem = XEXP (tem, 0);
7136             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
7137               tem = XEXP (tem, 1);
7138             else
7139               break;
7140           }
7141         if (CONSTANT_P (XEXP (tem, 1)))
7142           v->no_const_addval = 0;
7143       }
7144   }
7145
7146   if (loop_dump_stream)
7147     loop_giv_dump (v, loop_dump_stream, 0);
7148 }
7149
7150 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
7151    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
7152
7153 static rtx
7154 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7155 {
7156   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7157   struct iv_class *bl;
7158   rtx insn;
7159   rtx increment, tem;
7160   rtx seq;
7161   rtx loop_end = loop->end;
7162   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
7163
7164   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
7165
7166   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
7167      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
7168      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
7169      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
7170   if (bl->reversed)
7171     {
7172       if (loop_dump_stream)
7173         fprintf (loop_dump_stream,
7174                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
7175                  REGNO (v->dest_reg));
7176       return const0_rtx;
7177     }
7178
7179   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
7180      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
7181      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
7182      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
7183
7184   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
7185      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
7186      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
7187      to be known.  */
7188
7189   if (n_iterations != 0
7190       && ! loop->exit_count
7191       && v->always_executed)
7192     {
7193       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
7194          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
7195          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
7196          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
7197          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
7198          biv value here if it is not eliminable.  */
7199
7200       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
7201          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
7202          be valid if it is invariant.  */
7203
7204       increment = biv_total_increment (bl);
7205
7206       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
7207           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
7208         {
7209           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
7210              (n_iterations * increment) + initial_value */
7211
7212           /* The loop exit value of the giv is then
7213              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
7214              The extra increments are any increments to the biv which
7215              occur in the loop after the giv's value is calculated.
7216              We must search from the insn that sets the giv to the end
7217              of the loop to calculate this value.  */
7218
7219           /* Put the final biv value in tem.  */
7220           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
7221           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
7222           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
7223                                  GEN_INT (n_iterations),
7224                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
7225                                  tem);
7226
7227           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
7228           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
7229                insn = NEXT_INSN (insn))
7230             {
7231               struct induction *biv;
7232
7233               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7234                 if (biv->insn == insn)
7235                   {
7236                     start_sequence ();
7237                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
7238                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
7239                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
7240                     seq = get_insns ();
7241                     end_sequence ();
7242                     loop_insn_sink (loop, seq);
7243                   }
7244             }
7245
7246           /* Now calculate the giv's final value.  */
7247           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
7248
7249           if (loop_dump_stream)
7250             fprintf (loop_dump_stream,
7251                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
7252                      REGNO (v->dest_reg));
7253
7254           return tem;
7255         }
7256     }
7257
7258   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
7259   gcc_assert (!v->replaceable);
7260
7261   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
7262   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
7263     {
7264       if (loop_dump_stream)
7265         fprintf (loop_dump_stream,
7266                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
7267                  REGNO (v->dest_reg));
7268
7269       return const0_rtx;
7270     }
7271
7272   return 0;
7273 }
7274
7275 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
7276    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
7277    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
7278    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
7279    have been identified.  */
7280
7281 static void
7282 check_final_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
7283 {
7284   rtx final_value = 0;
7285
7286   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
7287      replaceable above in record_giv.  */
7288
7289   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
7290      of the following conditions are true:
7291      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
7292        on which the giv is used at all
7293        (there are two ways to deduce this:
7294         either the insn is executed on every iteration,
7295         or all uses follow that insn in the same basic block),
7296      - its final value can be calculated (this condition is different
7297        than the one above in record_giv)
7298      - it's not used before the it's set
7299      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
7300
7301 #if 0
7302   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
7303   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
7304   v->replaceable = 0;
7305 #endif
7306
7307   if ((final_value = final_giv_value (loop, v))
7308       && (v->always_executed
7309           || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
7310     {
7311       int biv_increment_seen = 0, before_giv_insn = 0;
7312       rtx p = v->insn;
7313       rtx last_giv_use;
7314
7315       v->replaceable = 1;
7316       v->not_replaceable = 0;
7317
7318       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
7319          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
7320          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
7321          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
7322
7323       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
7324          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
7325          that sets the giv, and search around the loop until we come
7326          back to that insn again.
7327
7328          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
7329          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
7330          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
7331          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
7332          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
7333          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
7334          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
7335
7336       last_giv_use = v->insn;
7337
7338       while (1)
7339         {
7340           p = NEXT_INSN (p);
7341           if (p == loop->end)
7342             {
7343               before_giv_insn = 1;
7344               p = NEXT_INSN (loop->start);
7345             }
7346           if (p == v->insn)
7347             break;
7348
7349           if (INSN_P (p))
7350             {
7351               /* It is possible for the BIV increment to use the GIV if we
7352                  have a cycle.  Thus we must be sure to check each insn for
7353                  both BIV and GIV uses, and we must check for BIV uses
7354                  first.  */
7355
7356               if (! biv_increment_seen
7357                   && reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
7358                 biv_increment_seen = 1;
7359
7360               if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
7361                 {
7362                   if (biv_increment_seen || before_giv_insn)
7363                     {
7364                       v->replaceable = 0;
7365                       v->not_replaceable = 1;
7366                       break;
7367                     }
7368                   last_giv_use = p;
7369                 }
7370             }
7371         }
7372
7373       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
7374          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
7375          replaceable.  */
7376
7377       if (v->replaceable)
7378         {
7379           p = v->insn;
7380           while (1)
7381             {
7382               p = NEXT_INSN (p);
7383               if (p == loop->end)
7384                 p = NEXT_INSN (loop->start);
7385               if (p == last_giv_use)
7386                 break;
7387
7388               if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p)
7389                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
7390                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
7391                        && loop_insn_first_p (loop->start, JUMP_LABEL (p)))
7392                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
7393                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop->end))))
7394                 {
7395                   v->replaceable = 0;
7396                   v->not_replaceable = 1;
7397
7398                   if (loop_dump_stream)
7399                     fprintf (loop_dump_stream,
7400                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
7401
7402                   break;
7403                 }
7404             }
7405         }
7406
7407       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
7408       if (v->replaceable)
7409         v->final_value = final_value;
7410     }
7411
7412   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
7413     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
7414              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
7415 }
7416 \f
7417 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
7418
7419    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
7420    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
7421    another giv.
7422
7423    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
7424    derive another giv once a label has been passed.
7425
7426    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
7427
7428 static void
7429 update_giv_derive (const struct loop *loop, rtx p)
7430 {
7431   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7432   struct iv_class *bl;
7433   struct induction *biv, *giv;
7434   rtx tem;
7435   int dummy;
7436
7437   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
7438
7439      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
7440      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
7441      derive any givs after a label is passed.
7442
7443      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
7444      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
7445      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
7446      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
7447      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
7448      sub-cases within this case.
7449
7450      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
7451      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
7452      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
7453      this extra tracking doesn't seem worth it).
7454
7455      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
7456      executed multiple times.  We are actually only concerned about
7457      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
7458      on the jump again here.
7459
7460      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
7461      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
7462      the giv cannot derive further givs.  */
7463
7464   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
7465     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
7466       if (LABEL_P (p) || JUMP_P (p)
7467           || biv->insn == p)
7468         {
7469           /* Skip if location is the same as a previous one.  */
7470           if (biv->same)
7471             continue;
7472
7473           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
7474             {
7475               /* If cant_derive is already true, there is no point in
7476                  checking all of these conditions again.  */
7477               if (giv->cant_derive)
7478                 continue;
7479
7480               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
7481                  it cannot derive anything.  */
7482               if (LABEL_P (p) && ! giv->always_computable)
7483                 giv->cant_derive = 1;
7484
7485               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
7486                  they are really invariants.  Also skip those that are
7487                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
7488                  any biv update.  */
7489               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
7490                 continue;
7491
7492               /* The only way we can allow this giv to derive another
7493                  is if this is a biv increment and we can form the product
7494                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
7495                  be able to compute a compensation.  */
7496               else if (biv->insn == p)
7497                 {
7498                   rtx ext_val_dummy;
7499
7500                   tem = 0;
7501                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
7502                     tem = simplify_giv_expr (loop,
7503                                              gen_rtx_MULT (giv->mode,
7504                                                            biv->add_val,
7505                                                            giv->mult_val),
7506                                              &ext_val_dummy, &dummy);
7507
7508                   if (tem && giv->derive_adjustment)
7509                     tem = simplify_giv_expr
7510                       (loop,
7511                        gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem, giv->derive_adjustment),
7512                        &ext_val_dummy, &dummy);
7513
7514                   if (tem)
7515                     giv->derive_adjustment = tem;
7516                   else
7517                     giv->cant_derive = 1;
7518                 }
7519               else if ((LABEL_P (p) && ! biv->always_computable)
7520                        || (JUMP_P (p) && biv->maybe_multiple))
7521                 giv->cant_derive = 1;
7522             }
7523         }
7524 }
7525 \f
7526 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
7527    X is the source of insn P, or a part of it.
7528    MODE is the mode in which X should be interpreted.
7529
7530    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
7531    We accept patterns of these forms:
7532      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
7533      REG = INVARIANT + REG
7534
7535    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
7536    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
7537    we found the additive term into *LOCATION.
7538
7539    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
7540    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
7541
7542    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
7543    whose mode was promoted.  In that case, an increment
7544    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
7545    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
7546    into the variable.
7547
7548    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
7549    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
7550    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
7551    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
7552
7553    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
7554    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
7555    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
7556    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
7557    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
7558    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
7559    not ZERO_EXTEND.
7560
7561    If we cannot find a biv, we return 0.  */
7562
7563 static int
7564 basic_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, enum machine_mode mode,
7565                      rtx dest_reg, rtx p, rtx *inc_val, rtx *mult_val,
7566                      rtx **location)
7567 {
7568   enum rtx_code code;
7569   rtx *argp, arg;
7570   rtx insn, set = 0, last, inc;
7571
7572   code = GET_CODE (x);
7573   *location = NULL;
7574   switch (code)
7575     {
7576     case PLUS:
7577       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
7578           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
7579               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
7580               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
7581         {
7582           argp = &XEXP (x, 1);
7583         }
7584       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
7585                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
7586                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
7587                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
7588         {
7589           argp = &XEXP (x, 0);
7590         }
7591       else
7592         return 0;
7593
7594       arg = *argp;
7595       if (loop_invariant_p (loop, arg) != 1)
7596         return 0;
7597
7598       /* convert_modes can emit new instructions, e.g. when arg is a loop
7599          invariant MEM and dest_reg has a different mode.
7600          These instructions would be emitted after the end of the function
7601          and then *inc_val would be an uninitialized pseudo.
7602          Detect this and bail in this case.
7603          Other alternatives to solve this can be introducing a convert_modes
7604          variant which is allowed to fail but not allowed to emit new
7605          instructions, emit these instructions before loop start and let
7606          it be garbage collected if *inc_val is never used or saving the
7607          *inc_val initialization sequence generated here and when *inc_val
7608          is going to be actually used, emit it at some suitable place.  */
7609       last = get_last_insn ();
7610       inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
7611       if (get_last_insn () != last)
7612         {
7613           delete_insns_since (last);
7614           return 0;
7615         }
7616
7617       *inc_val = inc;
7618       *mult_val = const1_rtx;
7619       *location = argp;
7620       return 1;
7621
7622     case SUBREG:
7623       /* If what's inside the SUBREG is a BIV, then the SUBREG.  This will
7624          handle addition of promoted variables.
7625          ??? The comment at the start of this function is wrong: promoted
7626          variable increments don't look like it says they do.  */
7627       return basic_induction_var (loop, SUBREG_REG (x),
7628                                   GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
7629                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7630
7631     case REG:
7632       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
7633          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
7634
7635       /* If this sets a register to itself, we would repeat any previous
7636          biv increment if we applied this strategy blindly.  */
7637       if (rtx_equal_p (dest_reg, x))
7638         return 0;
7639
7640       insn = p;
7641       while (1)
7642         {
7643           rtx dest;
7644           do
7645             {
7646               insn = PREV_INSN (insn);
7647             }
7648           while (insn && NOTE_P (insn)
7649                  && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7650
7651           if (!insn)
7652             break;
7653           set = single_set (insn);
7654           if (set == 0)
7655             break;
7656           dest = SET_DEST (set);
7657           if (dest == x
7658               || (GET_CODE (dest) == SUBREG
7659                   && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
7660                   && (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_INT)
7661                   && SUBREG_REG (dest) == x))
7662             return basic_induction_var (loop, SET_SRC (set),
7663                                         (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
7664                                          ? GET_MODE (x)
7665                                          : GET_MODE (SET_SRC (set))),
7666                                         dest_reg, insn,
7667                                         inc_val, mult_val, location);
7668
7669           while (GET_CODE (dest) == SUBREG
7670                  || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
7671                  || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
7672             dest = XEXP (dest, 0);
7673           if (dest == x)
7674             break;
7675         }
7676       /* Fall through.  */
7677
7678       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
7679          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
7680          as a biv of the outer loop,
7681          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
7682     case MEM:
7683       if (loop_invariant_p (loop, x) != 1)
7684         return 0;
7685     case CONST_INT:
7686     case SYMBOL_REF:
7687     case CONST:
7688       /* convert_modes dies if we try to convert to or from CCmode, so just
7689          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
7690          would be a useful iterator anyways.  convert_modes dies if we try to
7691          convert a float mode to non-float or vice versa too.  */
7692       if (loop->level == 1
7693           && GET_MODE_CLASS (mode) == GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg))
7694           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC)
7695         {
7696           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
7697           last = get_last_insn ();
7698           inc = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
7699           if (get_last_insn () != last)
7700             {
7701               delete_insns_since (last);
7702               return 0;
7703             }
7704
7705           *inc_val = inc;
7706           *mult_val = const0_rtx;
7707           return 1;
7708         }
7709       else
7710         return 0;
7711
7712     case SIGN_EXTEND:
7713       /* Ignore this BIV if signed arithmetic overflow is defined.  */
7714       if (flag_wrapv)
7715         return 0;
7716       return basic_induction_var (loop, XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7717                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
7718
7719     case ASHIFTRT:
7720       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
7721       for (insn = PREV_INSN (p);
7722            (insn && NOTE_P (insn)
7723             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
7724            insn = PREV_INSN (insn))
7725         ;
7726
7727       if (insn)
7728         set = single_set (insn);
7729
7730       if (! rtx_equal_p (dest_reg, XEXP (x, 0))
7731           && set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
7732           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
7733           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
7734           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
7735           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
7736         return basic_induction_var (loop, XEXP (SET_SRC (set), 0),
7737                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
7738                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
7739                                     location);
7740       return 0;
7741
7742     default:
7743       return 0;
7744     }
7745 }
7746 \f
7747 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
7748    function   of a basic induction variable,
7749    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
7750    The coefficients can be any loop invariant quantity.
7751    A giv need not be computed directly from the biv;
7752    it can be computed by way of other givs.  */
7753
7754 /* Determine whether X computes a giv.
7755    If it does, return a nonzero value
7756      which is the benefit from eliminating the computation of X;
7757    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
7758    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
7759      such that the value of X is biv * mult + add;  */
7760
7761 static int
7762 general_induction_var (const struct loop *loop, rtx x, rtx *src_reg,
7763                        rtx *add_val, rtx *mult_val, rtx *ext_val,
7764                        int is_addr, int *pbenefit,
7765                        enum machine_mode addr_mode)
7766 {
7767   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7768   rtx orig_x = x;
7769
7770   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
7771   if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
7772     return 0;
7773
7774   *pbenefit = 0;
7775   *ext_val = NULL_RTX;
7776   x = simplify_giv_expr (loop, x, ext_val, pbenefit);
7777   if (x == 0)
7778     return 0;
7779
7780   switch (GET_CODE (x))
7781     {
7782     case USE:
7783     case CONST_INT:
7784       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
7785          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
7786          with.  */
7787       *src_reg = ivs->list->biv->dest_reg;
7788       *mult_val = const0_rtx;
7789       *add_val = x;
7790       break;
7791
7792     case REG:
7793       /* This is equivalent to a BIV.  */
7794       *src_reg = x;
7795       *mult_val = const1_rtx;
7796       *add_val = const0_rtx;
7797       break;
7798
7799     case PLUS:
7800       /* Either (plus (biv) (invar)) or
7801          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
7802       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
7803         {
7804           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
7805           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
7806         }
7807       else
7808         {
7809           *src_reg = XEXP (x, 0);
7810           *mult_val = const1_rtx;
7811         }
7812       *add_val = XEXP (x, 1);
7813       break;
7814
7815     case MULT:
7816       /* ADD_VAL is zero.  */
7817       *src_reg = XEXP (x, 0);
7818       *mult_val = XEXP (x, 1);
7819       *add_val = const0_rtx;
7820       break;
7821
7822     default:
7823       gcc_unreachable ();
7824     }
7825
7826   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
7827      unless they are CONST_INT).  */
7828   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
7829     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
7830   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
7831     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
7832
7833   if (is_addr)
7834     *pbenefit += address_cost (orig_x, addr_mode) - reg_address_cost;
7835   else
7836     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
7837
7838   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
7839      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
7840      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
7841   return 1;
7842 }
7843 \f
7844 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
7845    We will canonicalize it to be of the form
7846         (plus (mult (BIV) (invar_1))
7847               (invar_2))
7848    with possible degeneracies.
7849
7850    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
7851    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
7852    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
7853    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
7854
7855    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
7856    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
7857    returns 0.
7858
7859    For a nonzero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
7860    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
7861
7862    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
7863
7864 static rtx sge_plus (enum machine_mode, rtx, rtx);
7865 static rtx sge_plus_constant (rtx, rtx);
7866
7867 static rtx
7868 simplify_giv_expr (const struct loop *loop, rtx x, rtx *ext_val, int *benefit)
7869 {
7870   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
7871   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
7872   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
7873   rtx arg0, arg1;
7874   rtx tem;
7875
7876   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
7877      mode, this can't be a giv.  */
7878   if (mode != VOIDmode
7879       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
7880           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
7881     return NULL_RTX;
7882
7883   switch (GET_CODE (x))
7884     {
7885     case PLUS:
7886       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7887       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7888       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7889         return NULL_RTX;
7890
7891       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7892       if ((GET_CODE (arg0) == USE
7893            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7894           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
7895                  && GET_CODE (arg1) == USE)
7896                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
7897         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7898
7899       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
7900       if (arg1 == const0_rtx)
7901         return arg0;
7902       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
7903         switch (GET_CODE (arg0))
7904           {
7905           case CONST_INT:
7906           case USE:
7907             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
7908                addition operation inside a USE and return it.  */
7909             if (GET_CODE (arg0) == USE)
7910               arg0 = XEXP (arg0, 0);
7911             if (GET_CODE (arg1) == USE)
7912               arg1 = XEXP (arg1, 0);
7913
7914             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
7915               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7916             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
7917               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
7918             else
7919               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
7920
7921             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
7922               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
7923             return tem;
7924
7925           case REG:
7926           case MULT:
7927             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
7928             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
7929
7930           case PLUS:
7931             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
7932             return
7933               simplify_giv_expr (loop,
7934                                  gen_rtx_PLUS (mode,
7935                                                XEXP (arg0, 0),
7936                                                gen_rtx_PLUS (mode,
7937                                                              XEXP (arg0, 1),
7938                                                              arg1)),
7939                                  ext_val, benefit);
7940
7941           default:
7942             gcc_unreachable ();
7943           }
7944
7945       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
7946          MULT to reduce cases.  */
7947       if (REG_P (arg0))
7948         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
7949       if (REG_P (arg1))
7950         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
7951
7952       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7953          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
7954          Recurse to associate the second PLUS.  */
7955       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
7956         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
7957
7958       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
7959         return
7960           simplify_giv_expr (loop,
7961                              gen_rtx_PLUS (mode,
7962                                            gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
7963                                                          XEXP (arg1, 0)),
7964                                            XEXP (arg1, 1)),
7965                              ext_val, benefit);
7966
7967       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
7968       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
7969         return NULL_RTX;
7970
7971       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
7972         return NULL_RTX;
7973
7974       return simplify_giv_expr (loop,
7975                                 gen_rtx_MULT (mode,
7976                                               XEXP (arg0, 0),
7977                                               gen_rtx_PLUS (mode,
7978                                                             XEXP (arg0, 1),
7979                                                             XEXP (arg1, 1))),
7980                                 ext_val, benefit);
7981
7982     case MINUS:
7983       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
7984       return simplify_giv_expr (loop,
7985                                 gen_rtx_PLUS (mode,
7986                                               XEXP (x, 0),
7987                                               gen_rtx_MULT (mode,
7988                                                             XEXP (x, 1),
7989                                                             constm1_rtx)),
7990                                 ext_val, benefit);
7991
7992     case MULT:
7993       arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
7994       arg1 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 1), ext_val, benefit);
7995       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
7996         return NULL_RTX;
7997
7998       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
7999       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
8000           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8001         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
8002
8003       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
8004       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8005         return NULL_RTX;
8006
8007       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
8008       if (arg1 == const0_rtx)
8009         return const0_rtx;
8010
8011       else if (arg1 == const1_rtx)
8012         return arg0;
8013
8014       switch (GET_CODE (arg0))
8015         {
8016         case REG:
8017           /* biv * invar.  Done.  */
8018           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
8019
8020         case CONST_INT:
8021           /* Product of two constants.  */
8022           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
8023
8024         case USE:
8025           /* invar * invar is a giv, but attempt to simplify it somehow.  */
8026           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
8027             return NULL_RTX;
8028
8029           arg0 = XEXP (arg0, 0);
8030           if (GET_CODE (arg0) == MULT)
8031             {
8032               /* (invar_0 * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8033               return simplify_giv_expr (loop,
8034                                         gen_rtx_MULT (mode,
8035                                                       XEXP (arg0, 0),
8036                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8037                                                                     XEXP (arg0,
8038                                                                           1),
8039                                                                     arg1)),
8040                                         ext_val, benefit);
8041             }
8042           /* Propagate the MULT expressions to the innermost nodes.  */
8043           else if (GET_CODE (arg0) == PLUS)
8044             {
8045               /* (invar_0 + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8046               return simplify_giv_expr (loop,
8047                                         gen_rtx_PLUS (mode,
8048                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8049                                                                     XEXP (arg0,
8050                                                                           0),
8051                                                                     arg1),
8052                                                       gen_rtx_MULT (mode,
8053                                                                     XEXP (arg0,
8054                                                                           1),
8055                                                                     arg1)),
8056                                         ext_val, benefit);
8057             }
8058           return gen_rtx_USE (mode, gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1));
8059
8060         case MULT:
8061           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
8062           return simplify_giv_expr (loop,
8063                                     gen_rtx_MULT (mode,
8064                                                   XEXP (arg0, 0),
8065                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8066                                                                 XEXP (arg0, 1),
8067                                                                 arg1)),
8068                                     ext_val, benefit);
8069
8070         case PLUS:
8071           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
8072           return simplify_giv_expr (loop,
8073                                     gen_rtx_PLUS (mode,
8074                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8075                                                                 XEXP (arg0, 0),
8076                                                                 arg1),
8077                                                   gen_rtx_MULT (mode,
8078                                                                 XEXP (arg0, 1),
8079                                                                 arg1)),
8080                                     ext_val, benefit);
8081
8082         default:
8083           gcc_unreachable ();
8084         }
8085
8086     case ASHIFT:
8087       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
8088       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
8089         return 0;
8090
8091       return
8092         simplify_giv_expr (loop,
8093                            gen_rtx_MULT (mode,
8094                                          XEXP (x, 0),
8095                                          GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
8096                                                   << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
8097                            ext_val, benefit);
8098
8099     case NEG:
8100       /* "-a" is "a * (-1)" */
8101       return simplify_giv_expr (loop,
8102                                 gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
8103                                 ext_val, benefit);
8104
8105     case NOT:
8106       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
8107       return simplify_giv_expr (loop,
8108                                 gen_rtx_MINUS (mode,
8109                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
8110                                                const1_rtx),
8111                                 ext_val, benefit);
8112
8113     case USE:
8114       /* Already in proper form for invariant.  */
8115       return x;
8116
8117     case SIGN_EXTEND:
8118     case ZERO_EXTEND:
8119     case TRUNCATE:
8120       /* Conditionally recognize extensions of simple IVs.  After we've
8121          computed loop traversal counts and verified the range of the
8122          source IV, we'll reevaluate this as a GIV.  */
8123       if (*ext_val == NULL_RTX)
8124         {
8125           arg0 = simplify_giv_expr (loop, XEXP (x, 0), ext_val, benefit);
8126           if (arg0 && *ext_val == NULL_RTX && REG_P (arg0))
8127             {
8128               *ext_val = gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (x), mode, arg0);
8129               return arg0;
8130             }
8131         }
8132       goto do_default;
8133
8134     case REG:
8135       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
8136       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
8137         return 0;
8138
8139       /* Check for biv or giv.  */
8140       switch (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)))
8141         {
8142         case BASIC_INDUCT:
8143           return x;
8144         case GENERAL_INDUCT:
8145           {
8146             struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (x));
8147
8148             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
8149                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
8150
8151             /* Increasing the benefit here is risky.  The only case in which it
8152                is arguably correct is if this is the only use of V.  In other
8153                cases, this will artificially inflate the benefit of the current
8154                giv, and lead to suboptimal code.  Thus, it is disabled, since
8155                potentially not reducing an only marginally beneficial giv is
8156                less harmful than reducing many givs that are not really
8157                beneficial.  */
8158             {
8159               rtx single_use = regs->array[REGNO (x)].single_usage;
8160               if (single_use && single_use != const0_rtx)
8161                 *benefit += v->benefit;
8162             }
8163
8164             if (v->cant_derive)
8165               return 0;
8166
8167             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode,
8168                                                     v->src_reg, v->mult_val),
8169                                 v->add_val);
8170
8171             if (v->derive_adjustment)
8172               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
8173             arg0 = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val, benefit);
8174             if (*ext_val)
8175               {
8176                 if (!v->ext_dependent)
8177                   return arg0;
8178               }
8179             else
8180               {
8181                 *ext_val = v->ext_dependent;
8182                 return arg0;
8183               }
8184             return 0;
8185           }
8186
8187         default:
8188         do_default:
8189           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
8190              may be able to simplify things further by looking through
8191              the bits we just moved outside the loop.  */
8192           if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8193             {
8194               struct movable *m;
8195               struct loop_movables *movables = LOOP_MOVABLES (loop);
8196
8197               for (m = movables->head; m; m = m->next)
8198                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
8199                   {
8200                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
8201
8202                     /* If we match another movable, we must use that, as
8203                        this one is going away.  */
8204                     if (m->match)
8205                       return simplify_giv_expr (loop, m->match->set_dest,
8206                                                 ext_val, benefit);
8207
8208                     /* If consec is nonzero, this is a member of a group of
8209                        instructions that were moved together.  We handle this
8210                        case only to the point of seeking to the last insn and
8211                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
8212                     if (m->consec != 0)
8213                       {
8214                         int i = m->consec;
8215                         tem = m->insn;
8216                         do
8217                           {
8218                             tem = NEXT_INSN (tem);
8219                           }
8220                         while (--i > 0);
8221
8222                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
8223                         if (tem)
8224                           tem = XEXP (tem, 0);
8225                       }
8226                     else
8227                       {
8228                         tem = single_set (m->insn);
8229                         if (tem)
8230                           tem = SET_SRC (tem);
8231                       }
8232
8233                     if (tem)
8234                       {
8235                         /* What we are most interested in is pointer
8236                            arithmetic on invariants -- only take
8237                            patterns we may be able to do something with.  */
8238                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
8239                             || GET_CODE (tem) == MULT
8240                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
8241                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
8242                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
8243                           {
8244                             tem = simplify_giv_expr (loop, tem, ext_val,
8245                                                      benefit);
8246                             if (tem)
8247                               return tem;
8248                           }
8249                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
8250                                  && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
8251                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8252                                  && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
8253                           {
8254                             tem = simplify_giv_expr (loop, XEXP (tem, 0),
8255                                                      ext_val, benefit);
8256                             if (tem)
8257                               return tem;
8258                           }
8259                       }
8260                     break;
8261                   }
8262             }
8263           break;
8264         }
8265
8266       /* Fall through to general case.  */
8267     default:
8268       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
8269          Otherwise, not giv.  */
8270       if (GET_CODE (x) == USE)
8271         x = XEXP (x, 0);
8272
8273       if (loop_invariant_p (loop, x) == 1)
8274         {
8275           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8276             return x;
8277           if (GET_CODE (x) == CONST
8278               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8279               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8280               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
8281             x = XEXP (x, 0);
8282           return gen_rtx_USE (mode, x);
8283         }
8284       else
8285         return 0;
8286     }
8287 }
8288
8289 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
8290    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
8291
8292 static rtx
8293 sge_plus_constant (rtx x, rtx c)
8294 {
8295   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
8296     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
8297   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
8298     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
8299   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
8300     {
8301       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
8302                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
8303     }
8304   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
8305            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
8306     {
8307       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8308                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
8309     }
8310   else
8311     {
8312       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
8313                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
8314     }
8315 }
8316
8317 static rtx
8318 sge_plus (enum machine_mode mode, rtx x, rtx y)
8319 {
8320   while (GET_CODE (y) == PLUS)
8321     {
8322       rtx a = XEXP (y, 0);
8323       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8324         x = sge_plus_constant (x, a);
8325       else
8326         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
8327       y = XEXP (y, 1);
8328     }
8329   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
8330     x = sge_plus_constant (x, y);
8331   else
8332     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
8333   return x;
8334 }
8335 \f
8336 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
8337    for example,
8338       giv = biv * M
8339       giv = giv + A
8340    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
8341    we check that all other insns that set the same register follow
8342    immediately after P, that they alter nothing else,
8343    and that the result of the last is still a giv.
8344
8345    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
8346    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
8347    all the consecutive insns that compute the value.
8348
8349    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
8350    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
8351
8352    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
8353    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
8354
8355 static int
8356 consec_sets_giv (const struct loop *loop, int first_benefit, rtx p,
8357                  rtx src_reg, rtx dest_reg, rtx *add_val, rtx *mult_val,
8358                  rtx *ext_val, rtx *last_consec_insn)
8359 {
8360   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
8361   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
8362   int count;
8363   enum rtx_code code;
8364   int benefit;
8365   rtx temp;
8366   rtx set;
8367
8368   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
8369      each insn of the multi-insn sequence.
8370
8371      This induction structure will be used only by the call to
8372      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
8373      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
8374      a new induction structure.  */
8375   struct induction *v;
8376
8377   if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) != UNKNOWN_INDUCT)
8378     return 0;
8379
8380   v = alloca (sizeof (struct induction));
8381   v->src_reg = src_reg;
8382   v->mult_val = *mult_val;
8383   v->add_val = *add_val;
8384   v->benefit = first_benefit;
8385   v->cant_derive = 0;
8386   v->derive_adjustment = 0;
8387   v->ext_dependent = NULL_RTX;
8388
8389   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
8390   REG_IV_INFO (ivs, REGNO (dest_reg)) = v;
8391
8392   count = regs->array[REGNO (dest_reg)].n_times_set - 1;
8393
8394   while (count > 0)
8395     {
8396       p = NEXT_INSN (p);
8397       code = GET_CODE (p);
8398
8399       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
8400       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
8401         p = XEXP (temp, 0);
8402
8403       if (code == INSN
8404           && (set = single_set (p))
8405           && REG_P (SET_DEST (set))
8406           && SET_DEST (set) == dest_reg
8407           && (general_induction_var (loop, SET_SRC (set), &src_reg,
8408                                      add_val, mult_val, ext_val, 0,
8409                                      &benefit, VOIDmode)
8410               /* Giv created by equivalent expression.  */
8411               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
8412                   && general_induction_var (loop, XEXP (temp, 0), &src_reg,
8413                                             add_val, mult_val, ext_val, 0,
8414                                             &benefit, VOIDmode)))
8415           && src_reg == v->src_reg)
8416         {
8417           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
8418             benefit += libcall_benefit (p);
8419
8420           count--;
8421           v->mult_val = *mult_val;
8422           v->add_val = *add_val;
8423           v->benefit += benefit;
8424         }
8425       else if (code != NOTE)
8426         {
8427           /* Allow insns that set something other than this giv to a
8428              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
8429              include long constants and should not disqualify a giv.  */
8430           if (code == INSN
8431               && (set = single_set (p))
8432               && SET_DEST (set) != dest_reg
8433               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
8434             continue;
8435
8436           REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8437           return 0;
8438         }
8439     }
8440
8441   REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
8442   *last_consec_insn = p;
8443   return v->benefit;
8444 }
8445 \f
8446 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8447    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
8448    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
8449
8450    To perform the computation, we note that
8451         G1 = x * v + a          and
8452         G2 = y * v + b
8453    where `v' is the biv.
8454
8455    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
8456
8457    Note that MULT = y/x.
8458
8459    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
8460    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
8461    subtracting variables.  */
8462
8463 static rtx
8464 express_from_1 (rtx a, rtx b, rtx mult)
8465 {
8466   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
8467
8468   if (mult == const0_rtx)
8469     return b;
8470
8471   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
8472      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
8473      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
8474      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
8475
8476   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
8477     return NULL_RTX;
8478
8479   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
8480      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
8481      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
8482      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
8483      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
8484
8485   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
8486     {
8487       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
8488
8489       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8490       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
8491         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
8492
8493       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
8494       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
8495         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
8496
8497       if (rtx_equal_p (ra, rb))
8498         /* We matched: remove one reg completely.  */
8499         a = oa, b = ob;
8500       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
8501         /* An alternate match.  */
8502         a = oa, b = rb;
8503       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
8504         /* An alternate match.  */
8505         a = ra, b = ob;
8506       else
8507         {
8508           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
8509              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
8510           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
8511           if (ob == NULL_RTX)
8512             return NULL_RTX;
8513           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
8514         }
8515     }
8516
8517   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
8518      get rid of everything but a constant.  */
8519
8520   if (GET_CODE (a) == PLUS)
8521     {
8522       rtx ra, oa;
8523
8524       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
8525       if (rtx_equal_p (oa, b))
8526         oa = ra;
8527       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
8528         return NULL_RTX;
8529
8530       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
8531         return NULL_RTX;
8532
8533       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
8534     }
8535   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
8536     {
8537       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
8538     }
8539   else if (CONSTANT_P (a))
8540     {
8541       enum machine_mode mode_a = GET_MODE (a);
8542       enum machine_mode mode_b = GET_MODE (b);
8543       enum machine_mode mode = mode_b == VOIDmode ? mode_a : mode_b;
8544       return simplify_gen_binary (MINUS, mode, b, a);
8545     }
8546   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
8547     {
8548       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
8549         return XEXP (b, 1);
8550       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
8551         return XEXP (b, 0);
8552       else
8553         return NULL_RTX;
8554     }
8555   else if (rtx_equal_p (a, b))
8556     return const0_rtx;
8557
8558   return NULL_RTX;
8559 }
8560
8561 static rtx
8562 express_from (struct induction *g1, struct induction *g2)
8563 {
8564   rtx mult, add;
8565
8566   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
8567      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
8568      for notation) is also an integer.  */
8569   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
8570       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
8571     {
8572       if (g1->mult_val == const0_rtx
8573           || (g1->mult_val == constm1_rtx
8574               && INTVAL (g2->mult_val)
8575                  == (HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1))
8576           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
8577         return NULL_RTX;
8578       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
8579     }
8580   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
8581     mult = const1_rtx;
8582   else
8583     {
8584       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
8585       return NULL_RTX;
8586     }
8587
8588   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
8589   if (add == NULL_RTX)
8590     {
8591       /* Failed.  If we've got a multiplication factor between G1 and G2,
8592          scale G1's addend and try again.  */
8593       if (INTVAL (mult) > 1)
8594         {
8595           rtx g1_add_val = g1->add_val;
8596           if (GET_CODE (g1_add_val) == MULT
8597               && GET_CODE (XEXP (g1_add_val, 1)) == CONST_INT)
8598             {
8599               HOST_WIDE_INT m;
8600               m = INTVAL (mult) * INTVAL (XEXP (g1_add_val, 1));
8601               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val),
8602                                          XEXP (g1_add_val, 0), GEN_INT (m));
8603             }
8604           else
8605             {
8606               g1_add_val = gen_rtx_MULT (GET_MODE (g1_add_val), g1_add_val,
8607                                          mult);
8608             }
8609
8610           add = express_from_1 (g1_add_val, g2->add_val, const1_rtx);
8611         }
8612     }
8613   if (add == NULL_RTX)
8614     return NULL_RTX;
8615
8616   /* Form simplified final result.  */
8617   if (mult == const0_rtx)
8618     return add;
8619   else if (mult == const1_rtx)
8620     mult = g1->dest_reg;
8621   else
8622     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
8623
8624   if (add == const0_rtx)
8625     return mult;
8626   else
8627     {
8628       if (GET_CODE (add) == PLUS
8629           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
8630         {
8631           rtx tem = XEXP (add, 1);
8632           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
8633           add = tem;
8634         }
8635
8636       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
8637     }
8638 }
8639 \f
8640 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
8641    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
8642    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
8643    used to represent G1.  */
8644
8645 static rtx
8646 combine_givs_p (struct induction *g1, struct induction *g2)
8647 {
8648   rtx comb, ret;
8649
8650   /* With the introduction of ext dependent givs, we must care for modes.
8651      G2 must not use a wider mode than G1.  */
8652   if (GET_MODE_SIZE (g1->mode) < GET_MODE_SIZE (g2->mode))
8653     return NULL_RTX;
8654
8655   ret = comb = express_from (g1, g2);
8656   if (comb == NULL_RTX)
8657     return NULL_RTX;
8658   if (g1->mode != g2->mode)
8659     ret = gen_lowpart (g2->mode, comb);
8660
8661   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
8662      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
8663      rtx_equal_p is a weaker test.  */
8664   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
8665      combination to be the other way round.  */
8666   if (comb == g1->dest_reg
8667       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
8668     {
8669       return ret;
8670     }
8671
8672   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
8673      as an address and no more expensive than using a register for G2,
8674      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
8675   if (ret != NULL_RTX
8676       && g2->giv_type == DEST_ADDR
8677       && memory_address_p (GET_MODE (g2->mem), ret))
8678     return ret;
8679
8680   return NULL_RTX;
8681 }
8682 \f
8683 /* See if BL is monotonic and has a constant per-iteration increment.
8684    Return the increment if so, otherwise return 0.  */
8685
8686 static HOST_WIDE_INT
8687 get_monotonic_increment (struct iv_class *bl)
8688 {
8689   struct induction *v;
8690   rtx incr;
8691
8692   /* Get the total increment and check that it is constant.  */
8693   incr = biv_total_increment (bl);
8694   if (incr == 0 || GET_CODE (incr) != CONST_INT)
8695     return 0;
8696
8697   for (v = bl->biv; v != 0; v = v->next_iv)
8698     {
8699       if (GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT)
8700         return 0;
8701
8702       if (INTVAL (v->add_val) < 0 && INTVAL (incr) >= 0)
8703         return 0;
8704
8705       if (INTVAL (v->add_val) > 0 && INTVAL (incr) <= 0)
8706         return 0;
8707     }
8708   return INTVAL (incr);
8709 }
8710
8711
8712 /* Subroutine of biv_fits_mode_p.  Return true if biv BL, when biased by
8713    BIAS, will never exceed the unsigned range of MODE.  LOOP is the loop
8714    to which the biv belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8715
8716 static bool
8717 biased_biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8718                         HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode,
8719                         unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8720 {
8721   unsigned HOST_WIDE_INT initial, maximum, span, delta;
8722
8723   /* We need to be able to manipulate MODE-size constants.  */
8724   if (HOST_BITS_PER_WIDE_INT < GET_MODE_BITSIZE (mode))
8725     return false;
8726
8727   /* The number of loop iterations must be constant.  */
8728   if (LOOP_INFO (loop)->n_iterations == 0)
8729     return false;
8730
8731   /* So must the biv's initial value.  */
8732   if (bl->initial_value == 0 || GET_CODE (bl->initial_value) != CONST_INT)
8733     return false;
8734
8735   initial = bias + INTVAL (bl->initial_value);
8736   maximum = GET_MODE_MASK (mode);
8737
8738   /* Make sure that the initial value is within range.  */
8739   if (initial > maximum)
8740     return false;
8741
8742   /* Set up DELTA and SPAN such that the number of iterations * DELTA
8743      (calculated to arbitrary precision) must be <= SPAN.  */
8744   if (incr < 0)
8745     {
8746       delta = -incr;
8747       span = initial;
8748     }
8749   else
8750     {
8751       delta = incr;
8752       /* Handle the special case in which MAXIMUM is the largest
8753          unsigned HOST_WIDE_INT and INITIAL is 0.  */
8754       if (maximum + 1 == initial)
8755         span = LOOP_INFO (loop)->n_iterations * delta;
8756       else
8757         span = maximum + 1 - initial;
8758     }
8759   return (span / LOOP_INFO (loop)->n_iterations >= delta);
8760 }
8761
8762
8763 /* Return true if biv BL will never exceed the bounds of MODE.  LOOP is
8764    the loop to which BL belongs and INCR is its per-iteration increment.
8765    UNSIGNEDP is true if the biv should be treated as unsigned.  */
8766
8767 static bool
8768 biv_fits_mode_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8769                  HOST_WIDE_INT incr, enum machine_mode mode, bool unsignedp)
8770 {
8771   struct loop_info *loop_info;
8772   unsigned HOST_WIDE_INT bias;
8773
8774   /* A biv's value will always be limited to its natural mode.
8775      Larger modes will observe the same wrap-around.  */
8776   if (GET_MODE_SIZE (mode) > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (bl->biv->src_reg)))
8777     mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8778
8779   loop_info = LOOP_INFO (loop);
8780
8781   bias = (unsignedp ? 0 : (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1);
8782   if (biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8783     return true;
8784
8785   if (mode == GET_MODE (bl->biv->src_reg)
8786       && bl->biv->src_reg == loop_info->iteration_var
8787       && loop_info->comparison_value
8788       && loop_invariant_p (loop, loop_info->comparison_value))
8789     {
8790       /* If the increment is +1, and the exit test is a <, the BIV
8791          cannot overflow.  (For <=, we have the problematic case that
8792          the comparison value might be the maximum value of the range.)  */
8793       if (incr == 1)
8794         {
8795           if (loop_info->comparison_code == LT)
8796             return true;
8797           if (loop_info->comparison_code == LTU && unsignedp)
8798             return true;
8799         }
8800
8801       /* Likewise for increment -1 and exit test >.  */
8802       if (incr == -1)
8803         {
8804           if (loop_info->comparison_code == GT)
8805             return true;
8806           if (loop_info->comparison_code == GTU && unsignedp)
8807             return true;
8808         }
8809     }
8810   return false;
8811 }
8812
8813
8814 /* Return false iff it is provable that biv BL plus BIAS will not wrap
8815    at any point in its update sequence.  Note that at the rtl level we
8816    may not have information about the signedness of BL; in that case,
8817    check for both signed and unsigned overflow.  */
8818
8819 static bool
8820 biased_biv_may_wrap_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8821                        unsigned HOST_WIDE_INT bias)
8822 {
8823   HOST_WIDE_INT incr;
8824   bool check_signed, check_unsigned;
8825   enum machine_mode mode;
8826
8827   /* If the increment is not monotonic, we'd have to check separately
8828      at each increment step.  Not Worth It.  */
8829   incr = get_monotonic_increment (bl);
8830   if (incr == 0)
8831     return true;
8832
8833   /* If this biv is the loop iteration variable, then we may be able to
8834      deduce a sign based on the loop condition.  */
8835   /* ??? This is not 100% reliable; consider an unsigned biv that is cast
8836      to signed for the comparison.  However, this same bug appears all
8837      through loop.c.  */
8838   check_signed = check_unsigned = true;
8839   if (bl->biv->src_reg == LOOP_INFO (loop)->iteration_var)
8840     {
8841       switch (LOOP_INFO (loop)->comparison_code)
8842         {
8843         case GTU: case GEU: case LTU: case LEU:
8844           check_signed = false;
8845           break;
8846         case GT: case GE: case LT: case LE:
8847           check_unsigned = false;
8848           break;
8849         default:
8850           break;
8851         }
8852     }
8853
8854   mode = GET_MODE (bl->biv->src_reg);
8855
8856   if (check_unsigned
8857       && !biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8858     return true;
8859
8860   if (check_signed)
8861     {
8862       bias += (GET_MODE_MASK (mode) >> 1) + 1;
8863       if (!biased_biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, bias))
8864         return true;
8865     }
8866
8867   return false;
8868 }
8869
8870
8871 /* Given that X is an extension or truncation of BL, return true
8872    if it is unaffected by overflow.  LOOP is the loop to which
8873    BL belongs and INCR is its per-iteration increment.  */
8874
8875 static bool
8876 extension_within_bounds_p (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
8877                            HOST_WIDE_INT incr, rtx x)
8878 {
8879   enum machine_mode mode;
8880   bool signedp, unsignedp;
8881
8882   switch (GET_CODE (x))
8883     {
8884     case SIGN_EXTEND:
8885     case ZERO_EXTEND:
8886       mode = GET_MODE (XEXP (x, 0));
8887       signedp = (GET_CODE (x) == SIGN_EXTEND);
8888       unsignedp = (GET_CODE (x) == ZERO_EXTEND);
8889       break;
8890
8891     case TRUNCATE:
8892       /* We don't know whether this value is being used as signed
8893          or unsigned, so check the conditions for both.  */
8894       mode = GET_MODE (x);
8895       signedp = unsignedp = true;
8896       break;
8897
8898     default:
8899       gcc_unreachable ();
8900     }
8901
8902   return ((!signedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, false))
8903           && (!unsignedp || biv_fits_mode_p (loop, bl, incr, mode, true)));
8904 }
8905
8906
8907 /* Check each extension dependent giv in this class to see if its
8908    root biv is safe from wrapping in the interior mode, which would
8909    make the giv illegal.  */
8910
8911 static void
8912 check_ext_dependent_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
8913 {
8914   struct induction *v;
8915   HOST_WIDE_INT incr;
8916
8917   incr = get_monotonic_increment (bl);
8918
8919   /* Invalidate givs that fail the tests.  */
8920   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8921     if (v->ext_dependent)
8922       {
8923         if (incr != 0
8924             && extension_within_bounds_p (loop, bl, incr, v->ext_dependent))
8925           {
8926             if (loop_dump_stream)
8927               fprintf (loop_dump_stream,
8928                        "Verified ext dependent giv at %d of reg %d\n",
8929                        INSN_UID (v->insn), bl->regno);
8930           }
8931         else
8932           {
8933             if (loop_dump_stream)
8934               fprintf (loop_dump_stream,
8935                        "Failed ext dependent giv at %d\n",
8936                        INSN_UID (v->insn));
8937
8938             v->ignore = 1;
8939             bl->all_reduced = 0;
8940           }
8941       }
8942 }
8943
8944 /* Generate a version of VALUE in a mode appropriate for initializing V.  */
8945
8946 static rtx
8947 extend_value_for_giv (struct induction *v, rtx value)
8948 {
8949   rtx ext_dep = v->ext_dependent;
8950
8951   if (! ext_dep)
8952     return value;
8953
8954   /* Recall that check_ext_dependent_givs verified that the known bounds
8955      of a biv did not overflow or wrap with respect to the extension for
8956      the giv.  Therefore, constants need no additional adjustment.  */
8957   if (CONSTANT_P (value) && GET_MODE (value) == VOIDmode)
8958     return value;
8959
8960   /* Otherwise, we must adjust the value to compensate for the
8961      differing modes of the biv and the giv.  */
8962   return gen_rtx_fmt_e (GET_CODE (ext_dep), GET_MODE (ext_dep), value);
8963 }
8964 \f
8965 struct combine_givs_stats
8966 {
8967   int giv_number;
8968   int total_benefit;
8969 };
8970
8971 static int
8972 cmp_combine_givs_stats (const void *xp, const void *yp)
8973 {
8974   const struct combine_givs_stats * const x =
8975     (const struct combine_givs_stats *) xp;
8976   const struct combine_givs_stats * const y =
8977     (const struct combine_givs_stats *) yp;
8978   int d;
8979   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
8980   /* Stabilize the sort.  */
8981   if (!d)
8982     d = x->giv_number - y->giv_number;
8983   return d;
8984 }
8985
8986 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
8987    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
8988    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
8989    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
8990
8991 static void
8992 combine_givs (struct loop_regs *regs, struct iv_class *bl)
8993 {
8994   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
8995   const int extra_benefit = 3;
8996
8997   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
8998   int i, j, k, giv_count;
8999   struct combine_givs_stats *stats;
9000   rtx *can_combine;
9001
9002   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
9003   giv_count = 0;
9004   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
9005     if (!g1->ignore)
9006       giv_count++;
9007
9008   giv_array = alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
9009   i = 0;
9010   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
9011     if (!g1->ignore)
9012       giv_array[i++] = g1;
9013
9014   stats = xcalloc (giv_count, sizeof (*stats));
9015   can_combine = xcalloc (giv_count, giv_count * sizeof (rtx));
9016
9017   for (i = 0; i < giv_count; i++)
9018     {
9019       int this_benefit;
9020       rtx single_use;
9021
9022       g1 = giv_array[i];
9023       stats[i].giv_number = i;
9024
9025       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
9026          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
9027          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
9028          to be reduced on its own.  The lossage shows up in particular with
9029          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
9030          be seen elsewhere as well.  */
9031       if (g1->giv_type == DEST_REG
9032           && (single_use = regs->array[REGNO (g1->dest_reg)].single_usage)
9033           && single_use != const0_rtx)
9034         continue;
9035
9036       this_benefit = g1->benefit;
9037       /* Add an additional weight for zero addends.  */
9038       if (g1->no_const_addval)
9039         this_benefit += 1;
9040
9041       for (j = 0; j < giv_count; j++)
9042         {
9043           rtx this_combine;
9044
9045           g2 = giv_array[j];
9046           if (g1 != g2
9047               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
9048             {
9049               can_combine[i * giv_count + j] = this_combine;
9050               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
9051             }
9052         }
9053       stats[i].total_benefit = this_benefit;
9054     }
9055
9056   /* Iterate, combining until we can't.  */
9057 restart:
9058   qsort (stats, giv_count, sizeof (*stats), cmp_combine_givs_stats);
9059
9060   if (loop_dump_stream)
9061     {
9062       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
9063       for (k = 0; k < giv_count; k++)
9064         {
9065           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
9066           if (!g1->combined_with && !g1->same)
9067             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
9068                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
9069                      stats[k].total_benefit);
9070         }
9071       putc ('\n', loop_dump_stream);
9072     }
9073
9074   for (k = 0; k < giv_count; k++)
9075     {
9076       int g1_add_benefit = 0;
9077
9078       i = stats[k].giv_number;
9079       g1 = giv_array[i];
9080
9081       /* If it has already been combined, skip.  */
9082       if (g1->combined_with || g1->same)
9083         continue;
9084
9085       for (j = 0; j < giv_count; j++)
9086         {
9087           g2 = giv_array[j];
9088           if (g1 != g2 && can_combine[i * giv_count + j]
9089               /* If it has already been combined, skip.  */
9090               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
9091             {
9092               int l;
9093
9094               g2->new_reg = can_combine[i * giv_count + j];
9095               g2->same = g1;
9096               /* For destination, we now may replace by mem expression instead
9097                  of register.  This changes the costs considerably, so add the
9098                  compensation.  */
9099               if (g2->giv_type == DEST_ADDR)
9100                 g2->benefit = (g2->benefit + reg_address_cost
9101                                - address_cost (g2->new_reg,
9102                                GET_MODE (g2->mem)));
9103               g1->combined_with++;
9104               g1->lifetime += g2->lifetime;
9105
9106               g1_add_benefit += g2->benefit;
9107
9108               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
9109                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
9110                  longer be necessary.  */
9111               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
9112                 g1_add_benefit -= copy_cost;
9113
9114               /* To help optimize the next set of combinations, remove
9115                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
9116               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
9117                 {
9118                   int m = stats[l].giv_number;
9119                   if (can_combine[m * giv_count + j])
9120                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
9121                 }
9122
9123               if (loop_dump_stream)
9124                 fprintf (loop_dump_stream,
9125                          "giv at %d combined with giv at %d; new benefit %d + %d, lifetime %d\n",
9126                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn),
9127                          g1->benefit, g1_add_benefit, g1->lifetime);
9128             }
9129         }
9130
9131       /* To help optimize the next set of combinations, remove
9132          this giv from the benefits of other potential mates.  */
9133       if (g1->combined_with)
9134         {
9135           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
9136             {
9137               int m = stats[j].giv_number;
9138               if (can_combine[m * giv_count + i])
9139                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
9140             }
9141
9142           g1->benefit += g1_add_benefit;
9143
9144           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
9145              Restart the combination so that proper weights for the
9146              rest of the givs are properly taken into account.  */
9147           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
9148              as to not cover old ground.  But sanely compacting
9149              can_combine is tricky.  */
9150           goto restart;
9151         }
9152     }
9153
9154   /* Clean up.  */
9155   free (stats);
9156   free (can_combine);
9157 }
9158 \f
9159 /* Generate sequence for REG = B * M + A.  B is the initial value of
9160    the basic induction variable, M a multiplicative constant, A an
9161    additive constant and REG the destination register.  */
9162
9163 static rtx
9164 gen_add_mult (rtx b,  rtx m, rtx a, rtx reg)
9165 {
9166   rtx seq;
9167   rtx result;
9168
9169   start_sequence ();
9170   /* Use unsigned arithmetic.  */
9171   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9172   if (reg != result)
9173     emit_move_insn (reg, result);
9174   seq = get_insns ();
9175   end_sequence ();
9176
9177   return seq;
9178 }
9179
9180
9181 /* Update registers created in insn sequence SEQ.  */
9182
9183 static void
9184 loop_regs_update (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, rtx seq)
9185 {
9186   rtx insn;
9187
9188   /* Update register info for alias analysis.  */
9189
9190   insn = seq;
9191   while (insn != NULL_RTX)
9192     {
9193       rtx set = single_set (insn);
9194
9195       if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
9196         record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
9197
9198       insn = NEXT_INSN (insn);
9199     }
9200 }
9201
9202
9203 /* EMIT code before BEFORE_BB/BEFORE_INSN to set REG = B * M + A.  B
9204    is the initial value of the basic induction variable, M a
9205    multiplicative constant, A an additive constant and REG the
9206    destination register.  */
9207
9208 static void
9209 loop_iv_add_mult_emit_before (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a,
9210                               rtx reg, basic_block before_bb, rtx before_insn)
9211 {
9212   rtx seq;
9213
9214   if (! before_insn)
9215     {
9216       loop_iv_add_mult_hoist (loop, b, m, a, reg);
9217       return;
9218     }
9219
9220   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9221   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9222
9223   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
9224   update_reg_last_use (a, before_insn);
9225   update_reg_last_use (b, before_insn);
9226   update_reg_last_use (m, before_insn);
9227
9228   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9229      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9230      must do this before inserting the sequence.  */
9231   loop_regs_update (loop, seq);
9232
9233   loop_insn_emit_before (loop, before_bb, before_insn, seq);
9234 }
9235
9236
9237 /* Emit insns in loop pre-header to set REG = B * M + A.  B is the
9238    initial value of the basic induction variable, M a multiplicative
9239    constant, A an additive constant and REG the destination
9240    register.  */
9241
9242 static void
9243 loop_iv_add_mult_sink (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9244 {
9245   rtx seq;
9246
9247   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9248   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9249
9250   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.
9251      ???? Is this really necessary?  */
9252   update_reg_last_use (a, loop->sink);
9253   update_reg_last_use (b, loop->sink);
9254   update_reg_last_use (m, loop->sink);
9255
9256   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9257      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9258      must do this before inserting the sequence.  */
9259   loop_regs_update (loop, seq);
9260
9261   loop_insn_sink (loop, seq);
9262 }
9263
9264
9265 /* Emit insns after loop to set REG = B * M + A.  B is the initial
9266    value of the basic induction variable, M a multiplicative constant,
9267    A an additive constant and REG the destination register.  */
9268
9269 static void
9270 loop_iv_add_mult_hoist (const struct loop *loop, rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9271 {
9272   rtx seq;
9273
9274   /* Use copy_rtx to prevent unexpected sharing of these rtx.  */
9275   seq = gen_add_mult (copy_rtx (b), copy_rtx (m), copy_rtx (a), reg);
9276
9277   /* It is possible that the expansion created lots of new registers.
9278      Iterate over the sequence we just created and record them all.  We
9279      must do this before inserting the sequence.  */
9280   loop_regs_update (loop, seq);
9281
9282   loop_insn_hoist (loop, seq);
9283 }
9284
9285
9286
9287 /* Similar to gen_add_mult, but compute cost rather than generating
9288    sequence.  */
9289
9290 static int
9291 iv_add_mult_cost (rtx b, rtx m, rtx a, rtx reg)
9292 {
9293   int cost = 0;
9294   rtx last, result;
9295
9296   start_sequence ();
9297   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 1);
9298   if (reg != result)
9299     emit_move_insn (reg, result);
9300   last = get_last_insn ();
9301   while (last)
9302     {
9303       rtx t = single_set (last);
9304       if (t)
9305         cost += rtx_cost (SET_SRC (t), SET);
9306       last = PREV_INSN (last);
9307     }
9308   end_sequence ();
9309   return cost;
9310 }
9311 \f
9312 /* Test whether A * B can be computed without
9313    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.
9314
9315   ??? This function stinks because it generates a ton of wasted RTL
9316   ??? and as a result fragments GC memory to no end.  There are other
9317   ??? places in the compiler which are invoked a lot and do the same
9318   ??? thing, generate wasted RTL just to see if something is possible.  */
9319
9320 static int
9321 product_cheap_p (rtx a, rtx b)
9322 {
9323   rtx tmp;
9324   int win, n_insns;
9325
9326   /* If only one is constant, make it B.  */
9327   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9328     tmp = a, a = b, b = tmp;
9329
9330   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
9331   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
9332     return 1;
9333
9334   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
9335   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
9336     return 0;
9337
9338   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
9339      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
9340      of insns is generated.  */
9341
9342   start_sequence ();
9343   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 1);
9344   tmp = get_insns ();
9345   end_sequence ();
9346
9347   win = 1;
9348   if (tmp == NULL_RTX)
9349     ;
9350   else if (INSN_P (tmp))
9351     {
9352       n_insns = 0;
9353       while (tmp != NULL_RTX)
9354         {
9355           rtx next = NEXT_INSN (tmp);
9356
9357           if (++n_insns > 3
9358               || !NONJUMP_INSN_P (tmp)
9359               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == SET
9360                   && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (tmp))) == MULT)
9361               || (GET_CODE (PATTERN (tmp)) == PARALLEL
9362                   && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0)) == SET
9363                   && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (tmp), 0, 0))) == MULT))
9364             {
9365               win = 0;
9366               break;
9367             }
9368
9369           tmp = next;
9370         }
9371     }
9372   else if (GET_CODE (tmp) == SET
9373            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
9374     win = 0;
9375   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
9376            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
9377            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
9378     win = 0;
9379
9380   return win;
9381 }
9382 \f
9383 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
9384    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
9385    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
9386    to see if the optimization can be performed.
9387    Value is nonzero if optimization was performed.  */
9388
9389 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
9390    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
9391    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
9392    faster than one that increments from zero.  */
9393
9394 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
9395    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
9396    final_[bg]iv_value.  */
9397
9398 static int
9399 check_dbra_loop (struct loop *loop, int insn_count)
9400 {
9401   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
9402   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
9403   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
9404   struct iv_class *bl;
9405   rtx reg;
9406   enum machine_mode mode;
9407   rtx jump_label;
9408   rtx final_value;
9409   rtx start_value;
9410   rtx new_add_val;
9411   rtx comparison;
9412   rtx before_comparison;
9413   rtx p;
9414   rtx jump;
9415   rtx first_compare;
9416   int compare_and_branch;
9417   rtx loop_start = loop->start;
9418   rtx loop_end = loop->end;
9419
9420   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
9421      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
9422
9423   jump = PREV_INSN (loop_end);
9424   comparison = get_condition_for_loop (loop, jump);
9425   if (comparison == 0)
9426     return 0;
9427   if (!onlyjump_p (jump))
9428     return 0;
9429
9430   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
9431      two instructions.  */
9432   get_condition (jump, &first_compare, false, true);
9433   if (first_compare == jump)
9434     compare_and_branch = 1;
9435   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
9436     compare_and_branch = 2;
9437   else
9438     return 0;
9439
9440   {
9441     /* If more than one condition is present to control the loop, then
9442        do not proceed, as this function does not know how to rewrite
9443        loop tests with more than one condition.
9444
9445        Look backwards from the first insn in the last comparison
9446        sequence and see if we've got another comparison sequence.  */
9447
9448     rtx jump1;
9449     if ((jump1 = prev_nonnote_insn (first_compare))
9450         && JUMP_P (jump1))
9451         return 0;
9452   }
9453
9454   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
9455      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
9456      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
9457      used between its update and the test insn.  */
9458
9459   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9460     {
9461       if (bl->biv_count == 1
9462           && ! bl->biv->maybe_multiple
9463           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
9464           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9465                                    first_compare))
9466         break;
9467     }
9468
9469   /* Try swapping the comparison to identify a suitable biv.  */
9470   if (!bl)
9471     for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
9472       if (bl->biv_count == 1
9473           && ! bl->biv->maybe_multiple
9474           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 1)
9475           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
9476                                    first_compare))
9477         {
9478           comparison = gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)),
9479                                        VOIDmode,
9480                                        XEXP (comparison, 1),
9481                                        XEXP (comparison, 0));
9482           break;
9483         }
9484
9485   if (! bl)
9486     return 0;
9487
9488   /* Look for the case where the basic induction variable is always
9489      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
9490      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
9491      m68k DBRA instruction to be used.  */
9492
9493   if (((GET_CODE (comparison) == GT && XEXP (comparison, 1) == constm1_rtx)
9494        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
9495       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9496       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
9497     {
9498       /* Initial value must be greater than 0,
9499          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
9500          the last iteration */
9501
9502       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
9503           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
9504           && (INTVAL (bl->initial_value)
9505               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
9506         {
9507           /* Register always nonnegative, add REG_NOTE to branch.  */
9508           if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9509             REG_NOTES (jump)
9510               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9511                                    REG_NOTES (jump));
9512           bl->nonneg = 1;
9513
9514           return 1;
9515         }
9516
9517       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
9518          the loop, then we can safely optimize.  */
9519       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
9520         {
9521           if (LABEL_P (p))
9522             break;
9523           if (!JUMP_P (p))
9524             continue;
9525
9526           before_comparison = get_condition_for_loop (loop, p);
9527           if (before_comparison
9528               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
9529               && (GET_CODE (before_comparison) == LT
9530                   || GET_CODE (before_comparison) == LTU)
9531               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
9532               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
9533               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
9534             {
9535               if (! find_reg_note (jump, REG_NONNEG, NULL_RTX))
9536                 REG_NOTES (jump)
9537                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, bl->biv->dest_reg,
9538                                        REG_NOTES (jump));
9539               bl->nonneg = 1;
9540
9541               return 1;
9542             }
9543         }
9544     }
9545   else if (GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
9546            && INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
9547     {
9548       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
9549       /* Can do this if:
9550          all registers modified are induction variables or invariant,
9551          all memory references have non-overlapping addresses
9552          (obviously true if only one write)
9553          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
9554       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
9555          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
9556          reversed.  We meet this condition by requiring that either
9557          no_use_except_counting is true, or else that there is only
9558          one biv.  */
9559       int num_nonfixed_reads = 0;
9560       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
9561       int no_use_except_counting = 0;
9562       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
9563          which is reversible.  */
9564       int reversible_mem_store = 1;
9565
9566       if (bl->giv_count == 0
9567           && !loop->exit_count
9568           && !loop_info->has_multiple_exit_targets)
9569         {
9570           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
9571           struct iv_class *blt;
9572
9573           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
9574              fall through at the end of the loop, then
9575              see if perhaps there are no uses except to count.  */
9576           no_use_except_counting = 1;
9577           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9578             if (INSN_P (p))
9579               {
9580                 rtx set = single_set (p);
9581
9582                 if (set && REG_P (SET_DEST (set))
9583                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
9584                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
9585                   ;
9586                 else if (!reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
9587                   /* An insn that doesn't mention the biv is okay.  */
9588                   ;
9589                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
9590                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
9591                   {
9592                     /* If either of these insns uses the biv and sets a pseudo
9593                        that has more than one usage, then the biv has uses
9594                        other than counting since it's used to derive a value
9595                        that is used more than one time.  */
9596                     note_stores (PATTERN (p), note_set_pseudo_multiple_uses,
9597                                  regs);
9598                     if (regs->multiple_uses)
9599                       {
9600                         no_use_except_counting = 0;
9601                         break;
9602                       }
9603                   }
9604                 else
9605                   {
9606                     no_use_except_counting = 0;
9607                     break;
9608                   }
9609               }
9610
9611           /* A biv has uses besides counting if it is used to set
9612              another biv.  */
9613           for (blt = ivs->list; blt; blt = blt->next)
9614             if (blt->init_set
9615                 && reg_mentioned_p (bivreg, SET_SRC (blt->init_set)))
9616               {
9617                 no_use_except_counting = 0;
9618                 break;
9619               }
9620         }
9621
9622       if (no_use_except_counting)
9623         /* No need to worry about MEMs.  */
9624         ;
9625       else if (loop_info->num_mem_sets <= 1)
9626         {
9627           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9628             if (INSN_P (p))
9629               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (loop, PATTERN (p));
9630
9631           /* If the loop has a single store, and the destination address is
9632              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
9633              might then have the wrong value at loop exit.
9634              This would work if the source was invariant also, however, in that
9635              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
9636
9637           if (loop_info->num_mem_sets == 1)
9638             {
9639               struct induction *v;
9640
9641               /* If we could prove that each of the memory locations
9642                  written to was different, then we could reverse the
9643                  store -- but we don't presently have any way of
9644                  knowing that.  */
9645               reversible_mem_store = 0;
9646
9647               /* If the store depends on a register that is set after the
9648                  store, it depends on the initial value, and is thus not
9649                  reversible.  */
9650               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
9651                 {
9652                   if (v->giv_type == DEST_REG
9653                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
9654                                           PATTERN (loop_info->first_loop_store_insn))
9655                       && loop_insn_first_p (loop_info->first_loop_store_insn,
9656                                             v->insn))
9657                     reversible_mem_store = 0;
9658                 }
9659             }
9660         }
9661       else
9662         return 0;
9663
9664       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
9665          the memory address check by only reversing loops with
9666          zero or one memory access.
9667          Two memory accesses could involve parts of the same array,
9668          and that can't be reversed.
9669          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
9670          about all these things.  */
9671
9672       if ((num_nonfixed_reads <= 1
9673            && ! loop_info->has_nonconst_call
9674            && ! loop_info->has_prefetch
9675            && ! loop_info->has_volatile
9676            && reversible_mem_store
9677            && (bl->giv_count + bl->biv_count + loop_info->num_mem_sets
9678                + num_unmoved_movables (loop) + compare_and_branch == insn_count)
9679            && (bl == ivs->list && bl->next == 0))
9680           || (no_use_except_counting && ! loop_info->has_prefetch))
9681         {
9682           rtx tem;
9683
9684           /* Loop can be reversed.  */
9685           if (loop_dump_stream)
9686             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
9687
9688           /* Now check other conditions:
9689
9690              The increment must be a constant, as must the initial value,
9691              and the comparison code must be LT.
9692
9693              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
9694              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
9695              confusing.  */
9696
9697           if (comparison
9698               /* for constants, LE gets turned into LT */
9699               && (GET_CODE (comparison) == LT
9700                   || (GET_CODE (comparison) == LE
9701                       && no_use_except_counting) 
9702                   || GET_CODE (comparison) == LTU))
9703             {
9704               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val = 0;
9705               rtx initial_value, comparison_value;
9706               int nonneg = 0;
9707               enum rtx_code cmp_code;
9708               int comparison_const_width;
9709               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
9710               bool keep_first_compare;
9711
9712               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
9713               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
9714               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
9715                 comparison_const_width
9716                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
9717               else
9718                 comparison_const_width
9719                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
9720               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
9721                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
9722               comparison_sign_mask
9723                 = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (comparison_const_width - 1);
9724
9725               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
9726                  can not reverse this loop.
9727
9728                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
9729                  a whole compute an invariant result, then we could move
9730                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
9731               if (! loop_invariant_p (loop, comparison_value))
9732                 return 0;
9733
9734               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9735                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
9736               initial_value = bl->initial_value;
9737
9738               /* Normalize the initial value if it is an integer and
9739                  has no other use except as a counter.  This will allow
9740                  a few more loops to be reversed.  */
9741               if (no_use_except_counting
9742                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9743                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9744                 {
9745                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
9746                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
9747                      of add_val in order to do the loop reversal, so
9748                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
9749                      Since comparison_value is constant, we know that the
9750                      current comparison code is LT.  */
9751                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
9752                   comparison_val
9753                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
9754                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
9755                      even if there is an overflow, we might still be able to
9756                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
9757                      NE is possible.  */
9758                   initial_value = const0_rtx;
9759                 }
9760
9761               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
9762               if (initial_value == const0_rtx
9763                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9764                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
9765                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
9766                         & comparison_sign_mask))
9767                 {
9768                   /* Register will always be nonnegative, with value
9769                      0 on last iteration */
9770                   add_adjust = add_val;
9771                   nonneg = 1;
9772                   cmp_code = GE;
9773                 }
9774               else
9775                 return 0;
9776
9777               if (GET_CODE (comparison) == LE)
9778                 add_adjust -= add_val;
9779
9780               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
9781                  value is not an exact multiple of the increment, then we
9782                  can not reverse this loop.  */
9783               if (initial_value == const0_rtx
9784                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9785                 {
9786                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
9787                     return 0;
9788                 }
9789               else
9790                 {
9791                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
9792                     return 0;
9793                 }
9794
9795               final_value = comparison_value;
9796
9797               /* Reset these in case we normalized the initial value
9798                  and comparison value above.  */
9799               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
9800                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9801                 {
9802                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
9803                   final_value
9804                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
9805                 }
9806               bl->initial_value = initial_value;
9807
9808               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
9809               reg = bl->biv->dest_reg;
9810               mode = GET_MODE (reg);
9811               jump_label = condjump_label (PREV_INSN (loop_end));
9812               new_add_val = GEN_INT (-INTVAL (bl->biv->add_val));
9813
9814               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
9815                  to generate a SUB.
9816                  Initialize biv to start_value before loop start.
9817                  The old initializing insn will be deleted as a
9818                  dead store by flow.c.  */
9819               if (initial_value == const0_rtx
9820                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
9821                 {
9822                   start_value
9823                     = gen_int_mode (comparison_val - add_adjust, mode);
9824                   loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (reg, start_value));
9825                 }
9826               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
9827                 {
9828                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
9829                   rtx add_insn = gen_add3_insn (reg, comparison_value, offset);
9830
9831                   if (add_insn == 0)
9832                     return 0;
9833
9834                   start_value
9835                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
9836                   loop_insn_hoist (loop, add_insn);
9837                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
9838                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
9839                                                 GEN_INT (add_val));
9840                 }
9841               else if (! add_adjust)
9842                 {
9843                   rtx sub_insn = gen_sub3_insn (reg, comparison_value,
9844                                                 initial_value);
9845
9846                   if (sub_insn == 0)
9847                     return 0;
9848                   start_value
9849                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
9850                   loop_insn_hoist (loop, sub_insn);
9851                 }
9852               else
9853                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
9854                    better to have a testcase first.  */
9855                 return 0;
9856
9857               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
9858                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
9859               start_sequence ();
9860               expand_inc (reg, new_add_val);
9861               tem = get_insns ();
9862               end_sequence ();
9863
9864               p = loop_insn_emit_before (loop, 0, bl->biv->insn, tem);
9865               delete_insn (bl->biv->insn);
9866
9867               /* Update biv info to reflect its new status.  */
9868               bl->biv->insn = p;
9869               bl->initial_value = start_value;
9870               bl->biv->add_val = new_add_val;
9871
9872               /* Update loop info.  */
9873               loop_info->initial_value = reg;
9874               loop_info->initial_equiv_value = reg;
9875               loop_info->final_value = const0_rtx;
9876               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
9877               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
9878               loop_info->comparison_code = cmp_code;
9879               loop_info->increment = new_add_val;
9880
9881               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
9882                  not delete the label.  */
9883               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0))++;
9884
9885               /* If we have a separate comparison insn that does more
9886                  than just set cc0, the result of the comparison might
9887                  be used outside the loop.  */
9888               keep_first_compare = (compare_and_branch == 2
9889 #ifdef HAVE_CC0
9890                                     && sets_cc0_p (first_compare) <= 0
9891 #endif
9892                                     );
9893
9894               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
9895                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
9896               if (keep_first_compare
9897                   || (REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
9898                   || ! bl->init_insn
9899                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
9900                 loop_insn_sink (loop, gen_load_of_final_value (reg, final_value));
9901
9902               if (keep_first_compare)
9903                 loop_insn_sink (loop, PATTERN (first_compare));
9904
9905               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
9906               delete_related_insns (PREV_INSN (loop_end));
9907               if (compare_and_branch == 2)
9908                 delete_related_insns (first_compare);
9909
9910               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
9911               start_sequence ();
9912               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
9913                                        mode, 0,
9914                                        XEXP (jump_label, 0));
9915               tem = get_insns ();
9916               end_sequence ();
9917               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
9918
9919               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
9920                    tem && !JUMP_P (tem);
9921                    tem = PREV_INSN (tem))
9922                 ;
9923
9924               if (tem)
9925                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
9926
9927               if (nonneg)
9928                 {
9929                   if (tem)
9930                     {
9931                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
9932                       /* Register is now always nonnegative,
9933                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
9934                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, reg,
9935                                                            REG_NOTES (tem));
9936                     }
9937                   bl->nonneg = 1;
9938                 }
9939
9940               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
9941                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
9942                  code).
9943                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
9944                  counting, or it is the only biv in this function.
9945                  However, the code that computes no_use_except_counting does
9946                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
9947                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
9948                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
9949                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
9950                  here.  */
9951               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
9952                 if (INSN_P (p))
9953                   {
9954                     rtx *pnote;
9955                     rtx set = single_set (p);
9956                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
9957                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
9958                     if (! set
9959                         || !REG_P (SET_DEST (set))
9960                         || (size_t) REGNO (SET_DEST (set)) >= ivs->n_regs
9961                         || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
9962                         || REG_IV_INFO (ivs, REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
9963                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
9964                         {
9965                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
9966                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
9967                                                   XEXP (*pnote, 0)))
9968                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
9969                           else
9970                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
9971                         }
9972                   }
9973
9974               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
9975                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
9976                  will have to be fixed up.  */
9977
9978               bl->reversed = 1;
9979
9980               if (loop_dump_stream)
9981                 {
9982                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
9983                   if (bl->nonneg)
9984                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
9985                   else
9986                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
9987                 }
9988
9989               return 1;
9990             }
9991         }
9992     }
9993
9994   return 0;
9995 }
9996 \f
9997 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
9998    based on the insns in the loop that refer to it.
9999
10000    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10001
10002    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
10003    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
10004    start of the loop.  */
10005
10006 static int
10007 maybe_eliminate_biv (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
10008                      int eliminate_p, int threshold, int insn_count)
10009 {
10010   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
10011   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10012   rtx p;
10013
10014   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
10015      biv in a way that we cannot eliminate.  */
10016
10017   for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
10018     {
10019       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
10020       basic_block where_bb = 0;
10021       rtx where_insn = threshold >= insn_count ? 0 : p;
10022       rtx note;
10023
10024       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
10025       if (INSN_P (p))
10026         {
10027           note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
10028
10029           if (note)
10030             {
10031               rtx last = XEXP (note, 0);
10032               rtx set = single_set (last);
10033
10034               if (set && REG_P (SET_DEST (set)))
10035                 {
10036                   unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
10037
10038                   if (regno < ivs->n_regs
10039                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == GENERAL_INDUCT
10040                       && REG_IV_INFO (ivs, regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
10041                     p = last;
10042                 }
10043             }
10044         }
10045
10046       /* Closely examine the insn if the biv is mentioned.  */
10047       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
10048           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
10049           && ! maybe_eliminate_biv_1 (loop, PATTERN (p), p, bl,
10050                                       eliminate_p, where_bb, where_insn))
10051         {
10052           if (loop_dump_stream)
10053             fprintf (loop_dump_stream,
10054                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
10055                      bl->regno, INSN_UID (p));
10056           break;
10057         }
10058
10059       /* If we are eliminating, kill REG_EQUAL notes mentioning the biv.  */
10060       if (eliminate_p
10061           && (note = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)) != NULL_RTX
10062           && reg_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
10063         remove_note (p, note);
10064     }
10065
10066   if (p == loop->end)
10067     {
10068       if (loop_dump_stream)
10069         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
10070                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
10071       return 1;
10072     }
10073
10074   return 0;
10075 }
10076 \f
10077 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
10078    Return nonzero if INSN is first.  */
10079
10080 static int
10081 loop_insn_first_p (rtx insn, rtx reference)
10082 {
10083   rtx p, q;
10084
10085   for (p = insn, q = reference;;)
10086     {
10087       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
10088          first.  */
10089       if (q == insn || ! p)
10090         return 0;
10091       if (p == reference || ! q)
10092         return 1;
10093
10094       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
10095          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
10096          P is a note.  */
10097       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
10098           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
10099           && !NOTE_P (p))
10100         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
10101
10102       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
10103           || NOTE_P (p))
10104         p = NEXT_INSN (p);
10105       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
10106         q = NEXT_INSN (q);
10107     }
10108 }
10109
10110 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return nonzero if
10111    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
10112    div derivation is zero.  */
10113 static int
10114 biv_elimination_giv_has_0_offset (struct induction *biv,
10115                                   struct induction *giv, rtx insn)
10116 {
10117   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
10118      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
10119      insn, then we'd have to adjust the value used here.
10120      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
10121   if (giv->auto_inc_opt
10122       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
10123            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
10124           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
10125               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
10126     return 0;
10127
10128   return 1;
10129 }
10130
10131 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
10132    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
10133
10134    If BIV does not appear in X, return 1.
10135
10136    If ELIMINATE_P is nonzero, actually do the elimination.
10137    WHERE_INSN/WHERE_BB indicate where extra insns should be added.
10138    Depending on how many items have been moved out of the loop, it
10139    will either be before INSN (when WHERE_INSN is nonzero) or at the
10140    start of the loop (when WHERE_INSN is zero).  */
10141
10142 static int
10143 maybe_eliminate_biv_1 (const struct loop *loop, rtx x, rtx insn,
10144                        struct iv_class *bl, int eliminate_p,
10145                        basic_block where_bb, rtx where_insn)
10146 {
10147   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
10148   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
10149   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
10150   struct induction *v;
10151   rtx arg, tem;
10152 #ifdef HAVE_cc0
10153   rtx new;
10154 #endif
10155   int arg_operand;
10156   const char *fmt;
10157   int i, j;
10158
10159   switch (code)
10160     {
10161     case REG:
10162       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
10163          we can't eliminate it.  */
10164       if (x == reg)
10165         return 0;
10166       return 1;
10167
10168     case SET:
10169       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
10170       if (SET_DEST (x) == reg)
10171         return 1;
10172
10173       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
10174          it will go away when the giv is reduced.  */
10175       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10176         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
10177           return 1;
10178
10179 #ifdef HAVE_cc0
10180       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
10181         {
10182           /* Can replace with any giv that was reduced and
10183              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
10184              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10185              ??? We disable this optimization to avoid potential
10186              overflows.  */
10187
10188           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10189             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT && v->mult_val != const0_rtx
10190                 && v->add_val == const0_rtx
10191                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10192                 && v->mode == mode
10193                 && 0)
10194               {
10195                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10196                   continue;
10197
10198                 if (! eliminate_p)
10199                   return 1;
10200
10201                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10202                    then reverse the comparison.  */
10203                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10204                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
10205                                          const0_rtx, v->new_reg);
10206                 else
10207                   new = v->new_reg;
10208
10209                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
10210                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
10211                   return 1;
10212               }
10213
10214           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
10215              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
10216              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
10217              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
10218              overflow problem.  */
10219
10220           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10221             if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10222                 && v->mult_val != const0_rtx
10223                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10224                 && v->mode == mode
10225                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10226                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10227                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10228                     || (REG_P (v->add_val)
10229                         && REG_POINTER (v->add_val))))
10230               {
10231                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10232                   continue;
10233
10234                 if (! eliminate_p)
10235                   return 1;
10236
10237                 /* If the giv has the opposite direction of change,
10238                    then reverse the comparison.  */
10239                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
10240                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
10241                                          v->new_reg);
10242                 else
10243                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
10244                                          copy_rtx (v->add_val));
10245
10246                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
10247                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
10248                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10249                   return 1;
10250
10251                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
10252                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
10253                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
10254
10255                 loop_insn_emit_before (loop, 0, where_insn,
10256                                        gen_move_insn (tem,
10257                                                       copy_rtx (v->add_val)));
10258
10259                 /* Substitute the new register for its invariant value in
10260                    the compare expression.  */
10261                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
10262                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
10263                   return 1;
10264               }
10265         }
10266 #endif
10267       break;
10268
10269     case COMPARE:
10270     case EQ:  case NE:
10271     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
10272     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
10273       /* See if either argument is the biv.  */
10274       if (XEXP (x, 0) == reg)
10275         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
10276       else if (XEXP (x, 1) == reg)
10277         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
10278       else
10279         break;
10280
10281       if (GET_CODE (arg) != CONST_INT)
10282         return 0;
10283
10284       /* Unless we're dealing with an equality comparison, if we can't
10285          determine that the original biv doesn't wrap, then we must not
10286          apply the transformation.  */
10287       /* ??? Actually, what we must do is verify that the transformed
10288          giv doesn't wrap.  But the general case of this transformation
10289          was disabled long ago due to wrapping problems, and there's no
10290          point reviving it this close to end-of-life for loop.c.  The
10291          only case still enabled is known (via the check on add_val) to
10292          be pointer arithmetic, which in theory never overflows for
10293          valid programs.  */
10294       /* Without lifetime analysis, we don't know how COMPARE will be
10295          used, so we must assume the worst.  */
10296       if (code != EQ && code != NE
10297           && biased_biv_may_wrap_p (loop, bl, INTVAL (arg)))
10298         return 0;
10299
10300       /* Try to replace with any giv that has constant positive mult_val
10301          and a pointer add_val.  */
10302       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10303         if (GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
10304             && INTVAL (v->mult_val) > 0
10305             && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
10306                 || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
10307                 || GET_CODE (v->add_val) == CONST
10308                 || (REG_P (v->add_val) && REG_POINTER (v->add_val)))
10309             && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
10310             && v->mode == mode)
10311           {
10312             if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
10313               continue;
10314
10315             if (! eliminate_p)
10316               return 1;
10317
10318             /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
10319             validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand), v->new_reg, 1);
10320
10321             /* Load the value into a register.  */
10322             tem = gen_reg_rtx (mode);
10323             loop_iv_add_mult_emit_before (loop, arg, v->mult_val, v->add_val,
10324                                           tem, where_bb, where_insn);
10325
10326             validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
10327
10328             if (apply_change_group ())
10329               return 1;
10330           }
10331
10332       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
10333       return 0;
10334
10335     case MEM:
10336       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
10337          biv is used in it, since it will be replaced.  */
10338       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
10339         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
10340           return 1;
10341       break;
10342
10343     default:
10344       break;
10345     }
10346
10347   /* See if any subexpression fails elimination.  */
10348   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
10349   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
10350     {
10351       switch (fmt[i])
10352         {
10353         case 'e':
10354           if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XEXP (x, i), insn, bl,
10355                                        eliminate_p, where_bb, where_insn))
10356             return 0;
10357           break;
10358
10359         case 'E':
10360           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10361             if (! maybe_eliminate_biv_1 (loop, XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
10362                                          eliminate_p, where_bb, where_insn))
10363               return 0;
10364           break;
10365         }
10366     }
10367
10368   return 1;
10369 }
10370 \f
10371 /* Return nonzero if the last use of REG
10372    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
10373
10374 static int
10375 last_use_this_basic_block (rtx reg, rtx insn)
10376 {
10377   rtx n;
10378   for (n = insn;
10379        n && !LABEL_P (n) && !JUMP_P (n);
10380        n = NEXT_INSN (n))
10381     {
10382       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
10383         return 1;
10384     }
10385   return 0;
10386 }
10387 \f
10388 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
10389    just record the location of the set and process it later.  */
10390
10391 static void
10392 record_initial (rtx dest, rtx set, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10393 {
10394   struct loop_ivs *ivs = (struct loop_ivs *) data;
10395   struct iv_class *bl;
10396
10397   if (!REG_P (dest)
10398       || REGNO (dest) >= ivs->n_regs
10399       || REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
10400     return;
10401
10402   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (dest));
10403
10404   /* If this is the first set found, record it.  */
10405   if (bl->init_insn == 0)
10406     {
10407       bl->init_insn = note_insn;
10408       bl->init_set = set;
10409     }
10410 }
10411 \f
10412 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
10413    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
10414    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
10415    use it.  X must be a source expression only.  */
10416
10417 static void
10418 update_reg_last_use (rtx x, rtx insn)
10419 {
10420   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
10421      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
10422      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
10423      and hence this insn will never be the last use of x.
10424      ???? This comment is not correct.  See for example loop_givs_reduce.
10425      This may insert an insn before another new insn.  */
10426   if (REG_P (x) && REGNO (x) < max_reg_before_loop
10427       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
10428       && REGNO_LAST_LUID (REGNO (x)) < INSN_LUID (insn))
10429     {
10430       REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
10431     }
10432   else
10433     {
10434       int i, j;
10435       const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
10436       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
10437         {
10438           if (fmt[i] == 'e')
10439             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
10440           else if (fmt[i] == 'E')
10441             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
10442               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
10443         }
10444     }
10445 }
10446 \f
10447 /* Similar to rtlanal.c:get_condition, except that we also put an
10448    invariant last unless both operands are invariants.  */
10449
10450 static rtx
10451 get_condition_for_loop (const struct loop *loop, rtx x)
10452 {
10453   rtx comparison = get_condition (x, (rtx*) 0, false, true);
10454
10455   if (comparison == 0
10456       || ! loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 0))
10457       || loop_invariant_p (loop, XEXP (comparison, 1)))
10458     return comparison;
10459
10460   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
10461                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
10462 }
10463
10464 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
10465
10466    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
10467    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
10468 static int
10469 indirect_jump_in_function_p (rtx start)
10470 {
10471   rtx insn;
10472
10473   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
10474     if (computed_jump_p (insn))
10475       return 1;
10476
10477   return 0;
10478 }
10479
10480 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
10481    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
10482    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
10483
10484 static int
10485 insert_loop_mem (rtx *mem, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
10486 {
10487   struct loop_info *loop_info = data;
10488   int i;
10489   rtx m = *mem;
10490
10491   if (m == NULL_RTX)
10492     return 0;
10493
10494   switch (GET_CODE (m))
10495     {
10496     case MEM:
10497       break;
10498
10499     case CLOBBER:
10500       /* We're not interested in MEMs that are only clobbered.  */
10501       return -1;
10502
10503     case CONST_DOUBLE:
10504       /* We're not interested in the MEM associated with a
10505          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
10506       return -1;
10507
10508     case EXPR_LIST:
10509       /* We're not interested in any MEMs that only appear in notes.  */
10510       return -1;
10511
10512     default:
10513       /* This is not a MEM.  */
10514       return 0;
10515     }
10516
10517   /* See if we've already seen this MEM.  */
10518   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10519     if (rtx_equal_p (m, loop_info->mems[i].mem))
10520       {
10521         if (MEM_VOLATILE_P (m) && !MEM_VOLATILE_P (loop_info->mems[i].mem))
10522           loop_info->mems[i].mem = m;
10523         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_info->mems[i].mem))
10524           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
10525              this happens, something tricky is going on, and we just
10526              don't optimize accesses to this MEM.  */
10527           loop_info->mems[i].optimize = 0;
10528
10529         return 0;
10530       }
10531
10532   /* Resize the array, if necessary.  */
10533   if (loop_info->mems_idx == loop_info->mems_allocated)
10534     {
10535       if (loop_info->mems_allocated != 0)
10536         loop_info->mems_allocated *= 2;
10537       else
10538         loop_info->mems_allocated = 32;
10539
10540       loop_info->mems = xrealloc (loop_info->mems,
10541                                   loop_info->mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
10542     }
10543
10544   /* Actually insert the MEM.  */
10545   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].mem = m;
10546   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
10547      because we can't put it in a register.  We still store it in the
10548      table, though, so that if we see the same address later, but in a
10549      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
10550   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
10551   loop_info->mems[loop_info->mems_idx].reg = NULL_RTX;
10552   ++loop_info->mems_idx;
10553
10554   return 0;
10555 }
10556
10557
10558 /* Allocate REGS->ARRAY or reallocate it if it is too small.
10559
10560    Increment REGS->ARRAY[I].SET_IN_LOOP at the index I of each
10561    register that is modified by an insn between FROM and TO.  If the
10562    value of an element of REGS->array[I].SET_IN_LOOP becomes 127 or
10563    more, stop incrementing it, to avoid overflow.
10564
10565    Store in REGS->ARRAY[I].SINGLE_USAGE the single insn in which
10566    register I is used, if it is only used once.  Otherwise, it is set
10567    to 0 (for no uses) or const0_rtx for more than one use.  This
10568    parameter may be zero, in which case this processing is not done.
10569
10570    Set REGS->ARRAY[I].MAY_NOT_OPTIMIZE nonzero if we should not
10571    optimize register I.  */
10572
10573 static void
10574 loop_regs_scan (const struct loop *loop, int extra_size)
10575 {
10576   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10577   int old_nregs;
10578   /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current
10579    basic block.  In that case, it is the insn that last set reg n.  */
10580   rtx *last_set;
10581   rtx insn;
10582   int i;
10583
10584   old_nregs = regs->num;
10585   regs->num = max_reg_num ();
10586
10587   /* Grow the regs array if not allocated or too small.  */
10588   if (regs->num >= regs->size)
10589     {
10590       regs->size = regs->num + extra_size;
10591
10592       regs->array = xrealloc (regs->array, regs->size * sizeof (*regs->array));
10593
10594       /* Zero the new elements.  */
10595       memset (regs->array + old_nregs, 0,
10596               (regs->size - old_nregs) * sizeof (*regs->array));
10597     }
10598
10599   /* Clear previously scanned fields but do not clear n_times_set.  */
10600   for (i = 0; i < old_nregs; i++)
10601     {
10602       regs->array[i].set_in_loop = 0;
10603       regs->array[i].may_not_optimize = 0;
10604       regs->array[i].single_usage = NULL_RTX;
10605     }
10606
10607   last_set = xcalloc (regs->num, sizeof (rtx));
10608
10609   /* Scan the loop, recording register usage.  */
10610   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10611        insn = NEXT_INSN (insn))
10612     {
10613       if (INSN_P (insn))
10614         {
10615           /* Record registers that have exactly one use.  */
10616           find_single_use_in_loop (regs, insn, PATTERN (insn));
10617
10618           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
10619           if (REG_NOTES (insn))
10620             find_single_use_in_loop (regs, insn, REG_NOTES (insn));
10621
10622           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
10623               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
10624             count_one_set (regs, insn, PATTERN (insn), last_set);
10625           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
10626             {
10627               int i;
10628               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
10629                 count_one_set (regs, insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
10630                                last_set);
10631             }
10632         }
10633
10634       if (LABEL_P (insn) || JUMP_P (insn))
10635         memset (last_set, 0, regs->num * sizeof (rtx));
10636
10637       /* Invalidate all registers used for function argument passing.
10638          We check rtx_varies_p for the same reason as below, to allow
10639          optimizing PIC calculations.  */
10640       if (CALL_P (insn))
10641         {
10642           rtx link;
10643           for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn);
10644                link;
10645                link = XEXP (link, 1))
10646             {
10647               rtx op, reg;
10648
10649               if (GET_CODE (op = XEXP (link, 0)) == USE
10650                   && REG_P (reg = XEXP (op, 0))
10651                   && rtx_varies_p (reg, 1))
10652                 regs->array[REGNO (reg)].may_not_optimize = 1;
10653             }
10654         }
10655     }
10656
10657   /* Invalidate all hard registers clobbered by calls.  With one exception:
10658      a call-clobbered PIC register is still function-invariant for our
10659      purposes, since we can hoist any PIC calculations out of the loop.
10660      Thus the call to rtx_varies_p.  */
10661   if (LOOP_INFO (loop)->has_call)
10662     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
10663       if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i)
10664           && rtx_varies_p (regno_reg_rtx[i], 1))
10665         {
10666           regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10667           regs->array[i].set_in_loop = 1;
10668         }
10669
10670 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
10671   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
10672      create CCmode register copies.  */
10673   for (i = regs->num - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
10674     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
10675       regs->array[i].may_not_optimize = 1;
10676 #endif
10677
10678   /* Set regs->array[I].n_times_set for the new registers.  */
10679   for (i = old_nregs; i < regs->num; i++)
10680     regs->array[i].n_times_set = regs->array[i].set_in_loop;
10681
10682   free (last_set);
10683 }
10684
10685 /* Returns the number of real INSNs in the LOOP.  */
10686
10687 static int
10688 count_insns_in_loop (const struct loop *loop)
10689 {
10690   int count = 0;
10691   rtx insn;
10692
10693   for (insn = loop->top ? loop->top : loop->start; insn != loop->end;
10694        insn = NEXT_INSN (insn))
10695     if (INSN_P (insn))
10696       ++count;
10697
10698   return count;
10699 }
10700
10701 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  */
10702
10703 static void
10704 load_mems (const struct loop *loop)
10705 {
10706   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
10707   struct loop_regs *regs = LOOP_REGS (loop);
10708   int maybe_never = 0;
10709   int i;
10710   rtx p, prev_ebb_head;
10711   rtx label = NULL_RTX;
10712   rtx end_label;
10713   /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
10714   int next_maybe_never = 0;
10715   unsigned int last_max_reg = max_reg_num ();
10716
10717   if (loop_info->mems_idx == 0)
10718     return;
10719
10720   /* We cannot use next_label here because it skips over normal insns.  */
10721   end_label = next_nonnote_insn (loop->end);
10722   if (end_label && !LABEL_P (end_label))
10723     end_label = NULL_RTX;
10724
10725   /* Check to see if it's possible that some instructions in the loop are
10726      never executed.  Also check if there is a goto out of the loop other
10727      than right after the end of the loop.  */
10728   for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10729        p != NULL_RTX;
10730        p = next_insn_in_loop (loop, p))
10731     {
10732       if (LABEL_P (p))
10733         maybe_never = 1;
10734       else if (JUMP_P (p)
10735                /* If we enter the loop in the middle, and scan
10736                   around to the beginning, don't set maybe_never
10737                   for that.  This must be an unconditional jump,
10738                   otherwise the code at the top of the loop might
10739                   never be executed.  Unconditional jumps are
10740                   followed a by barrier then loop end.  */
10741                && ! (JUMP_P (p)
10742                      && JUMP_LABEL (p) == loop->top
10743                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop->end
10744                      && any_uncondjump_p (p)))
10745         {
10746           /* If this is a jump outside of the loop but not right
10747              after the end of the loop, we would have to emit new fixup
10748              sequences for each such label.  */
10749           if (/* If we can't tell where control might go when this
10750                  JUMP_INSN is executed, we must be conservative.  */
10751               !JUMP_LABEL (p)
10752               || (JUMP_LABEL (p) != end_label
10753                   && (INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop
10754                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop->start)
10755                       || INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop->end))))
10756             return;
10757
10758           if (!any_condjump_p (p))
10759             /* Something complicated.  */
10760             maybe_never = 1;
10761           else
10762             /* If there are any more instructions in the loop, they
10763                might not be reached.  */
10764             next_maybe_never = 1;
10765         }
10766       else if (next_maybe_never)
10767         maybe_never = 1;
10768     }
10769
10770   /* Find start of the extended basic block that enters the loop.  */
10771   for (p = loop->start;
10772        PREV_INSN (p) && !LABEL_P (p);
10773        p = PREV_INSN (p))
10774     ;
10775   prev_ebb_head = p;
10776
10777   cselib_init (true);
10778
10779   /* Build table of mems that get set to constant values before the
10780      loop.  */
10781   for (; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10782     cselib_process_insn (p);
10783
10784   /* Actually move the MEMs.  */
10785   for (i = 0; i < loop_info->mems_idx; ++i)
10786     {
10787       regset_head load_copies;
10788       regset_head store_copies;
10789       int written = 0;
10790       rtx reg;
10791       rtx mem = loop_info->mems[i].mem;
10792       rtx mem_list_entry;
10793
10794       if (MEM_VOLATILE_P (mem)
10795           || loop_invariant_p (loop, XEXP (mem, 0)) != 1)
10796         /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
10797         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10798
10799       /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
10800          one is aliased by one of them.  */
10801       mem_list_entry = loop_info->store_mems;
10802       while (mem_list_entry)
10803         {
10804           if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
10805             written = 1;
10806           else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
10807                                     mem, rtx_varies_p))
10808             {
10809               /* MEM is indeed aliased by this store.  */
10810               loop_info->mems[i].optimize = 0;
10811               break;
10812             }
10813           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
10814         }
10815
10816       if (flag_float_store && written
10817           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (mem)) == MODE_FLOAT)
10818         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10819
10820       /* If this MEM is written to, we must be sure that there
10821          are no reads from another MEM that aliases this one.  */
10822       if (loop_info->mems[i].optimize && written)
10823         {
10824           int j;
10825
10826           for (j = 0; j < loop_info->mems_idx; ++j)
10827             {
10828               if (j == i)
10829                 continue;
10830               else if (true_dependence (mem,
10831                                         VOIDmode,
10832                                         loop_info->mems[j].mem,
10833                                         rtx_varies_p))
10834                 {
10835                   /* It's not safe to hoist loop_info->mems[i] out of
10836                      the loop because writes to it might not be
10837                      seen by reads from loop_info->mems[j].  */
10838                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10839                   break;
10840                 }
10841             }
10842         }
10843
10844       if (maybe_never && may_trap_p (mem))
10845         /* We can't access the MEM outside the loop; it might
10846            cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
10847         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10848
10849       if (!loop_info->mems[i].optimize)
10850         /* We thought we were going to lift this MEM out of the
10851            loop, but later discovered that we could not.  */
10852         continue;
10853
10854       INIT_REG_SET (&load_copies);
10855       INIT_REG_SET (&store_copies);
10856
10857       /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
10858          order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
10859          out of the loop just because this REG is neither a
10860          user-variable nor used in the loop test.  */
10861       reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
10862       REG_USERVAR_P (reg) = 1;
10863       loop_info->mems[i].reg = reg;
10864
10865       /* Now, replace all references to the MEM with the
10866          corresponding pseudos.  */
10867       maybe_never = 0;
10868       for (p = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
10869            p != NULL_RTX;
10870            p = next_insn_in_loop (loop, p))
10871         {
10872           if (INSN_P (p))
10873             {
10874               rtx set;
10875
10876               set = single_set (p);
10877
10878               /* See if this copies the mem into a register that isn't
10879                  modified afterwards.  We'll try to do copy propagation
10880                  a little further on.  */
10881               if (set
10882                   /* @@@ This test is _way_ too conservative.  */
10883                   && ! maybe_never
10884                   && REG_P (SET_DEST (set))
10885                   && REGNO (SET_DEST (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10886                   && REGNO (SET_DEST (set)) < last_max_reg
10887                   && regs->array[REGNO (SET_DEST (set))].n_times_set == 1
10888                   && rtx_equal_p (SET_SRC (set), mem))
10889                 SET_REGNO_REG_SET (&load_copies, REGNO (SET_DEST (set)));
10890
10891               /* See if this copies the mem from a register that isn't
10892                  modified afterwards.  We'll try to remove the
10893                  redundant copy later on by doing a little register
10894                  renaming and copy propagation.   This will help
10895                  to untangle things for the BIV detection code.  */
10896               if (set
10897                   && ! maybe_never
10898                   && REG_P (SET_SRC (set))
10899                   && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
10900                   && REGNO (SET_SRC (set)) < last_max_reg
10901                   && regs->array[REGNO (SET_SRC (set))].n_times_set == 1
10902                   && rtx_equal_p (SET_DEST (set), mem))
10903                 SET_REGNO_REG_SET (&store_copies, REGNO (SET_SRC (set)));
10904
10905               /* If this is a call which uses / clobbers this memory
10906                  location, we must not change the interface here.  */
10907               if (CALL_P (p)
10908                   && reg_mentioned_p (loop_info->mems[i].mem,
10909                                       CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p)))
10910                 {
10911                   cancel_changes (0);
10912                   loop_info->mems[i].optimize = 0;
10913                   break;
10914                 }
10915               else
10916                 /* Replace the memory reference with the shadow register.  */
10917                 replace_loop_mems (p, loop_info->mems[i].mem,
10918                                    loop_info->mems[i].reg, written);
10919             }
10920
10921           if (LABEL_P (p)
10922               || JUMP_P (p))
10923             maybe_never = 1;
10924         }
10925
10926       if (! loop_info->mems[i].optimize)
10927         ; /* We found we couldn't do the replacement, so do nothing.  */
10928       else if (! apply_change_group ())
10929         /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
10930         loop_info->mems[i].optimize = 0;
10931       else
10932         {
10933           /* Load the memory immediately before LOOP->START, which is
10934              the NOTE_LOOP_BEG.  */
10935           cselib_val *e = cselib_lookup (mem, VOIDmode, 0);
10936           rtx set;
10937           rtx best = mem;
10938           unsigned j;
10939           struct elt_loc_list *const_equiv = 0;
10940           reg_set_iterator rsi;
10941
10942           if (e)
10943             {
10944               struct elt_loc_list *equiv;
10945               struct elt_loc_list *best_equiv = 0;
10946               for (equiv = e->locs; equiv; equiv = equiv->next)
10947                 {
10948                   if (CONSTANT_P (equiv->loc))
10949                     const_equiv = equiv;
10950                   else if (REG_P (equiv->loc)
10951                            /* Extending hard register lifetimes causes crash
10952                               on SRC targets.  Doing so on non-SRC is
10953                               probably also not good idea, since we most
10954                               probably have pseudoregister equivalence as
10955                               well.  */
10956                            && REGNO (equiv->loc) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
10957                     best_equiv = equiv;
10958                 }
10959               /* Use the constant equivalence if that is cheap enough.  */
10960               if (! best_equiv)
10961                 best_equiv = const_equiv;
10962               else if (const_equiv
10963                        && (rtx_cost (const_equiv->loc, SET)
10964                            <= rtx_cost (best_equiv->loc, SET)))
10965                 {
10966                   best_equiv = const_equiv;
10967                   const_equiv = 0;
10968                 }
10969
10970               /* If best_equiv is nonzero, we know that MEM is set to a
10971                  constant or register before the loop.  We will use this
10972                  knowledge to initialize the shadow register with that
10973                  constant or reg rather than by loading from MEM.  */
10974               if (best_equiv)
10975                 best = copy_rtx (best_equiv->loc);
10976             }
10977
10978           set = gen_move_insn (reg, best);
10979           set = loop_insn_hoist (loop, set);
10980           if (REG_P (best))
10981             {
10982               for (p = prev_ebb_head; p != loop->start; p = NEXT_INSN (p))
10983                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) == INSN_UID (p))
10984                   {
10985                     REGNO_LAST_UID (REGNO (best)) = INSN_UID (set);
10986                     break;
10987                   }
10988             }
10989
10990           if (const_equiv)
10991             set_unique_reg_note (set, REG_EQUAL, copy_rtx (const_equiv->loc));
10992
10993           if (written)
10994             {
10995               if (label == NULL_RTX)
10996                 {
10997                   label = gen_label_rtx ();
10998                   emit_label_after (label, loop->end);
10999                 }
11000
11001               /* Store the memory immediately after END, which is
11002                  the NOTE_LOOP_END.  */
11003               set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
11004               loop_insn_emit_after (loop, 0, label, set);
11005             }
11006
11007           if (loop_dump_stream)
11008             {
11009               fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
11010                        REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
11011               print_rtl (loop_dump_stream, mem);
11012               fputc ('\n', loop_dump_stream);
11013             }
11014
11015           /* Attempt a bit of copy propagation.  This helps untangle the
11016              data flow, and enables {basic,general}_induction_var to find
11017              more bivs/givs.  */
11018           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11019             (&load_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11020             {
11021               try_copy_prop (loop, reg, j);
11022             }
11023           CLEAR_REG_SET (&load_copies);
11024
11025           EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET
11026             (&store_copies, FIRST_PSEUDO_REGISTER, j, rsi)
11027             {
11028               try_swap_copy_prop (loop, reg, j);
11029             }
11030           CLEAR_REG_SET (&store_copies);
11031         }
11032     }
11033
11034   /* Now, we need to replace all references to the previous exit
11035      label with the new one.  */
11036   if (label != NULL_RTX && end_label != NULL_RTX)
11037     for (p = loop->start; p != loop->end; p = NEXT_INSN (p))
11038       if (JUMP_P (p) && JUMP_LABEL (p) == end_label)
11039         redirect_jump (p, label, false);
11040
11041   cselib_finish ();
11042 }
11043
11044 /* For communication between note_reg_stored and its caller.  */
11045 struct note_reg_stored_arg
11046 {
11047   int set_seen;
11048   rtx reg;
11049 };
11050
11051 /* Called via note_stores, record in SET_SEEN whether X, which is written,
11052    is equal to ARG.  */
11053 static void
11054 note_reg_stored (rtx x, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *arg)
11055 {
11056   struct note_reg_stored_arg *t = (struct note_reg_stored_arg *) arg;
11057   if (t->reg == x)
11058     t->set_seen = 1;
11059 }
11060
11061 /* Try to replace every occurrence of pseudo REGNO with REPLACEMENT.
11062    There must be exactly one insn that sets this pseudo; it will be
11063    deleted if all replacements succeed and we can prove that the register
11064    is not used after the loop.  */
11065
11066 static void
11067 try_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement, unsigned int regno)
11068 {
11069   /* This is the reg that we are copying from.  */
11070   rtx reg_rtx = regno_reg_rtx[regno];
11071   rtx init_insn = 0;
11072   rtx insn;
11073   /* These help keep track of whether we replaced all uses of the reg.  */
11074   int replaced_last = 0;
11075   int store_is_first = 0;
11076
11077   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11078        insn != NULL_RTX;
11079        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11080     {
11081       rtx set;
11082
11083       /* Only substitute within one extended basic block from the initializing
11084          insn.  */
11085       if (LABEL_P (insn) && init_insn)
11086         break;
11087
11088       if (! INSN_P (insn))
11089         continue;
11090
11091       /* Is this the initializing insn?  */
11092       set = single_set (insn);
11093       if (set
11094           && REG_P (SET_DEST (set))
11095           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
11096         {
11097           gcc_assert (!init_insn);
11098
11099           init_insn = insn;
11100           if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11101             store_is_first = 1;
11102         }
11103
11104       /* Only substitute after seeing the initializing insn.  */
11105       if (init_insn && insn != init_insn)
11106         {
11107           struct note_reg_stored_arg arg;
11108
11109           replace_loop_regs (insn, reg_rtx, replacement);
11110           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn))
11111             replaced_last = 1;
11112
11113           /* Stop replacing when REPLACEMENT is modified.  */
11114           arg.reg = replacement;
11115           arg.set_seen = 0;
11116           note_stores (PATTERN (insn), note_reg_stored, &arg);
11117           if (arg.set_seen)
11118             {
11119               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL);
11120
11121               /* It is possible that we've turned previously valid REG_EQUAL to
11122                  invalid, as we change the REGNO to REPLACEMENT and unlike REGNO,
11123                  REPLACEMENT is modified, we get different meaning.  */
11124               if (note && reg_mentioned_p (replacement, XEXP (note, 0)))
11125                 remove_note (insn, note);
11126               break;
11127             }
11128         }
11129     }
11130   gcc_assert (init_insn);
11131   if (apply_change_group ())
11132     {
11133       if (loop_dump_stream)
11134         fprintf (loop_dump_stream, "  Replaced reg %d", regno);
11135       if (store_is_first && replaced_last)
11136         {
11137           rtx first;
11138           rtx retval_note;
11139
11140           /* Assume we're just deleting INIT_INSN.  */
11141           first = init_insn;
11142           /* Look for REG_RETVAL note.  If we're deleting the end of
11143              the libcall sequence, the whole sequence can go.  */
11144           retval_note = find_reg_note (init_insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
11145           /* If we found a REG_RETVAL note, find the first instruction
11146              in the sequence.  */
11147           if (retval_note)
11148             first = XEXP (retval_note, 0);
11149
11150           /* Delete the instructions.  */
11151           loop_delete_insns (first, init_insn);
11152         }
11153       if (loop_dump_stream)
11154         fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
11155     }
11156 }
11157
11158 /* Replace all the instructions from FIRST up to and including LAST
11159    with NOTE_INSN_DELETED notes.  */
11160
11161 static void
11162 loop_delete_insns (rtx first, rtx last)
11163 {
11164   while (1)
11165     {
11166       if (loop_dump_stream)
11167         fprintf (loop_dump_stream, ", deleting init_insn (%d)",
11168                  INSN_UID (first));
11169       delete_insn (first);
11170
11171       /* If this was the LAST instructions we're supposed to delete,
11172          we're done.  */
11173       if (first == last)
11174         break;
11175
11176       first = NEXT_INSN (first);
11177     }
11178 }
11179
11180 /* Try to replace occurrences of pseudo REGNO with REPLACEMENT within
11181    loop LOOP if the order of the sets of these registers can be
11182    swapped.  There must be exactly one insn within the loop that sets
11183    this pseudo followed immediately by a move insn that sets
11184    REPLACEMENT with REGNO.  */
11185 static void
11186 try_swap_copy_prop (const struct loop *loop, rtx replacement,
11187                     unsigned int regno)
11188 {
11189   rtx insn;
11190   rtx set = NULL_RTX;
11191   unsigned int new_regno;
11192
11193   new_regno = REGNO (replacement);
11194
11195   for (insn = next_insn_in_loop (loop, loop->scan_start);
11196        insn != NULL_RTX;
11197        insn = next_insn_in_loop (loop, insn))
11198     {
11199       /* Search for the insn that copies REGNO to NEW_REGNO?  */
11200       if (INSN_P (insn)
11201           && (set = single_set (insn))
11202           && REG_P (SET_DEST (set))
11203           && REGNO (SET_DEST (set)) == new_regno
11204           && REG_P (SET_SRC (set))
11205           && REGNO (SET_SRC (set)) == regno)
11206         break;
11207     }
11208
11209   if (insn != NULL_RTX)
11210     {
11211       rtx prev_insn;
11212       rtx prev_set;
11213
11214       /* Some DEF-USE info would come in handy here to make this
11215          function more general.  For now, just check the previous insn
11216          which is the most likely candidate for setting REGNO.  */
11217
11218       prev_insn = PREV_INSN (insn);
11219
11220       if (INSN_P (insn)
11221           && (prev_set = single_set (prev_insn))
11222           && REG_P (SET_DEST (prev_set))
11223           && REGNO (SET_DEST (prev_set)) == regno)
11224         {
11225           /* We have:
11226              (set (reg regno) (expr))
11227              (set (reg new_regno) (reg regno))
11228
11229              so try converting this to:
11230              (set (reg new_regno) (expr))
11231              (set (reg regno) (reg new_regno))
11232
11233              The former construct is often generated when a global
11234              variable used for an induction variable is shadowed by a
11235              register (NEW_REGNO).  The latter construct improves the
11236              chances of GIV replacement and BIV elimination.  */
11237
11238           validate_change (prev_insn, &SET_DEST (prev_set),
11239                            replacement, 1);
11240           validate_change (insn, &SET_DEST (set),
11241                            SET_SRC (set), 1);
11242           validate_change (insn, &SET_SRC (set),
11243                            replacement, 1);
11244
11245           if (apply_change_group ())
11246             {
11247               if (loop_dump_stream)
11248                 fprintf (loop_dump_stream,
11249                          "  Swapped set of reg %d at %d with reg %d at %d.\n",
11250                          regno, INSN_UID (insn),
11251                          new_regno, INSN_UID (prev_insn));
11252
11253               /* Update first use of REGNO.  */
11254               if (REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (prev_insn))
11255                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (insn);
11256
11257               /* Now perform copy propagation to hopefully
11258                  remove all uses of REGNO within the loop.  */
11259               try_copy_prop (loop, replacement, regno);
11260             }
11261         }
11262     }
11263 }
11264
11265 /* Worker function for find_mem_in_note, called via for_each_rtx.  */
11266
11267 static int
11268 find_mem_in_note_1 (rtx *x, void *data)
11269 {
11270   if (*x != NULL_RTX && MEM_P (*x))
11271     {
11272       rtx *res = (rtx *) data;
11273       *res = *x;
11274       return 1;
11275     }
11276   return 0;
11277 }
11278
11279 /* Returns the first MEM found in NOTE by depth-first search.  */
11280
11281 static rtx
11282 find_mem_in_note (rtx note)
11283 {
11284   if (note && for_each_rtx (&note, find_mem_in_note_1, &note))
11285     return note;
11286   return NULL_RTX;
11287 }
11288
11289 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
11290    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually a pointer
11291    to a structure describing the instruction currently being scanned
11292    and the MEM we are currently replacing.  */
11293
11294 static int
11295 replace_loop_mem (rtx *mem, void *data)
11296 {
11297   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11298   rtx m = *mem;
11299
11300   if (m == NULL_RTX)
11301     return 0;
11302
11303   switch (GET_CODE (m))
11304     {
11305     case MEM:
11306       break;
11307
11308     case CONST_DOUBLE:
11309       /* We're not interested in the MEM associated with a
11310          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
11311       return -1;
11312
11313     default:
11314       /* This is not a MEM.  */
11315       return 0;
11316     }
11317
11318   if (!rtx_equal_p (args->match, m))
11319     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
11320     return 0;
11321
11322   /* Actually replace the MEM.  */
11323   validate_change (args->insn, mem, args->replacement, 1);
11324
11325   return 0;
11326 }
11327
11328 static void
11329 replace_loop_mems (rtx insn, rtx mem, rtx reg, int written)
11330 {
11331   loop_replace_args args;
11332
11333   args.insn = insn;
11334   args.match = mem;
11335   args.replacement = reg;
11336
11337   for_each_rtx (&insn, replace_loop_mem, &args);
11338
11339   /* If we hoist a mem write out of the loop, then REG_EQUAL
11340      notes referring to the mem are no longer valid.  */
11341   if (written)
11342     {
11343       rtx note, sub;
11344       rtx *link;
11345
11346       for (link = &REG_NOTES (insn); (note = *link); link = &XEXP (note, 1))
11347         {
11348           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
11349               && (sub = find_mem_in_note (note))
11350               && true_dependence (mem, VOIDmode, sub, rtx_varies_p))
11351             {
11352               /* Remove the note.  */
11353               validate_change (NULL_RTX, link, XEXP (note, 1), 1);
11354               break;
11355             }
11356         }
11357     }
11358 }
11359
11360 /* Replace one register with another.  Called through for_each_rtx; PX points
11361    to the rtx being scanned.  DATA is actually a pointer to
11362    a structure of arguments.  */
11363
11364 static int
11365 replace_loop_reg (rtx *px, void *data)
11366 {
11367   rtx x = *px;
11368   loop_replace_args *args = (loop_replace_args *) data;
11369
11370   if (x == NULL_RTX)
11371     return 0;
11372
11373   if (x == args->match)
11374     validate_change (args->insn, px, args->replacement, 1);
11375
11376   return 0;
11377 }
11378
11379 static void
11380 replace_loop_regs (rtx insn, rtx reg, rtx replacement)
11381 {
11382   loop_replace_args args;
11383
11384   args.insn = insn;
11385   args.match = reg;
11386   args.replacement = replacement;
11387
11388   for_each_rtx (&insn, replace_loop_reg, &args);
11389 }
11390 \f
11391 /* Emit insn for PATTERN after WHERE_INSN in basic block WHERE_BB
11392    (ignored in the interim).  */
11393
11394 static rtx
11395 loop_insn_emit_after (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11396                       basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED, rtx where_insn,
11397                       rtx pattern)
11398 {
11399   return emit_insn_after (pattern, where_insn);
11400 }
11401
11402
11403 /* If WHERE_INSN is nonzero emit insn for PATTERN before WHERE_INSN
11404    in basic block WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop
11405    otherwise hoist PATTERN into the loop pre-header.  */
11406
11407 static rtx
11408 loop_insn_emit_before (const struct loop *loop,
11409                        basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11410                        rtx where_insn, rtx pattern)
11411 {
11412   if (! where_insn)
11413     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11414   return emit_insn_before (pattern, where_insn);
11415 }
11416
11417
11418 /* Emit call insn for PATTERN before WHERE_INSN in basic block
11419    WHERE_BB (ignored in the interim) within the loop.  */
11420
11421 static rtx
11422 loop_call_insn_emit_before (const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
11423                             basic_block where_bb ATTRIBUTE_UNUSED,
11424                             rtx where_insn, rtx pattern)
11425 {
11426   return emit_call_insn_before (pattern, where_insn);
11427 }
11428
11429
11430 /* Hoist insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11431
11432 static rtx
11433 loop_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11434 {
11435   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11436 }
11437
11438
11439 /* Hoist call insn for PATTERN into the loop pre-header.  */
11440
11441 static rtx
11442 loop_call_insn_hoist (const struct loop *loop, rtx pattern)
11443 {
11444   return loop_call_insn_emit_before (loop, 0, loop->start, pattern);
11445 }
11446
11447
11448 /* Sink insn for PATTERN after the loop end.  */
11449
11450 static rtx
11451 loop_insn_sink (const struct loop *loop, rtx pattern)
11452 {
11453   return loop_insn_emit_before (loop, 0, loop->sink, pattern);
11454 }
11455
11456 /* bl->final_value can be either general_operand or PLUS of general_operand
11457    and constant.  Emit sequence of instructions to load it into REG.  */
11458 static rtx
11459 gen_load_of_final_value (rtx reg, rtx final_value)
11460 {
11461   rtx seq;
11462   start_sequence ();
11463   final_value = force_operand (final_value, reg);
11464   if (final_value != reg)
11465     emit_move_insn (reg, final_value);
11466   seq = get_insns ();
11467   end_sequence ();
11468   return seq;
11469 }
11470
11471 /* If the loop has multiple exits, emit insn for PATTERN before the
11472    loop to ensure that it will always be executed no matter how the
11473    loop exits.  Otherwise, emit the insn for PATTERN after the loop,
11474    since this is slightly more efficient.  */
11475
11476 static rtx
11477 loop_insn_sink_or_swim (const struct loop *loop, rtx pattern)
11478 {
11479   if (loop->exit_count)
11480     return loop_insn_hoist (loop, pattern);
11481   else
11482     return loop_insn_sink (loop, pattern);
11483 }
11484 \f
11485 static void
11486 loop_ivs_dump (const struct loop *loop, FILE *file, int verbose)
11487 {
11488   struct iv_class *bl;
11489   int iv_num = 0;
11490
11491   if (! loop || ! file)
11492     return;
11493
11494   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11495     iv_num++;
11496
11497   fprintf (file, "Loop %d: %d IV classes\n", loop->num, iv_num);
11498
11499   for (bl = LOOP_IVS (loop)->list; bl; bl = bl->next)
11500     {
11501       loop_iv_class_dump (bl, file, verbose);
11502       fputc ('\n', file);
11503     }
11504 }
11505
11506
11507 static void
11508 loop_iv_class_dump (const struct iv_class *bl, FILE *file,
11509                     int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11510 {
11511   struct induction *v;
11512   rtx incr;
11513   int i;
11514
11515   if (! bl || ! file)
11516     return;
11517
11518   fprintf (file, "IV class for reg %d, benefit %d\n",
11519            bl->regno, bl->total_benefit);
11520
11521   fprintf (file, " Init insn %d", INSN_UID (bl->init_insn));
11522   if (bl->initial_value)
11523     {
11524       fprintf (file, ", init val: ");
11525       print_simple_rtl (file, bl->initial_value);
11526     }
11527   if (bl->initial_test)
11528     {
11529       fprintf (file, ", init test: ");
11530       print_simple_rtl (file, bl->initial_test);
11531     }
11532   fputc ('\n', file);
11533
11534   if (bl->final_value)
11535     {
11536       fprintf (file, " Final val: ");
11537       print_simple_rtl (file, bl->final_value);
11538       fputc ('\n', file);
11539     }
11540
11541   if ((incr = biv_total_increment (bl)))
11542     {
11543       fprintf (file, " Total increment: ");
11544       print_simple_rtl (file, incr);
11545       fputc ('\n', file);
11546     }
11547
11548   /* List the increments.  */
11549   for (i = 0, v = bl->biv; v; v = v->next_iv, i++)
11550     {
11551       fprintf (file, " Inc%d: insn %d, incr: ", i, INSN_UID (v->insn));
11552       print_simple_rtl (file, v->add_val);
11553       fputc ('\n', file);
11554     }
11555
11556   /* List the givs.  */
11557   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv, i++)
11558     {
11559       fprintf (file, " Giv%d: insn %d, benefit %d, ",
11560                i, INSN_UID (v->insn), v->benefit);
11561       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
11562         print_simple_rtl (file, v->mem);
11563       else
11564         print_simple_rtl (file, single_set (v->insn));
11565       fputc ('\n', file);
11566     }
11567 }
11568
11569
11570 static void
11571 loop_biv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11572 {
11573   if (! v || ! file)
11574     return;
11575
11576   fprintf (file,
11577            "Biv %d: insn %d",
11578            REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11579   fprintf (file, " const ");
11580   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11581
11582   if (verbose && v->final_value)
11583     {
11584       fputc ('\n', file);
11585       fprintf (file, " final ");
11586       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11587     }
11588
11589   fputc ('\n', file);
11590 }
11591
11592
11593 static void
11594 loop_giv_dump (const struct induction *v, FILE *file, int verbose)
11595 {
11596   if (! v || ! file)
11597     return;
11598
11599   if (v->giv_type == DEST_REG)
11600     fprintf (file, "Giv %d: insn %d",
11601              REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
11602   else
11603     fprintf (file, "Dest address: insn %d",
11604              INSN_UID (v->insn));
11605
11606   fprintf (file, " src reg %d benefit %d",
11607            REGNO (v->src_reg), v->benefit);
11608   fprintf (file, " lifetime %d",
11609            v->lifetime);
11610
11611   if (v->replaceable)
11612     fprintf (file, " replaceable");
11613
11614   if (v->no_const_addval)
11615     fprintf (file, " ncav");
11616
11617   if (v->ext_dependent)
11618     {
11619       switch (GET_CODE (v->ext_dependent))
11620         {
11621         case SIGN_EXTEND:
11622           fprintf (file, " ext se");
11623           break;
11624         case ZERO_EXTEND:
11625           fprintf (file, " ext ze");
11626           break;
11627         case TRUNCATE:
11628           fprintf (file, " ext tr");
11629           break;
11630         default:
11631           gcc_unreachable ();
11632         }
11633     }
11634
11635   fputc ('\n', file);
11636   fprintf (file, " mult ");
11637   print_simple_rtl (file, v->mult_val);
11638
11639   fputc ('\n', file);
11640   fprintf (file, " add  ");
11641   print_simple_rtl (file, v->add_val);
11642
11643   if (verbose && v->final_value)
11644     {
11645       fputc ('\n', file);
11646       fprintf (file, " final ");
11647       print_simple_rtl (file, v->final_value);
11648     }
11649
11650   fputc ('\n', file);
11651 }
11652
11653
11654 void
11655 debug_ivs (const struct loop *loop)
11656 {
11657   loop_ivs_dump (loop, stderr, 1);
11658 }
11659
11660
11661 void
11662 debug_iv_class (const struct iv_class *bl)
11663 {
11664   loop_iv_class_dump (bl, stderr, 1);
11665 }
11666
11667
11668 void
11669 debug_biv (const struct induction *v)
11670 {
11671   loop_biv_dump (v, stderr, 1);
11672 }
11673
11674
11675 void
11676 debug_giv (const struct induction *v)
11677 {
11678   loop_giv_dump (v, stderr, 1);
11679 }
11680
11681
11682 #define LOOP_BLOCK_NUM_1(INSN) \
11683 ((INSN) ? (BLOCK_FOR_INSN (INSN) ? BLOCK_NUM (INSN) : - 1) : -1)
11684
11685 /* The notes do not have an assigned block, so look at the next insn.  */
11686 #define LOOP_BLOCK_NUM(INSN) \
11687 ((INSN) ? (NOTE_P (INSN) \
11688             ? LOOP_BLOCK_NUM_1 (next_nonnote_insn (INSN)) \
11689             : LOOP_BLOCK_NUM_1 (INSN)) \
11690         : -1)
11691
11692 #define LOOP_INSN_UID(INSN) ((INSN) ? INSN_UID (INSN) : -1)
11693
11694 static void
11695 loop_dump_aux (const struct loop *loop, FILE *file,
11696                int verbose ATTRIBUTE_UNUSED)
11697 {
11698   rtx label;
11699
11700   if (! loop || ! file || !BB_HEAD (loop->first))
11701     return;
11702
11703   /* Print diagnostics to compare our concept of a loop with
11704      what the loop notes say.  */
11705   if (! PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))
11706       || !NOTE_P (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11707       || NOTE_LINE_NUMBER (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first)))
11708       != NOTE_INSN_LOOP_BEG)
11709     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_BEG at %d\n",
11710              INSN_UID (PREV_INSN (BB_HEAD (loop->first))));
11711   if (! NEXT_INSN (BB_END (loop->last))
11712       || !NOTE_P (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11713       || NOTE_LINE_NUMBER (NEXT_INSN (BB_END (loop->last)))
11714       != NOTE_INSN_LOOP_END)
11715     fprintf (file, ";;  No NOTE_INSN_LOOP_END at %d\n",
11716              INSN_UID (NEXT_INSN (BB_END (loop->last))));
11717
11718   if (loop->start)
11719     {
11720       fprintf (file,
11721                ";;  start %d (%d), end %d (%d)\n",
11722                LOOP_BLOCK_NUM (loop->start),
11723                LOOP_INSN_UID (loop->start),
11724                LOOP_BLOCK_NUM (loop->end),
11725                LOOP_INSN_UID (loop->end));
11726       fprintf (file, ";;  top %d (%d), scan start %d (%d)\n",
11727                LOOP_BLOCK_NUM (loop->top),
11728                LOOP_INSN_UID (loop->top),
11729                LOOP_BLOCK_NUM (loop->scan_start),
11730                LOOP_INSN_UID (loop->scan_start));
11731       fprintf (file, ";;  exit_count %d", loop->exit_count);
11732       if (loop->exit_count)
11733         {
11734           fputs (", labels:", file);
11735           for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
11736             {
11737               fprintf (file, " %d ",
11738                        LOOP_INSN_UID (XEXP (label, 0)));
11739             }
11740         }
11741       fputs ("\n", file);
11742     }
11743 }
11744
11745 /* Call this function from the debugger to dump LOOP.  */
11746
11747 void
11748 debug_loop (const struct loop *loop)
11749 {
11750   flow_loop_dump (loop, stderr, loop_dump_aux, 1);
11751 }
11752
11753 /* Call this function from the debugger to dump LOOPS.  */
11754
11755 void
11756 debug_loops (const struct loops *loops)
11757 {
11758   flow_loops_dump (loops, stderr, loop_dump_aux, 1);
11759 }
11760 \f
11761 static bool
11762 gate_handle_loop_optimize (void)
11763 {
11764   return (optimize > 0 && flag_loop_optimize);
11765 }
11766
11767 /* Move constant computations out of loops.  */
11768 static void
11769 rest_of_handle_loop_optimize (void)
11770 {
11771   int do_prefetch;
11772
11773   /* CFG is no longer maintained up-to-date.  */
11774   free_bb_for_insn ();
11775   profile_status = PROFILE_ABSENT;
11776   
11777   do_prefetch = flag_prefetch_loop_arrays ? LOOP_PREFETCH : 0;
11778   
11779   if (flag_rerun_loop_opt)
11780     {
11781       cleanup_barriers ();
11782       
11783       /* We only want to perform unrolling once.  */
11784       loop_optimize (get_insns (), dump_file, 0);
11785       
11786       /* The first call to loop_optimize makes some instructions
11787          trivially dead.  We delete those instructions now in the
11788          hope that doing so will make the heuristics in loop work
11789          better and possibly speed up compilation.  */
11790       delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11791   
11792       /* The regscan pass is currently necessary as the alias
11793          analysis code depends on this information.  */
11794       reg_scan (get_insns (), max_reg_num ());
11795     } 
11796   cleanup_barriers ();
11797   loop_optimize (get_insns (), dump_file, do_prefetch);
11798       
11799   /* Loop can create trivially dead instructions.  */
11800   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
11801   find_basic_blocks (get_insns ());
11802 }
11803
11804 struct tree_opt_pass pass_loop_optimize =
11805 {
11806   "old-loop",                           /* name */
11807   gate_handle_loop_optimize,            /* gate */   
11808   rest_of_handle_loop_optimize,         /* execute */       
11809   NULL,                                 /* sub */
11810   NULL,                                 /* next */
11811   0,                                    /* static_pass_number */
11812   TV_LOOP,                              /* tv_id */
11813   0,                                    /* properties_required */
11814   0,                                    /* properties_provided */
11815   0,                                    /* properties_destroyed */
11816   0,                                    /* todo_flags_start */
11817   TODO_dump_func |
11818   TODO_ggc_collect,                     /* todo_flags_finish */
11819   'L'                                   /* letter */
11820 };
11821
11822