gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "insn-config.h"
  43 #include "insn-flags.h"
  44 #include "regs.h"
  45 #include "hard-reg-set.h"
  46 #include "recog.h"
  47 #include "flags.h"
  48 #include "real.h"
  49 #include "loop.h"
  50 #include "except.h"
  51 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.  */
2174                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2175                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2176                       else
2177                         reg_map[m1->regno]
2178                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2179                                                 m->set_dest);
2180
2181                       /* Get rid of the matching insn
2182                          and prevent further processing of it.  */
2183                       m1->done = 1;
2184
2185                       /* if library call, delete all insn except last, which
2186                          is deleted below */
2187                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2188                                                  NULL_RTX)))
2189                         {
2190                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2191                                temp = NEXT_INSN (temp))
2192                             delete_insn (temp);
2193                         }
2194                       delete_insn (m1->insn);
2195
2196                       /* Any other movable that loads the same register
2197                          MUST be moved.  */
2198                       already_moved[m1->regno] = 1;
2199
2200                       /* The reg merged here is now invariant,
2201                          if the reg it matches is invariant.  */
2202                       if (! m->partial)
2203                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2204                     }
2205             }
2206           else if (loop_dump_stream)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2208         }
2209       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2210         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2211
2212       if (loop_dump_stream)
2213         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2214     }
2215
2216   if (new_start == 0)
2217     new_start = loop_start;
2218
2219   /* Go through all the instructions in the loop, making
2220      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2221   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2222     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2223         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2224       {
2225         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2226         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2227         INSN_CODE (p) = -1;
2228       }
2229 }
2230 \f
2231 #if 0
2232 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2233    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2234
2235 static void
2236 replace_call_address (x, reg, addr)
2237      rtx x, reg, addr;
2238 {
2239   register enum rtx_code code;
2240   register int i;
2241   register char *fmt;
2242
2243   if (x == 0)
2244     return;
2245   code = GET_CODE (x);
2246   switch (code)
2247     {
2248     case PC:
2249     case CC0:
2250     case CONST_INT:
2251     case CONST_DOUBLE:
2252     case CONST:
2253     case SYMBOL_REF:
2254     case LABEL_REF:
2255     case REG:
2256       return;
2257
2258     case SET:
2259       /* Short cut for very common case.  */
2260       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2261       return;
2262
2263     case CALL:
2264       /* Short cut for very common case.  */
2265       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2266       return;
2267
2268     case MEM:
2269       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2270          something is wrong.  */
2271       if (XEXP (x, 0) != reg)
2272         abort ();
2273       XEXP (x, 0) = addr;
2274       return;
2275
2276     default:
2277       break;
2278     }
2279
2280   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2281   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2282     {
2283       if (fmt[i] == 'e')
2284         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2285       if (fmt[i] == 'E')
2286         {
2287           register int j;
2288           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2289             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2290         }
2291     }
2292 }
2293 #endif
2294 \f
2295 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2296    in the rtx X.  */
2297
2298 static int
2299 count_nonfixed_reads (x)
2300      rtx x;
2301 {
2302   register enum rtx_code code;
2303   register int i;
2304   register char *fmt;
2305   int value;
2306
2307   if (x == 0)
2308     return 0;
2309
2310   code = GET_CODE (x);
2311   switch (code)
2312     {
2313     case PC:
2314     case CC0:
2315     case CONST_INT:
2316     case CONST_DOUBLE:
2317     case CONST:
2318     case SYMBOL_REF:
2319     case LABEL_REF:
2320     case REG:
2321       return 0;
2322
2323     case MEM:
2324       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2325               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2326
2327     default:
2328       break;
2329     }
2330
2331   value = 0;
2332   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2333   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2334     {
2335       if (fmt[i] == 'e')
2336         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2337       if (fmt[i] == 'E')
2338         {
2339           register int j;
2340           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2341             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2342         }
2343     }
2344   return value;
2345 }
2346
2347 \f
2348 #if 0
2349 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2350    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2351    if the machine supports such an instruction,
2352    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2353
2354 static void
2355 constant_high_bytes (p, loop_start)
2356      rtx p, loop_start;
2357 {
2358   register rtx new;
2359   register int insn_code_number;
2360
2361   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2362      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2363
2364   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2365                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2366                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2367                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2368                                    0)),
2369                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2370   insn_code_number = recog (new, p);
2371
2372   if (insn_code_number)
2373     {
2374       register int i;
2375
2376       /* Clear destination register before the loop.  */
2377       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2378                                      const0_rtx),
2379                         loop_start);
2380
2381       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2382       PATTERN (p) = new;
2383     }
2384 }
2385 #endif
2386 \f
2387 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2388    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2389    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2390    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2391
2392 static void
2393 prescan_loop (start, end)
2394      rtx start, end;
2395 {
2396   register int level = 1;
2397   rtx insn;
2398   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2399   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2400      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2401      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2402      might end up between the two.  */
2403   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2404   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2405     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2406
2407   unknown_address_altered = 0;
2408   loop_has_call = 0;
2409   loop_has_volatile = 0;
2410   loop_has_tablejump = 0;
2411   loop_store_mems = NULL_RTX;
2412   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2413   loop_mems_idx = 0;
2414
2415   num_mem_sets = 0;
2416   loops_enclosed = 1;
2417   loop_continue = 0;
2418
2419   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2420        insn = NEXT_INSN (insn))
2421     {
2422       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2423         {
2424           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2425             {
2426               ++level;
2427               /* Count number of loops contained in this one.  */
2428               loops_enclosed++;
2429             }
2430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2431             {
2432               --level;
2433               if (level == 0)
2434                 {
2435                   end = insn;
2436                   break;
2437                 }
2438             }
2439           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2440             {
2441               if (level == 1)
2442                 loop_continue = insn;
2443             }
2444         }
2445       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2446         {
2447           if (! CONST_CALL_P (insn))
2448             unknown_address_altered = 1;
2449           loop_has_call = 1;
2450         }
2451       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2452         {
2453           rtx label1 = NULL_RTX;
2454           rtx label2 = NULL_RTX;
2455
2456           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2457             loop_has_volatile = 1;
2458
2459           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2460               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2461                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2462             loop_has_tablejump = 1;
2463
2464           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2465           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2466             first_loop_store_insn = insn;
2467
2468           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2469               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2471               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2472             {
2473               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2474                 {
2475                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2476                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2477                 }
2478               else
2479                 {
2480                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2481                 }
2482
2483               do {
2484                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2485                   {
2486                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2487                       {
2488                         /* Something tricky.  */
2489                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2490                         break;
2491                       }
2492                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2493                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2494                       {
2495                         /* A jump outside the current loop.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                   }
2500
2501                 label1 = label2;
2502                 label2 = NULL_RTX;
2503               } while (label1);
2504             }
2505         }
2506       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2507         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2508     }
2509
2510   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2511   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2512       !unknown_address_altered
2513       /* An exception thrown by a called function might land us
2514          anywhere.  */
2515       && !loop_has_call
2516       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2517          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2518          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2519          require actual function calls.  */
2520       && !current_function_calls_alloca
2521       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2522          end.  */
2523       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2524     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2525          insn = NEXT_INSN (insn))
2526       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2527 }
2528 \f
2529 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2530    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2531    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2532    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2533    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2534    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2535    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2536
2537 static void
2538 verify_dominator (loop_number)
2539      int loop_number;
2540 {
2541   rtx insn;
2542
2543   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2544     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2545        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2546     return;
2547   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2548     {
2549       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2550       return;
2551     }
2552   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2553        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2554        insn = NEXT_INSN (insn))
2555     {
2556       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2557           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2558         {
2559           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2560           int label_luid = INSN_LUID (label);
2561
2562           if (! condjump_p (insn)
2563               && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2564             {
2565               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2566               return;
2567             }
2568           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2569               && (label_luid
2570                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2571             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2572         }
2573     }
2574 }
2575
2576 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2577    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2578    to from outside the loop.  */
2579
2580 static void
2581 find_and_verify_loops (f)
2582      rtx f;
2583 {
2584   rtx insn, label;
2585   int current_loop = -1;
2586   int next_loop = -1;
2587   int loop;
2588
2589   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2590
2591   /* If there are jumps to undefined labels,
2592      treat them as jumps out of any/all loops.
2593      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2594   uid_loop_num[0] = -1;
2595
2596   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2597      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2598
2599   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2600     {
2601       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2602         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2603           {
2604           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2605             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2606             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2607             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2608             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2609             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2610             loop_invalid[next_loop] = 0;
2611             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2612             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2613             current_loop = next_loop;
2614             break;
2615
2616           case NOTE_INSN_SETJMP:
2617             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2618                enclosing loop.  */
2619             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2620               {
2621                 loop_invalid[loop] = 1;
2622                 if (loop_dump_stream)
2623                   fprintf (loop_dump_stream,
2624                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2625                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2626               }
2627             break;
2628
2629           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2630             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2631             break;
2632           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2633             if (current_loop == -1)
2634               abort ();
2635
2636             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2637             verify_dominator (current_loop);
2638             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2639             break;
2640
2641           default:
2642             break;
2643           }
2644       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2645          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2646       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2647                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2648                && current_loop >= 0)
2649         {
2650           int this_loop;
2651           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2652
2653           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2654             label = NULL_RTX;
2655
2656           this_loop = current_loop;
2657           do
2658             {
2659               /* First see if we care about this loop.  */
2660               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2661                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2662                 {
2663                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2664                      loop_number_const_dominator.  */
2665                   if (! label)
2666                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2667                   else
2668                     /* Check if the destination is between loop start and
2669                        cont.  */
2670                     if ((INSN_LUID (label)
2671                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2672                         && (INSN_LUID (label)
2673                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2674                         /* And if there is no later destination already
2675                            recorded.  */
2676                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2677                             || (INSN_LUID (label)
2678                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2679                                              [this_loop]))))
2680                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2681                 }
2682               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2683             }
2684           while (this_loop >= 0);
2685         }
2686
2687       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2688          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2689       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2690     }
2691
2692   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2693      because it can be jumped into from anywhere.  */
2694
2695   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2696     {
2697       int loop_num;
2698
2699       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2700            loop_num != -1;
2701            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2702         loop_invalid[loop_num] = 1;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2706      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       int loop_num;
2711
2712       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2713            loop_num != -1;
2714            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2715         loop_invalid[loop_num] = 1;
2716     }
2717
2718   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2719      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2720      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2721      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2722      anywhere.
2723
2724      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2725      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2726      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2727      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2728      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2729      possible second cse pass.  */
2730
2731   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2732     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2733       {
2734         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2735
2736         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2737           {
2738             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2739             if (note)
2740               {
2741                 int loop_num;
2742
2743                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2744                      loop_num != -1;
2745                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2746                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2747               }
2748           }
2749
2750         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2751           continue;
2752
2753         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2754
2755         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2756         if (this_loop_num != -1
2757             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2758                 || (simplejump_p (insn)
2759                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2760                         != this_loop_num)))
2761             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2762           {
2763             rtx p;
2764             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2765             int dest_loop;
2766             int outer_loop = -1;
2767
2768             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2769                or a JUMP_INSN.  */
2770             for (p = PREV_INSN (insn);
2771                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2772                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2773                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2774                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2775                  p = PREV_INSN (p))
2776               ;
2777
2778             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2779                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2780
2781             if (JUMP_LABEL (insn))
2782               {
2783                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2784                 if (dest_loop != -1)
2785                   {
2786                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2787                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2788                       if (outer_loop == this_loop_num)
2789                         break;
2790                   }
2791               }
2792
2793             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2794
2795             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2796                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2797               outer_loop = this_loop_num;
2798
2799             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2800                we have a block of code to try to move.
2801
2802                We look backward and then forward from the target of INSN
2803                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2804                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2805                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2806                and move the block of code to the spot we found.  */
2807
2808             if (outer_loop == -1
2809                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2810                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2811                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2812                    These always indicate compilation errors.  */
2813                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2814                 && condjump_p (p)
2815                 && ! simplejump_p (p)
2816                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2817               {
2818                 rtx target
2819                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2820                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2821                 rtx loc;
2822
2823                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2824                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2825                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2826                     break;
2827
2828                 if (loc == 0)
2829                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2830                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2831                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2832                       break;
2833
2834                 if (loc)
2835                   {
2836                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2837                     rtx new_label = get_label_after (p);
2838
2839                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2840                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2841
2842                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2843                        we can invert P.  */
2844                    if (invert_jump (p, new_label))
2845                      {
2846                        rtx q, r;
2847
2848                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2849                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2850                           path, we'll need to insert an jump around our block
2851                           and a add a BARRIER before TARGET.
2852
2853                           This creates an extra unconditional jump outside
2854                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2855                           executed instructions from inside the loop usually
2856                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2857                           outside the loop.  */
2858                        if (loc == 0)
2859                          {
2860                            rtx temp;
2861
2862                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2863                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2864                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2865                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2866                            loc = emit_barrier_before (target);
2867                          }
2868
2869                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2870                           block after LOC.  */
2871                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2872                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2873
2874                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2875                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2876                             q = NEXT_INSN (q))
2877                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2878
2879                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2880                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2881                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2882                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2883                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2884                        if (JUMP_LABEL (insn))
2885                          {
2886                            int loop_num;
2887
2888                            for (q = 0,
2889                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2890                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2891                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2892                                {
2893                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2894                                  if (q)
2895                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2896                                  else
2897                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2898                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2899                                  break;
2900                                }
2901
2902                            for (loop_num = this_loop_num;
2903                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2904                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2905                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2906
2907                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2908                            if (! r)
2909                              abort ();
2910                          }
2911
2912                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2913                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2914                           The easiest way to do this is to just call
2915                           mark_loop_jump again for P.  */
2916                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2917
2918                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2919                           delete INSN.  */
2920                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2921                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2922                                == next_real_insn (insn)))
2923                          delete_insn (insn);
2924                      }
2925
2926                     /* Continue the loop after where the conditional
2927                        branch used to jump, since the only branch insn
2928                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2929                        branch and hence needs no processing.  */
2930                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2931
2932                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2933                       delete_insn (cond_label);
2934
2935                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2936                     insn = PREV_INSN (insn);
2937                   }
2938               }
2939           }
2940       }
2941 }
2942
2943 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2944    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2945
2946    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2947
2948 static void
2949 mark_loop_jump (x, loop_num)
2950      rtx x;
2951      int loop_num;
2952 {
2953   int dest_loop;
2954   int outer_loop;
2955   int i;
2956
2957   switch (GET_CODE (x))
2958     {
2959     case PC:
2960     case USE:
2961     case CLOBBER:
2962     case REG:
2963     case MEM:
2964     case CONST_INT:
2965     case CONST_DOUBLE:
2966     case RETURN:
2967       return;
2968
2969     case CONST:
2970       /* There could be a label reference in here.  */
2971       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2972       return;
2973
2974     case PLUS:
2975     case MINUS:
2976     case MULT:
2977       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2978       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2979       return;
2980
2981     case LO_SUM:
2982       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2983       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2984       return;
2985
2986     case SIGN_EXTEND:
2987     case ZERO_EXTEND:
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2989       return;
2990
2991     case LABEL_REF:
2992       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2993
2994       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2995          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2996          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2997          false.  */
2998
2999       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3000          since this does not count as a loop exit.  */
3001       if (dest_loop != -1)
3002         {
3003           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3004                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3005             if (outer_loop == loop_num)
3006               break;
3007         }
3008       else
3009         outer_loop = -1;
3010
3011       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3012         {
3013           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3014           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3015           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3016
3017           for (outer_loop = loop_num;
3018                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3019                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3020             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3021         }
3022
3023       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3024          by it, it invalidates at least one loop.  */
3025
3026       if (dest_loop == -1)
3027         return;
3028
3029       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3030          label, except those that also contain the jump insn.  */
3031
3032       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3033         {
3034           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3035           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3036                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3037             if (dest_loop == outer_loop)
3038               return;
3039
3040           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3041           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3042             fprintf (loop_dump_stream,
3043                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3044                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3045
3046           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3047         }
3048       return;
3049
3050     case SET:
3051       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3052       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3053         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3054       return;
3055
3056     case IF_THEN_ELSE:
3057       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3058       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3059       return;
3060
3061     case PARALLEL:
3062     case ADDR_VEC:
3063       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3064         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3065       return;
3066
3067     case ADDR_DIFF_VEC:
3068       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3069         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3070       return;
3071
3072     default:
3073       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3074          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3075          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3076          loop and any containing loops as invalid.  */
3077       if (loop_num != -1)
3078         {
3079           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3080                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3081             {
3082               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3083                 fprintf (loop_dump_stream,
3084                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3085                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3086               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3087             }
3088         }
3089       return;
3090     }
3091 }
3092 \f
3093 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3094    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3095    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3096    been previously created by loop.c).  */
3097
3098 static int
3099 labels_in_range_p (insn, end)
3100      rtx insn;
3101      int end;
3102 {
3103   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3104     {
3105       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3106         return 1;
3107       insn = NEXT_INSN (insn);
3108     }
3109
3110   return 0;
3111 }
3112
3113 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3114
3115 static void
3116 note_addr_stored (x, y)
3117      rtx x;
3118      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3119 {
3120   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3121     return;
3122
3123   /* Count number of memory writes.
3124      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3125   num_mem_sets++;
3126
3127   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3128   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3129     unknown_address_altered = 1;
3130
3131   if (unknown_address_altered)
3132     return;
3133
3134   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3135 }
3136 \f
3137 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3138
3139    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3140
3141    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3142    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3143    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3144
3145 int
3146 invariant_p (x)
3147      register rtx x;
3148 {
3149   register int i;
3150   register enum rtx_code code;
3151   register char *fmt;
3152   int conditional = 0;
3153   rtx mem_list_entry;
3154
3155   if (x == 0)
3156     return 1;
3157   code = GET_CODE (x);
3158   switch (code)
3159     {
3160     case CONST_INT:
3161     case CONST_DOUBLE:
3162     case SYMBOL_REF:
3163     case CONST:
3164       return 1;
3165
3166     case LABEL_REF:
3167       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3168          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3169          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3170          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3171          the address of this label into a register might get moved outside
3172          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3173
3174          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3175          labels.  */
3176       if (flag_unroll_loops)
3177         return 0;
3178       else
3179         return 1;
3180
3181     case PC:
3182     case CC0:
3183     case UNSPEC_VOLATILE:
3184       return 0;
3185
3186     case REG:
3187       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3188          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3189
3190       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3191            || x == arg_pointer_rtx)
3192           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3193         return 1;
3194
3195       if (loop_has_call
3196           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3197         return 0;
3198
3199       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3200         return 2;
3201
3202       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3203
3204     case MEM:
3205       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3206          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3207          will be rejected also.  */
3208       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3209         return 0;
3210
3211       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3212          invariant if their address is.  */
3213       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3214         break;
3215
3216       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3217          clobbered.  */
3218       if (unknown_address_altered)
3219         return 0;
3220
3221       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3222       mem_list_entry = loop_store_mems;
3223       while (mem_list_entry)
3224         {
3225           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3226                                x, rtx_varies_p))
3227             return 0;
3228           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3229         }
3230
3231       /* It's not invalidated by a store in memory
3232          but we must still verify the address is invariant.  */
3233       break;
3234
3235     case ASM_OPERANDS:
3236       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3237       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3238         return 0;
3239       break;
3240
3241     default:
3242       break;
3243     }
3244
3245   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3246   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3247     {
3248       if (fmt[i] == 'e')
3249         {
3250           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3251           if (tem == 0)
3252             return 0;
3253           if (tem == 2)
3254             conditional = 1;
3255         }
3256       else if (fmt[i] == 'E')
3257         {
3258           register int j;
3259           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3260             {
3261               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3262               if (tem == 0)
3263                 return 0;
3264               if (tem == 2)
3265                 conditional = 1;
3266             }
3267
3268         }
3269     }
3270
3271   return 1 + conditional;
3272 }
3273
3274 \f
3275 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3276    are INSN and the immediately following insns,
3277    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3278    (not counting uses of REG in them).
3279
3280    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3281
3282    We assume that INSN itself is the first set of REG
3283    and that its source is invariant.  */
3284
3285 static int
3286 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3287      int n_sets;
3288      rtx reg, insn;
3289 {
3290   register rtx p = insn;
3291   register int regno = REGNO (reg);
3292   rtx temp;
3293   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3294   int count = n_sets - 1;
3295   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3296   int value = 0;
3297   int this;
3298
3299   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3300   if (n_sets == 127)
3301     return 0;
3302
3303   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3304
3305   while (count > 0)
3306     {
3307       register enum rtx_code code;
3308       rtx set;
3309
3310       p = NEXT_INSN (p);
3311       code = GET_CODE (p);
3312
3313       /* If library call, skip to end of it.  */
3314       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3315         p = XEXP (temp, 0);
3316
3317       this = 0;
3318       if (code == INSN
3319           && (set = single_set (p))
3320           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3321           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3322         {
3323           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3324           if (this != 0)
3325             value |= this;
3326           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3327             {
3328               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3329                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3330                  notes are OK.  */
3331               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3332                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3333                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3334               if (this != 0)
3335                 value |= this;
3336             }
3337         }
3338       if (this != 0)
3339         count--;
3340       else if (code != NOTE)
3341         {
3342           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3343           return 0;
3344         }
3345     }
3346
3347   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3348   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3349   return 1 + (value & 2);
3350 }
3351
3352 #if 0
3353 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3354    to be moved, so we no longer test it.  */
3355
3356 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3357    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3358
3359 static int
3360 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3361      rtx reg, insn;
3362      short *table;
3363 {
3364   register rtx p = insn;
3365   register int regno = REGNO (reg);
3366
3367   while (1)
3368     {
3369       register enum rtx_code code;
3370       p = NEXT_INSN (p);
3371       code = GET_CODE (p);
3372       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3373         return 1;
3374       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3375           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3376           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3377         {
3378           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3379             return 0;
3380         }
3381     }
3382 }
3383 #endif /* 0 */
3384 \f
3385 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3386    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3387    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3388
3389 static void
3390 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3391      rtx insn;
3392      rtx x;
3393      varray_type usage;
3394 {
3395   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3396   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3397   int i, j;
3398
3399   if (code == REG)
3400     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3401       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3402          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3403         ? const0_rtx : insn;
3404
3405   else if (code == SET)
3406     {
3407       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3408          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3409          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3410          for it.  */
3411       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3412         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3413       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3414     }
3415   else
3416     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3417       {
3418         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3419           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3420         else if (fmt[i] == 'E')
3421           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3422             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3423       }
3424 }
3425 \f
3426 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3427    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3428
3429 static void
3430 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3431      rtx insn, x;
3432      varray_type may_not_move;
3433      rtx *last_set;
3434 {
3435   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3436     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3437        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3438     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3439
3440   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3441     {
3442       rtx dest = SET_DEST (x);
3443       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3444              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3445              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3446              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3447         dest = XEXP (dest, 0);
3448       if (GET_CODE (dest) == REG)
3449         {
3450           register int regno = REGNO (dest);
3451           /* If this is the first setting of this reg
3452              in current basic block, and it was set before,
3453              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3454              be moved out of the loop.  */
3455           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3456               && last_set[regno] == 0)
3457             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3458           /* If this is not first setting in current basic block,
3459              see if reg was used in between previous one and this.
3460              If so, neither one can be moved.  */
3461           if (last_set[regno] != 0
3462               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3463             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3464           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3465             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3466           last_set[regno] = insn;
3467         }
3468     }
3469 }
3470
3471 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3472    that is modified by an insn between FROM and TO.
3473    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3474    stop incrementing it, to avoid overflow.
3475
3476    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3477    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3478    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3479    in which case this processing is not done.
3480
3481    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3482    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3483
3484 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3485    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3486
3487 static void
3488 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3489      register rtx from, to;
3490      varray_type may_not_move;
3491      varray_type single_usage;
3492      int *count_ptr;
3493      int nregs;
3494 {
3495   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3496   register rtx insn;
3497   register int count = 0;
3498
3499   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3500   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3501     {
3502       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3503         {
3504           ++count;
3505
3506           /* Record registers that have exactly one use.  */
3507           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3508
3509           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3510           if (REG_NOTES (insn))
3511             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3512
3513           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3514               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3515             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3516           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3517             {
3518               register int i;
3519               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3520                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3521                                may_not_move, last_set);
3522             }
3523         }
3524
3525       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3526         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3527     }
3528   *count_ptr = count;
3529 }
3530 \f
3531 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3532    and that is entered at SCAN_START,
3533    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3534    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3535    from the loop entry point.
3536
3537    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3538    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3539    from an inner loop past two loops.  */
3540
3541 static int
3542 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3543      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3544 {
3545   rtx reg = SET_DEST (set);
3546   rtx p;
3547
3548   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3549      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3550   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3551     {
3552       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3553           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3554         return 1;
3555
3556       if (p == loop_end)
3557         p = loop_start;
3558     }
3559
3560   return 0;
3561 }
3562 \f
3563 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3564    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3565 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3566    value is a linear function of a biv.  */
3567
3568 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3569    Givs by `general_induction_var'.  */
3570
3571 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3572    induction variable, and if so what type.  */
3573
3574 varray_type reg_iv_type;
3575
3576 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3577    if register is an induction variable.  This holds general info for
3578    all induction variables.  */
3579
3580 varray_type reg_iv_info;
3581
3582 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3583    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3584    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3585    to.  */
3586
3587 struct iv_class **reg_biv_class;
3588
3589 /* The head of a list which links together (via the next field)
3590    every iv class for the current loop.  */
3591
3592 struct iv_class *loop_iv_list;
3593
3594 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3595    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3596    separately.  */
3597 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3598
3599 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3600
3601 static rtx note_insn;
3602
3603 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3604
3605 static rtx addr_placeholder;
3606
3607 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3608    for the strength reduction code.  */
3609
3610 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3611    bivs, may cause problems.  */
3612
3613 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3614    performance problems.
3615
3616    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3617    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3618    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3619    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3620    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3621    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3622
3623 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3624    positive.  */
3625
3626 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3627    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3628    e.g. the VAX acb insn.  */
3629
3630 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3631    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3632    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3633 \f
3634 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3635
3636    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3637    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3638    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3639    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3640    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3641
3642    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3643    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3644    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3645    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3646    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3647
3648 static void
3649 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3650                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3651      rtx scan_start;
3652      rtx end;
3653      rtx loop_top;
3654      int insn_count;
3655      rtx loop_start;
3656      rtx loop_end;
3657      rtx loop_cont;
3658      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3659 {
3660   rtx p;
3661   rtx set;
3662   rtx inc_val;
3663   rtx mult_val;
3664   rtx dest_reg;
3665   rtx *location;
3666   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3667      iteration.  */
3668   int not_every_iteration = 0;
3669   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3670      loop iteration.  */
3671   int maybe_multiple = 0;
3672   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3673   struct iv_class *bl, **backbl;
3674   /* Ratio of extra register life span we can justify
3675      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3676      since in that case saving an insn makes more difference
3677      and more registers are available.  */
3678   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3679   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3680   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3681   rtx *reg_map;
3682   int reg_map_size;
3683   int call_seen;
3684   rtx test;
3685   rtx end_insert_before;
3686   int loop_depth = 0;
3687   int n_extra_increment;
3688   struct loop_info loop_iteration_info;
3689   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3690
3691   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3692      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3693   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3694     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3695
3696   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3697   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3698   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3699     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3700   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3701                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3702
3703   loop_iv_list = 0;
3704   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3705
3706   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3707      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3708      order (i.e. loop order).
3709
3710      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3711      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3712      dummy note insn.  */
3713   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3714     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3715   else
3716     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3717
3718   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3719
3720   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3721        p != NULL_RTX;
3722        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3723     {
3724       if (GET_CODE (p) == INSN
3725           && (set = single_set (p))
3726           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3727         {
3728           dest_reg = SET_DEST (set);
3729           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3730               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3731               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3732             {
3733               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3734                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3735                                        &location))
3736                 {
3737                   /* It is a possible basic induction variable.
3738                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3739
3740                   struct induction *v
3741                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3742
3743                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3744                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3745                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3746                 }
3747               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3748                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3749             }
3750         }
3751
3752       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3753          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3754          jump insn between here and the end of the loop either
3755          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3756          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3757
3758       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3759         {
3760           rtx insn = p;
3761
3762           maybe_multiple = 0;
3763
3764           while (1)
3765             {
3766               insn = NEXT_INSN (insn);
3767               if (insn == scan_start)
3768                 break;
3769               if (insn == end)
3770                 {
3771                   if (loop_top != 0)
3772                     insn = loop_top;
3773                   else
3774                     break;
3775                   if (insn == scan_start)
3776                     break;
3777                 }
3778
3779               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3780                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3781                   && (! condjump_p (insn)
3782                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3783                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3784                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3785                 {
3786                   maybe_multiple = 1;
3787                   break;
3788                 }
3789             }
3790         }
3791
3792       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3793          on whether they will be executed during each iteration.  */
3794       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3795          code in scan_loop.  */
3796       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3797           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3798              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3799              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3800              will be executed if the loop is executed.  */
3801           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3802                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3803                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3804         {
3805           rtx label = 0;
3806
3807           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3808              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3809              loop_number_exits_labels list.  */
3810
3811           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3812                label;
3813                label = LABEL_NEXTREF (label))
3814             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3815               break;
3816
3817           if (! label)
3818             not_every_iteration = 1;
3819         }
3820
3821       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3822         {
3823           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3824              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3825              even though the exit code has been duplicated.
3826
3827              Insns are also again known to be executed each iteration at
3828              the LOOP_CONT note.  */
3829           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3830                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3831               && loop_depth == 0)
3832             not_every_iteration = 0;
3833           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3834             loop_depth++;
3835           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3836             loop_depth--;
3837         }
3838
3839       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3840          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3841          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3842          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3843
3844          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3845          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3846          will be executed each iteration.  */
3847
3848       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3849           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3850           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3851         not_every_iteration = 0;
3852     }
3853
3854   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3855      Make a sanity check against n_times_set.  */
3856   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3857     {
3858       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3859           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3860           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3861           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3862           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3863              move.  So leave it alone.  */
3864           || ! bl->incremented)
3865         {
3866           if (loop_dump_stream)
3867             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3868                      bl->regno,
3869                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3870                       ? "not induction variable"
3871                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3872                          : "count error")));
3873
3874           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3875           *backbl = bl->next;
3876         }
3877       else
3878         {
3879           backbl = &bl->next;
3880
3881           if (loop_dump_stream)
3882             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3883         }
3884     }
3885
3886   /* Exit if there are no bivs.  */
3887   if (! loop_iv_list)
3888     {
3889       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3890          strength reduction info available.  */
3891       if (unroll_p)
3892         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3893                      loop_info, 0);
3894
3895       return;
3896     }
3897
3898   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3899      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3900
3901   call_seen = 0;
3902   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3903     {
3904       note_insn = p;
3905
3906       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3907         call_seen = 1;
3908
3909       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3910           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3911         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3912
3913       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3914          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3915          constants and registers and only certain of those.  */
3916       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3917           && JUMP_LABEL (p) != 0
3918           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3919           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3920           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3921           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3922           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3923           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3924           && bl->init_insn == 0)
3925         {
3926           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3927           if (GET_CODE (test) == NE)
3928             {
3929               bl->init_insn = p;
3930               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3931                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3932             }
3933           else
3934             bl->initial_test = test;
3935         }
3936     }
3937
3938   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3939      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3940      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3941   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3942     {
3943       rtx src;
3944       rtx note;
3945
3946       if (! bl->init_insn)
3947         continue;
3948
3949       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3950          is a constant, use the value of that.  */
3951       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3952            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3953           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3954               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3955         src = XEXP (note, 0);
3956       else
3957         src = SET_SRC (bl->init_set);
3958
3959       if (loop_dump_stream)
3960         fprintf (loop_dump_stream,
3961                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3962                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3963
3964       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3965            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3966           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3967         {
3968           bl->initial_value = src;
3969
3970           if (loop_dump_stream)
3971             {
3972               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3973                 {
3974                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3975                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3976                 }
3977               else
3978                 {
3979                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3980                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3981                 }
3982             }
3983         }
3984       else
3985         {
3986           struct iv_class *bl2 = 0;
3987           rtx increment;
3988
3989           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
3990              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
3991              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
3992              For simplicity, we only handle the case where there is but a
3993              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
3994           if (bl->biv_count == 1
3995               && bl->regno < max_reg_before_loop
3996               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
3997               && GET_CODE (src) == PLUS
3998               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
3999               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4000               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4001                   != NULL_RTX))
4002             {
4003               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4004
4005               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4006                 if (bl2->regno == regno)
4007                   break;
4008             }
4009
4010           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4011           if (bl2
4012               && bl2->biv_count == 1
4013               && rtx_equal_p (increment,
4014                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4015               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4016                  without any intervening labels.  */
4017               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4018                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4019               /* The register from BL2 must be set before the register from
4020                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4021                  the former set.  Currently there can't be any labels
4022                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4023                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4024                  gets used to set always_computable.  */
4025               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4026                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4027                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4028                                             bl2->biv->insn)
4029                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4030               && validate_change (bl->biv->insn,
4031                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4032                                   copy_rtx (src), 0))
4033             {
4034               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4035               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4036               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4037               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4038               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4039
4040               if (loop_dump_stream)
4041                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4042               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4043               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4044               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4045                  before the first giv use.  */
4046               if (dominator
4047                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4048                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4049                                           dominator)
4050                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4051                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4052                 {
4053                   rtx p;
4054                   rtx next;
4055
4056                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4057                     {
4058                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4059                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4060                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4061                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4062                         break;
4063 #ifdef HAVE_cc0
4064                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4065                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4066 #endif
4067                         dominator = next;
4068                     }
4069                   if (loop_dump_stream)
4070                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4071                              INSN_UID (dominator));
4072                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4073                      and adjusting all luids in the range.  */
4074                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4075                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4076                     p = PREV_INSN (p);
4077                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4078                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4079                      this giv, delete it.  */
4080                   if (single_set (bl->init_insn)
4081                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4082                     delete_insn (bl->init_insn);
4083                 }
4084               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4085                 {
4086                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4087                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4088                     p = PREV_INSN (p);
4089                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4090                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4091                                  INSN_LUID (p));
4092                 }
4093               /* Remove this biv from the chain.  */
4094               if (bl->next)
4095                 *bl = *bl->next;
4096               else
4097                 {
4098                   *backbl = 0;
4099                   break;
4100                 }
4101             }
4102
4103           /* If we can't make it a giv,
4104              let biv keep initial value of "itself".  */
4105           else if (loop_dump_stream)
4106             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4107         }
4108     }
4109
4110   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4111      all but the last increment into a giv.  */
4112
4113   /* Get an upper bound for the number of registers
4114      we might have after all bivs have been processed.  */
4115   first_increment_giv = max_reg_num ();
4116   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4117     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4118
4119   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4120      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4121   /* XXX Temporary.  */
4122   if (0 && n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4123     {
4124       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4125
4126       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4127       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4128       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4129
4130       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4131         {
4132           struct induction **vp, *v, *next;
4133           int biv_dead_after_loop = 0;
4134
4135           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4136           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4137             {
4138               next = v->next_iv;
4139               v->next_iv = bl->biv;
4140               bl->biv = v;
4141             }
4142
4143           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4144              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4145              would mean that we'd be missing an increment for the final
4146              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4147              the first part of the test to set bl->eliminable.
4148              We don't check here if we can calculate the final value, since
4149              this can't succeed if we already know that there is a jump
4150              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4151              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4152              implies that the jump destination is outseide the loop.
4153              If we want to make this check more sophisticated, we should
4154              check each branch between v->insn and next->insn individually
4155              to see if it the biv is dead at its destination.  */
4156
4157           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4158               && bl->init_insn
4159               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4160               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4161                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4162 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4163               && ! bl->nonneg
4164 #endif
4165               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4166             biv_dead_after_loop = 1;
4167
4168           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4169             {
4170               HOST_WIDE_INT offset;
4171               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4172               int old_regno, new_regno;
4173
4174               if (! v->always_executed
4175                   || v->maybe_multiple
4176                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4177                   || ! next->always_executed
4178                   || next->maybe_multiple
4179                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4180                   || ! (biv_dead_after_loop
4181                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4182                 {
4183                   vp = &v->next_iv;
4184                   continue;
4185                 }
4186               offset = INTVAL (v->add_val);
4187               set = single_set (v->insn);
4188               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4189               old_reg = v->dest_reg;
4190               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4191
4192               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4193                  have been allocated with some slop space, so we may not
4194                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4195                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4196               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4197                 {
4198                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4199                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4200                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4201                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4202                 }
4203
4204               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4205                 {
4206                   vp = &v->next_iv;
4207                   continue;
4208                 }
4209
4210               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4211                  it into the uses.  */
4212
4213               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4214
4215               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4216                    p != next->insn;
4217                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4218                 {
4219                   rtx note;
4220
4221                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4222                     continue;
4223                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4224                     {
4225                       last_use_insn = p;
4226                     }
4227                 }
4228
4229               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4230                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4231                  of an inner loop, so there is little point in making this
4232                  a DEST_REG giv anyways.  */
4233               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4234                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4235                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4236                 {
4237                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4238                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4239                       next->add_val, 0))
4240                     abort ();
4241                   vp = &v->next_iv;
4242                   continue;
4243                 }
4244               next->add_val = add_val;
4245               v->dest_reg = dest_reg;
4246               v->giv_type = DEST_REG;
4247               v->location = &SET_SRC (set);
4248               v->cant_derive = 0;
4249               v->combined_with = 0;
4250               v->maybe_dead = 0;
4251               v->derive_adjustment = 0;
4252               v->same = 0;
4253               v->ignore = 0;
4254               v->new_reg = 0;
4255               v->final_value = 0;
4256               v->same_insn = 0;
4257               v->auto_inc_opt = 0;
4258               v->unrolled = 0;
4259               v->shared = 0;
4260               v->derived_from = 0;
4261               v->always_computable = 1;
4262               v->always_executed = 1;
4263               v->replaceable = 1;
4264               v->no_const_addval = 0;
4265
4266               old_regno = REGNO (old_reg);
4267               new_regno = REGNO (dest_reg);
4268               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4269               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4270               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4271               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4272               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4273
4274               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4275               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4276
4277               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4278                  and record it as a giv.  */
4279               *vp = next;
4280               bl->biv_count--;
4281               v->next_iv = bl->giv;
4282               bl->giv = v;
4283               bl->giv_count++;
4284               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4285               bl->total_benefit += v->benefit;
4286
4287               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4288                  the replaced increment and the next increment, and
4289                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4290               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4291                    p != next->insn;
4292                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4293                 {
4294                   rtx note;
4295
4296                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4297                     continue;
4298                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4299                     {
4300                       last_use_insn = p;
4301                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4302                         abort ();
4303                     }
4304                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4305                     {
4306                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4307                         XEXP (note, 0)
4308                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4309                     }
4310                 }
4311
4312               v->last_use = last_use_insn;
4313               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4314               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4315                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4316                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4317               if (v->lifetime == 0)
4318                 v->ignore = 1;
4319
4320               if (loop_dump_stream)
4321                 fprintf (loop_dump_stream,
4322                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4323                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4324             }
4325         }
4326     }
4327   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4328
4329   /* Search the loop for general induction variables.  */
4330
4331   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4332      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4333
4334   not_every_iteration = 0;
4335   loop_depth = 0;
4336   p = scan_start;
4337   while (1)
4338     {
4339       p = NEXT_INSN (p);
4340       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4341          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4342       if (p == scan_start)
4343         break;
4344       if (p == end)
4345         {
4346           if (loop_top != 0)
4347             p = loop_top;
4348           else
4349             break;
4350           if (p == scan_start)
4351             break;
4352         }
4353
4354       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4355       if (GET_CODE (p) == INSN
4356           && (set = single_set (p))
4357           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4358           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4359         {
4360           rtx src_reg;
4361           rtx add_val;
4362           rtx mult_val;
4363           int benefit;
4364           rtx regnote = 0;
4365           rtx last_consec_insn;
4366
4367           dest_reg = SET_DEST (set);
4368           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4369             continue;
4370
4371           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4372               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4373                                       &mult_val, 0, &benefit)
4374                /* Equivalent expression is a giv.  */
4375                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4376                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4377                                              &add_val, &mult_val, 0,
4378                                              &benefit)))
4379               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4380                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4381               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4382               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4383               && dest_reg != src_reg
4384               /* This must be the only place where the register is set.  */
4385               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4386                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4387                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4388                                                  src_reg, dest_reg,
4389                                                  &add_val, &mult_val,
4390                                                  &last_consec_insn))))
4391             {
4392               struct induction *v
4393                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4394
4395               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4396               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4397                 benefit += libcall_benefit (p);
4398
4399               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4400               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4401                 p = last_consec_insn;
4402
4403               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4404                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4405                           loop_end);
4406
4407             }
4408         }
4409
4410 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4411       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4412       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4413          still does.  */
4414       if (GET_CODE (p) == INSN)
4415         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4416                        loop_end);
4417 #endif
4418
4419       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4420          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4421       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4422         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4423         update_giv_derive (p);
4424
4425       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4426          on whether they will be executed during each iteration.  */
4427       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4428          code in scan_loop.  */
4429       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4430           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4431              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4432              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4433              will be executed if the loop is executed.  */
4434           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4435                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4436                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4437         {
4438           rtx label = 0;
4439
4440           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4441              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4442              loop_number_exits_labels list.  */
4443
4444           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4445                label;
4446                label = LABEL_NEXTREF (label))
4447             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4448               break;
4449
4450           if (! label)
4451             not_every_iteration = 1;
4452         }
4453
4454       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4455         {
4456           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4457              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4458              even though the exit code has been duplicated.
4459
4460              Insns are also again known to be executed each iteration at
4461              the LOOP_CONT note.  */
4462           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4463                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4464               && loop_depth == 0)
4465             not_every_iteration = 0;
4466           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4467             loop_depth++;
4468           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4469             loop_depth--;
4470         }
4471
4472       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4473          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4474          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4475          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4476
4477          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4478          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4479          will be executed each iteration.  */
4480
4481       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4482           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4483           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4484         not_every_iteration = 0;
4485     }
4486
4487   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4488      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4489      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4490      fail if the iteration variable is a giv.  */
4491
4492   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4493
4494   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4495      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4496      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4497      so that final_giv_value will work correctly.  */
4498
4499   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4500     {
4501       struct induction *v;
4502
4503       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4504         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4505           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4506     }
4507
4508   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4509      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4510      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4511   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4512
4513   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4514      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4515      reg_iv_type for a suitable size.  */
4516   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4517   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4518   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4519
4520   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4521      variable elimination.  */
4522
4523   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4524     {
4525       struct induction *v;
4526       int benefit;
4527       int all_reduced;
4528       rtx final_value = 0;
4529       unsigned nregs;
4530
4531       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4532          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4533          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4534          what its final value will be.
4535
4536          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4537          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4538          this biv.  */
4539
4540       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4541          We aren't concerned with any uses of the biv between
4542          init_insn and loop_start since these won't be affected
4543          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4544          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4545          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4546
4547       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4548            && bl->init_insn
4549            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4550            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4551 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4552            && ! bl->nonneg
4553 #endif
4554            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4555           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4556                                               loop_info->n_iterations))
4557 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4558               && ! bl->nonneg
4559 #endif
4560               ))
4561         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4562                                               threshold, insn_count);
4563       else
4564         {
4565           if (loop_dump_stream)
4566             {
4567               fprintf (loop_dump_stream,
4568                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4569                        bl->regno);
4570               fprintf (loop_dump_stream,
4571                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4572                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4573                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4574             }
4575         }
4576
4577       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4578       combine_givs (bl);
4579
4580       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4581          biv have been strength reduced.
4582          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4583       all_reduced = 1;
4584
4585       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4586          it.  Skip giv's combined with others.  */
4587       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4588         {
4589           struct induction *tv;
4590
4591           if (v->ignore || v->same)
4592             continue;
4593
4594           benefit = v->benefit;
4595
4596           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4597              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4598              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4599              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4600              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4601              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4602              a cost.  Similar situations exist.  */
4603           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4604              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4605              be necessary.  */
4606           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4607               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4608             benefit -= copy_cost;
4609
4610           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4611              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4612           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4613
4614           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4615              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4616              This decision can be made independently for each giv.  */
4617
4618 #ifdef AUTO_INC_DEC
4619           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4620              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4621              add_cost that was done above).  */
4622           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4623               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4624             {
4625               if (HAVE_POST_INCREMENT
4626                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4627                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4628               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4629                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4630                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4631               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4632                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4633                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4634               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4635                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4636                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4637             }
4638 #endif
4639
4640           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4641              flag, and clear all_reduced.  */
4642
4643           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4644              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4645              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4646              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4647              exit.  */
4648
4649           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4650               && ! bl->reversed )
4651             {
4652               if (loop_dump_stream)
4653                 fprintf (loop_dump_stream,
4654                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4655                          INSN_UID (v->insn),
4656                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4657               v->ignore = 1;
4658               all_reduced = 0;
4659             }
4660           else
4661             {
4662               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4663                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4664
4665               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4666                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4667                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4668                   {
4669                     if (loop_dump_stream)
4670                       fprintf (loop_dump_stream,
4671                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4672                                INSN_UID (v->insn));
4673                     v->ignore = 1;
4674                     all_reduced = 0;
4675                     break;
4676                   }
4677             }
4678         }
4679
4680       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4681          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4682          dead and should not be used to derive another giv nor to
4683          eliminate a biv.  */
4684       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4685         {
4686           if (v->ignore
4687               || (v->same && v->same->ignore))
4688             continue;
4689
4690           if (v->last_use)
4691             {
4692               struct induction *v1;
4693
4694               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4695                 if (v->last_use == v1->insn)
4696                   v->maybe_dead = 1;
4697             }
4698           else if (v->giv_type == DEST_REG
4699               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4700             {
4701               struct induction *v1;
4702
4703               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4704                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4705                   v->maybe_dead = 1;
4706             }
4707         }
4708
4709 #if 0
4710       /* XXX Temporary.  */
4711       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4712          combinations to reduce register pressure.
4713          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4714          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4715          reallocation here since it allows to check if there are still
4716          more bivs to process.  */
4717       nregs = max_reg_num ();
4718       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4719         {
4720           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4721              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4722           if (bl->next)
4723             nregs += nregs / 4;
4724           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4725           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4726           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4727         }
4728       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4729 #endif
4730
4731       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4732
4733       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4734         {
4735           struct induction *tv;
4736           if (! v->ignore && v->same == 0)
4737             {
4738               int auto_inc_opt = 0;
4739
4740               /* If the code for derived givs immediately below has already
4741                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4742               if (! v->new_reg)
4743                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4744
4745               if (v->derived_from)
4746                 {
4747                   struct induction *d = v->derived_from;
4748
4749                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4750                      to replace it in v->insn now.  */
4751                   if (! d->new_reg)
4752                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4753                   PATTERN (v->insn)
4754                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4755                   PATTERN (v->insn)
4756                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4757                   if (bl->biv_count != 1)
4758                     {
4759                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4760                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4761                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4762                         {
4763                           /* We always emit reduced giv increments before the
4764                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4765                              emitting the add insns for derived givs after the
4766                              biv increment, they pick up the updated value of
4767                              the reduced giv.  */
4768                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4769                                            tv->insn);
4770
4771                         }
4772                     }
4773                   continue;
4774                 }
4775
4776 #ifdef AUTO_INC_DEC
4777               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4778                  this is an address giv, then try to put the increment
4779                  immediately after its use, so that flow can create an
4780                  auto-increment addressing mode.  */
4781               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4782                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4783                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4784                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4785                   && ! bl->reversed
4786                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4787                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4788                 {
4789                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4790                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4791                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4792
4793                      We simplify this by looking for the common case where
4794                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4795                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4796                      increment occurs after the address giv, then we can
4797                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4798                      would have to go before other_giv, and we would not be
4799                      able to combine it with the address giv to get an
4800                      auto-inc address.)  */
4801                   if (v->combined_with)
4802                     {
4803                       struct induction *other_giv = 0;
4804
4805                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4806                         if (tv->same == v)
4807                           {
4808                             if (other_giv)
4809                               break;
4810                             else
4811                               other_giv = tv;
4812                           }
4813                       if (! tv && other_giv
4814                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4815                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4816                               == INSN_UID (v->insn))
4817                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4818                         auto_inc_opt = 1;
4819                     }
4820                   /* Check for case where increment is before the address
4821                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4822                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4823                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4824                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4825                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4826                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4827                                && (INSN_LUID (scan_start)
4828                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4829                     auto_inc_opt = -1;
4830                   else
4831                     auto_inc_opt = 1;
4832
4833 #ifdef HAVE_cc0
4834                   {
4835                     rtx prev;
4836
4837                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4838                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4839                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4840                         || (auto_inc_opt == -1
4841                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4842                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4843                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4844                       auto_inc_opt = 0;
4845                   }
4846 #endif
4847
4848                   if (auto_inc_opt)
4849                     v->auto_inc_opt = 1;
4850                 }
4851 #endif
4852
4853               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4854                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4855               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4856                 {
4857                   rtx insert_before;
4858
4859                   if (! auto_inc_opt)
4860                     insert_before = tv->insn;
4861                   else if (auto_inc_opt == 1)
4862                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4863                   else
4864                     insert_before = v->insn;
4865
4866                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4867                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4868                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4869                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4870                     /* A multiply is acceptable here
4871                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4872                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4873                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4874                 }
4875
4876               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4877
4878               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4879                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4880             }
4881         }
4882
4883       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4884          as not reduced.
4885
4886          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4887          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4888          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4889
4890       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4891         {
4892           if (v->same && v->same->ignore)
4893             v->ignore = 1;
4894
4895           if (v->ignore)
4896             continue;
4897
4898           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4899              replaced.  */
4900           if (v->same)
4901             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4902                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4903
4904           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4905             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4906                this giv.  */
4907             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4908           else if (v->replaceable)
4909             {
4910               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4911
4912 #if 0
4913               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4914                  this is unnecessary now?  */
4915
4916               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4917                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4918
4919                  However, especially when unrolling loops, the special
4920                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4921                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4922                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4923                  We can not delete the original insn, since it may be part
4924                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4925                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4926               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4927                                v->insn);
4928 #endif
4929             }
4930           else
4931             {
4932               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4933                  the reduced giv, same as above.  */
4934               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4935                                v->insn);
4936             }
4937
4938           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4939              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4940              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4941              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4942              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4943           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4944             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4945                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4946           else if (v->final_value)
4947             {
4948               rtx insert_before;
4949
4950               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4951                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4952                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4953                  since this is slightly more efficient.  */
4954               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4955                 insert_before = loop_start;
4956               else
4957                 insert_before = end_insert_before;
4958               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4959                                 insert_before);
4960
4961 #if 0
4962               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4963                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4964                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4965                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4966                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4967                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4968                  matter that the original insn remains because it is dead
4969                  anyways.  */
4970               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4971                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4972               delete_insn (v->insn);
4973 #endif
4974             }
4975
4976           if (loop_dump_stream)
4977             {
4978               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4979                        INSN_UID (v->insn));
4980               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4981               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4982             }
4983         }
4984
4985       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4986          merit it.  */
4987
4988       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4989          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4990          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4991          combined with.
4992
4993          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4994          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4995          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4996          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4997          used from the simpler giv.  */
4998
4999       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5000         if (! v->maybe_dead && v->same)
5001           v->same->maybe_dead = 0;
5002
5003       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5004          This won't work if ! all_reduced,
5005          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5006
5007          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5008          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5009          be used as a biv replacement.
5010
5011          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5012          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5013          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5014          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5015          replace it with a compare with a constant will fail.
5016
5017          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5018          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5019          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5020
5021       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5022           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5023                                   threshold, insn_count))
5024
5025         {
5026           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5027              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5028              we might want to rewrite it also.  This way some later
5029              pass has more hope of removing the initialization of this
5030              biv entirely.  */
5031
5032           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5033              and we must emit an insn to set it just in case.
5034
5035              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5036              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5037              proper final value for such a biv here anyways.  */
5038           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5039             {
5040               rtx insert_before;
5041
5042               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5043                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5044                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5045                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5046               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5047                 insert_before = loop_start;
5048               else
5049                 insert_before = end_insert_before;
5050
5051               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5052                                 end_insert_before);
5053             }
5054
5055 #if 0
5056           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5057              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5058              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5059           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5060              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5061              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5062              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5063              insn remains, because it is dead anyways.  */
5064           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5065             delete_insn (v->insn);
5066 #endif
5067
5068           if (loop_dump_stream)
5069             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5070                      bl->regno);
5071         }
5072     }
5073
5074   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5075      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5076
5077   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5078     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5079         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5080       {
5081         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5082         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5083         INSN_CODE (p) = -1;
5084       }
5085
5086   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5087      induction variable information that strength_reduce has already
5088      collected.  */
5089
5090   if (unroll_p)
5091     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5092                  loop_info, 1);
5093
5094 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5095   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5096   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5097       && flag_branch_on_count_reg)
5098     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5099 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5100
5101   if (loop_dump_stream)
5102     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5103   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5104   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5105 }
5106 \f
5107 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5108    compared against in an initial test).
5109
5110    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5111    the current insn and the start of the loop.
5112
5113    INSN is the insn containing X.  */
5114
5115 static int
5116 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5117      rtx x;
5118      rtx insn;
5119      int call_seen;
5120      rtx loop_start;
5121 {
5122   if (CONSTANT_P (x))
5123     return 1;
5124
5125   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5126      we know.  */
5127   if (GET_CODE (x) != REG
5128       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5129     return 0;
5130
5131   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5132      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5133   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5134       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5135           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5136     return 0;
5137
5138   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5139      loop.  */
5140   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5141     return 0;
5142
5143   return 1;
5144 }
5145 \f
5146 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5147    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5148    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5149    every loop iteration.  */
5150
5151 static void
5152 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5153      rtx x;
5154      rtx insn;
5155      int not_every_iteration;
5156      rtx loop_start, loop_end;
5157 {
5158   register int i, j;
5159   register enum rtx_code code;
5160   register char *fmt;
5161
5162   if (x == 0)
5163     return;
5164
5165   code = GET_CODE (x);
5166   switch (code)
5167     {
5168     case REG:
5169     case CONST_INT:
5170     case CONST:
5171     case CONST_DOUBLE:
5172     case SYMBOL_REF:
5173     case LABEL_REF:
5174     case PC:
5175     case CC0:
5176     case ADDR_VEC:
5177     case ADDR_DIFF_VEC:
5178     case USE:
5179     case CLOBBER:
5180       return;
5181
5182     case MEM:
5183       {
5184         rtx src_reg;
5185         rtx add_val;
5186         rtx mult_val;
5187         int benefit;
5188
5189         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5190            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5191            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5192            this one would not be seen.   */
5193
5194         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5195                                    &mult_val, 1, &benefit))
5196           {
5197             /* Found one; record it.  */
5198             struct induction *v
5199               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5200
5201             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5202                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5203                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5204
5205             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5206           }
5207       }
5208       return;
5209
5210     default:
5211       break;
5212     }
5213
5214   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5215
5216   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5217   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5218     if (fmt[i] == 'e')
5219       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5220                      loop_end);
5221     else if (fmt[i] == 'E')
5222       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5223         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5224                        loop_start, loop_end);
5225 }
5226 \f
5227 /* Fill in the data about one biv update.
5228    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5229    allocated by the caller, with alloca.)
5230    INSN is the insn that sets it.
5231    DEST_REG is the biv's reg.
5232
5233    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5234    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5235    being set to INC_VAL.
5236
5237    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5238    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5239    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5240    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5241    executed exactly once per iteration.  */
5242
5243 static void
5244 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5245             not_every_iteration, maybe_multiple)
5246      struct induction *v;
5247      rtx insn;
5248      rtx dest_reg;
5249      rtx inc_val;
5250      rtx mult_val;
5251      rtx *location;
5252      int not_every_iteration;
5253      int maybe_multiple;
5254 {
5255   struct iv_class *bl;
5256
5257   v->insn = insn;
5258   v->src_reg = dest_reg;
5259   v->dest_reg = dest_reg;
5260   v->mult_val = mult_val;
5261   v->add_val = inc_val;
5262   v->location = location;
5263   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5264   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5265   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5266   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5267
5268   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5269      if this is the first incrementation of the reg.  */
5270
5271   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5272   if (bl == 0)
5273     {
5274       /* Create and initialize new iv_class.  */
5275
5276       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5277
5278       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5279       bl->biv = 0;
5280       bl->giv = 0;
5281       bl->biv_count = 0;
5282       bl->giv_count = 0;
5283
5284       /* Set initial value to the reg itself.  */
5285       bl->initial_value = dest_reg;
5286       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5287       bl->init_insn = 0;
5288       bl->init_set = 0;
5289       bl->initial_test = 0;
5290       bl->incremented = 0;
5291       bl->eliminable = 0;
5292       bl->nonneg = 0;
5293       bl->reversed = 0;
5294       bl->total_benefit = 0;
5295
5296       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5297       bl->next = loop_iv_list;
5298       loop_iv_list = bl;
5299
5300       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5301       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5302     }
5303
5304   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5305   v->next_iv = bl->biv;
5306   bl->biv = v;
5307   bl->biv_count++;
5308   if (mult_val == const1_rtx)
5309     bl->incremented = 1;
5310
5311   if (loop_dump_stream)
5312     {
5313       fprintf (loop_dump_stream,
5314                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5315                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5316       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5317         {
5318           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5319           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5320           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5321         }
5322       else
5323         {
5324           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5325           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5326           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5327         }
5328     }
5329 }
5330 \f
5331 /* Fill in the data about one giv.
5332    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5333    allocated by the caller, with alloca.)
5334    INSN is the insn that sets it.
5335    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5336    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5337    into a register or is used as a memory address.
5338
5339    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5340    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5341    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5342    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5343
5344 static void
5345 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5346             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5347      struct induction *v;
5348      rtx insn;
5349      rtx src_reg;
5350      rtx dest_reg;
5351      rtx mult_val, add_val;
5352      int benefit;
5353      enum g_types type;
5354      int not_every_iteration;
5355      rtx *location;
5356      rtx loop_start, loop_end;
5357 {
5358   struct induction *b;
5359   struct iv_class *bl;
5360   rtx set = single_set (insn);
5361
5362   v->insn = insn;
5363   v->src_reg = src_reg;
5364   v->giv_type = type;
5365   v->dest_reg = dest_reg;
5366   v->mult_val = mult_val;
5367   v->add_val = add_val;
5368   v->benefit = benefit;
5369   v->location = location;
5370   v->cant_derive = 0;
5371   v->combined_with = 0;
5372   v->maybe_multiple = 0;
5373   v->maybe_dead = 0;
5374   v->derive_adjustment = 0;
5375   v->same = 0;
5376   v->ignore = 0;
5377   v->new_reg = 0;
5378   v->final_value = 0;
5379   v->same_insn = 0;
5380   v->auto_inc_opt = 0;
5381   v->unrolled = 0;
5382   v->shared = 0;
5383   v->derived_from = 0;
5384   v->last_use = 0;
5385
5386   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5387      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5388      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5389      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5390      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5391      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5392      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5393
5394   if (type == DEST_ADDR)
5395     v->always_computable = 1;
5396   else
5397     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5398
5399   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5400
5401   if (type == DEST_ADDR)
5402     {
5403       v->mode = GET_MODE (*location);
5404       v->lifetime = 1;
5405     }
5406   else /* type == DEST_REG */
5407     {
5408       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5409
5410       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5411                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5412
5413       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5414          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5415          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5416       if (v->lifetime == 0)
5417         v->ignore = 1;
5418
5419       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5420       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5421     }
5422
5423   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5424
5425   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5426   if (bl)
5427     {
5428       v->next_iv = bl->giv;
5429       bl->giv = v;
5430       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5431          insns that calculate givs.  */
5432       if (type == DEST_REG)
5433         bl->giv_count++;
5434       bl->total_benefit += benefit;
5435     }
5436   else
5437     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5438     abort ();
5439
5440   if (type == DEST_ADDR)
5441     v->replaceable = 1;
5442   else
5443     {
5444       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5445          of the following conditions are true:
5446          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5447            on which the giv is used at all
5448            (there are two ways to deduce this:
5449             either the insn is executed on every iteration,
5450             or all uses follow that insn in the same basic block),
5451          - the giv is not used outside the loop
5452          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5453
5454       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5455           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5456           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5457           && (! not_every_iteration
5458               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5459         {
5460           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5461              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5462
5463           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5464              and last use of the giv.
5465
5466              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5467              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5468              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5469              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5470              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5471              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5472              using this biv anyways.  */
5473
5474           v->replaceable = 1;
5475           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5476             {
5477               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5478                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5479                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5480                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5481                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5482                 {
5483                   v->replaceable = 0;
5484                   v->not_replaceable = 1;
5485                   break;
5486                 }
5487             }
5488
5489           /* If there are any backwards branches that go from after the
5490              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5491           if (v->replaceable)
5492             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5493               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5494                 {
5495                   v->replaceable = 0;
5496                   v->not_replaceable = 1;
5497                   break;
5498                 }
5499         }
5500       else
5501         {
5502           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5503              decide.  */
5504           v->replaceable = 0;
5505           v->not_replaceable = 0;
5506         }
5507     }
5508
5509   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5510      combine_givs.  */
5511   {
5512     rtx tem = add_val;
5513
5514     v->no_const_addval = 1;
5515     if (tem == const0_rtx)
5516       ;
5517     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5518       v->no_const_addval = 0;
5519     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5520       {
5521         while (1)
5522           {
5523             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5524               tem = XEXP (tem, 0);
5525             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5526               tem = XEXP (tem, 1);
5527             else
5528               break;
5529           }
5530         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5531           v->no_const_addval = 0;
5532       }
5533   }
5534
5535   if (loop_dump_stream)
5536     {
5537       if (type == DEST_REG)
5538         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5539                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5540       else
5541         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5542                  INSN_UID (insn));
5543
5544       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5545                REGNO (src_reg), v->benefit);
5546       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5547                v->lifetime);
5548
5549       if (v->replaceable)
5550         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5551
5552       if (v->no_const_addval)
5553         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5554
5555       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5556         {
5557           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5558           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5559         }
5560       else
5561         {
5562           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5563           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5564         }
5565
5566       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5567         {
5568           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5569           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5570         }
5571       else
5572         {
5573           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5574           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5575         }
5576     }
5577
5578   if (loop_dump_stream)
5579     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5580
5581 }
5582
5583
5584 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5585    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5586    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5587    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5588    have been identified.  */
5589
5590 static void
5591 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5592      struct induction *v;
5593      rtx loop_start, loop_end;
5594      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5595 {
5596   struct iv_class *bl;
5597   rtx final_value = 0;
5598
5599   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5600
5601   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5602      replaceable above in record_giv.  */
5603
5604   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5605      of the following conditions are true:
5606      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5607        on which the giv is used at all
5608        (there are two ways to deduce this:
5609         either the insn is executed on every iteration,
5610         or all uses follow that insn in the same basic block),
5611      - its final value can be calculated (this condition is different
5612        than the one above in record_giv)
5613      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5614
5615 #if 0
5616   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5617   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5618   v->replaceable = 0;
5619 #endif
5620
5621   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5622       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5623     {
5624       int biv_increment_seen = 0;
5625       rtx p = v->insn;
5626       rtx last_giv_use;
5627
5628       v->replaceable = 1;
5629
5630       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5631          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5632          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5633          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5634
5635       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5636          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5637          that sets the giv, and search around the loop until we come
5638          back to that insn again.
5639
5640          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5641          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5642          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5643          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5644          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5645          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5646          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5647
5648       last_giv_use = v->insn;
5649
5650       while (1)
5651         {
5652           p = NEXT_INSN (p);
5653           if (p == loop_end)
5654             p = NEXT_INSN (loop_start);
5655           if (p == v->insn)
5656             break;
5657
5658           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5659               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5660             {
5661               if (biv_increment_seen)
5662                 {
5663                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5664                     {
5665                       v->replaceable = 0;
5666                       v->not_replaceable = 1;
5667                       break;
5668                     }
5669                 }
5670               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5671                 biv_increment_seen = 1;
5672               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5673                 last_giv_use = p;
5674             }
5675         }
5676
5677       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5678          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5679          replaceable.  */
5680
5681       if (v->replaceable)
5682         {
5683           p = v->insn;
5684           while (1)
5685             {
5686               p = NEXT_INSN (p);
5687               if (p == loop_end)
5688                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5689               if (p == last_giv_use)
5690                 break;
5691
5692               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5693                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5694                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5695                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5696                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5697                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5698                 {
5699                   v->replaceable = 0;
5700                   v->not_replaceable = 1;
5701
5702                   if (loop_dump_stream)
5703                     fprintf (loop_dump_stream,
5704                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5705
5706                   break;
5707                 }
5708             }
5709         }
5710
5711       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5712       if (v->replaceable)
5713         v->final_value = final_value;
5714     }
5715
5716   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5717     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5718              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5719 }
5720 \f
5721 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5722
5723    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5724    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5725    another giv.
5726
5727    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5728    derive another giv once a label has been passed.
5729
5730    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5731
5732 static void
5733 update_giv_derive (p)
5734      rtx p;
5735 {
5736   struct iv_class *bl;
5737   struct induction *biv, *giv;
5738   rtx tem;
5739   int dummy;
5740
5741   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5742
5743      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5744      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5745      derive any givs after a label is passed.
5746
5747      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5748      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5749      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5750      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5751      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5752      sub-cases within this case.
5753
5754      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5755      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5756      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5757      this extra tracking doesn't seem worth it).
5758
5759      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5760      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5761      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5762      on the jump again here.
5763
5764      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5765      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5766      the giv cannot derive further givs.  */
5767
5768   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5769     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5770       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5771           || biv->insn == p)
5772         {
5773           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5774             {
5775               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5776                  checking all of these conditions again.  */
5777               if (giv->cant_derive)
5778                 continue;
5779
5780               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5781                  it cannot derive anything.  */
5782               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5783                 giv->cant_derive = 1;
5784
5785               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5786                  they are really invariants.  Also skip those that are
5787                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5788                  any biv update.  */
5789               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5790                 continue;
5791
5792               /* The only way we can allow this giv to derive another
5793                  is if this is a biv increment and we can form the product
5794                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5795                  be able to compute a compensation.  */
5796               else if (biv->insn == p)
5797                 {
5798                   tem = 0;
5799
5800                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5801                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5802                                                            biv->add_val,
5803                                                            giv->mult_val),
5804                                              &dummy);
5805
5806                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5807                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5808                                                            giv->derive_adjustment),
5809                                              &dummy);
5810                   if (tem)
5811                     giv->derive_adjustment = tem;
5812                   else
5813                     giv->cant_derive = 1;
5814                 }
5815               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5816                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5817                 giv->cant_derive = 1;
5818             }
5819         }
5820 }
5821 \f
5822 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5823    X is the source of insn P, or a part of it.
5824    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5825
5826    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5827    We accept patterns of these forms:
5828      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5829      REG = INVARIANT + REG
5830
5831    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5832    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5833    we found the additive term into *LOCATION.
5834
5835    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5836    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5837
5838    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5839    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5840    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5841    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5842    into the variable.
5843
5844    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5845    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5846    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5847    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5848
5849    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5850    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5851    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5852    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5853    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5854    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5855    not ZERO_EXTEND.
5856
5857    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5858
5859 static int
5860 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5861      register rtx x;
5862      enum machine_mode mode;
5863      rtx p;
5864      rtx dest_reg;
5865      rtx *inc_val;
5866      rtx *mult_val;
5867      rtx **location;
5868 {
5869   register enum rtx_code code;
5870   rtx *argp, arg;
5871   rtx insn, set = 0;
5872
5873   code = GET_CODE (x);
5874   switch (code)
5875     {
5876     case PLUS:
5877       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5878           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5879               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5880               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5881         {
5882           argp = &XEXP (x, 1);
5883         }
5884       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5885                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5886                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5887                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5888         {
5889           argp = &XEXP (x, 0);
5890         }
5891       else
5892         return 0;
5893
5894       arg = *argp;
5895       if (invariant_p (arg) != 1)
5896         return 0;
5897
5898       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5899       *mult_val = const1_rtx;
5900       *location = argp;
5901       return 1;
5902
5903     case SUBREG:
5904       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5905          value.  */
5906       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5907         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5908                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5909       return 0;
5910
5911     case REG:
5912       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5913          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5914
5915       insn = p;
5916       while (1)
5917         {
5918           do {
5919             insn = PREV_INSN (insn);
5920           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5921                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5922
5923           if (!insn)
5924             break;
5925           set = single_set (insn);
5926           if (set == 0)
5927             break;
5928
5929           if ((SET_DEST (set) == x
5930                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5931                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5932                        <= UNITS_PER_WORD)
5933                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5934               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5935                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5936                                        ? GET_MODE (x)
5937                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5938                                       dest_reg, insn,
5939                                       inc_val, mult_val, location))
5940             return 1;
5941         }
5942       /* ... fall through ...  */
5943
5944       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5945          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5946          as a biv of the outer loop,
5947          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5948     case MEM:
5949       if (invariant_p (x) != 1)
5950         return 0;
5951     case CONST_INT:
5952     case SYMBOL_REF:
5953     case CONST:
5954       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5955          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5956          would be a useful iterator anyways.  */
5957       if (loops_enclosed == 1
5958           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5959           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5960         {
5961           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5962           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5963           *mult_val = const0_rtx;
5964           return 1;
5965         }
5966       else
5967         return 0;
5968
5969     case SIGN_EXTEND:
5970       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5971                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5972
5973     case ASHIFTRT:
5974       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5975       for (insn = PREV_INSN (p);
5976            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5977             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5978            insn = PREV_INSN (insn))
5979         ;
5980
5981       if (insn)
5982         set = single_set (insn);
5983
5984       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5985           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5986           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5987           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5988           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5989         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5990                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5991                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5992                                     location);
5993       return 0;
5994
5995     default:
5996       return 0;
5997     }
5998 }
5999 \f
6000 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6001    function   of a basic induction variable,
6002    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6003    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6004    A giv need not be computed directly from the biv;
6005    it can be computed by way of other givs.  */
6006
6007 /* Determine whether X computes a giv.
6008    If it does, return a nonzero value
6009      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6010    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6011    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6012      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6013
6014 static int
6015 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6016      rtx x;
6017      rtx *src_reg;
6018      rtx *add_val;
6019      rtx *mult_val;
6020      int is_addr;
6021      int *pbenefit;
6022 {
6023   rtx orig_x = x;
6024   char *storage;
6025
6026   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6027   if (invariant_p (x) == 1)
6028     return 0;
6029
6030   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6031      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6032   storage = (char *) oballoc (0);
6033   *pbenefit = 0;
6034   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6035   if (x == 0)
6036     {
6037       obfree (storage);
6038       return 0;
6039     }
6040
6041   switch (GET_CODE (x))
6042     {
6043     case USE:
6044     case CONST_INT:
6045       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6046          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6047          with.  */
6048       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6049       *mult_val = const0_rtx;
6050       *add_val = x;
6051       break;
6052
6053     case REG:
6054       /* This is equivalent to a BIV.  */
6055       *src_reg = x;
6056       *mult_val = const1_rtx;
6057       *add_val = const0_rtx;
6058       break;
6059
6060     case PLUS:
6061       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6062          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6063       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6064         {
6065           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6066           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6067         }
6068       else
6069         {
6070           *src_reg = XEXP (x, 0);
6071           *mult_val = const1_rtx;
6072         }
6073       *add_val = XEXP (x, 1);
6074       break;
6075
6076     case MULT:
6077       /* ADD_VAL is zero.  */
6078       *src_reg = XEXP (x, 0);
6079       *mult_val = XEXP (x, 1);
6080       *add_val = const0_rtx;
6081       break;
6082
6083     default:
6084       abort ();
6085     }
6086
6087   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6088      unless they are CONST_INT).  */
6089   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6090     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6091   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6092     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6093
6094   if (is_addr)
6095     {
6096 #ifdef ADDRESS_COST
6097       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6098 #else
6099       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6100 #endif
6101     }
6102   else
6103     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6104
6105   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6106      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6107      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6108   return 1;
6109 }
6110 \f
6111 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6112    We will canonicalize it to be of the form
6113         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6114               (invar_2))
6115    with possible degeneracies.
6116
6117    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6118    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6119    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6120    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6121
6122    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6123    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6124    returns 0.
6125
6126    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6127    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6128
6129    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6130
6131 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6132 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6133
6134 static rtx
6135 simplify_giv_expr (x, benefit)
6136      rtx x;
6137      int *benefit;
6138 {
6139   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6140   rtx arg0, arg1;
6141   rtx tem;
6142
6143   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6144      mode, this can't be a giv.  */
6145   if (mode != VOIDmode
6146       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6147           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6148     return NULL_RTX;
6149
6150   switch (GET_CODE (x))
6151     {
6152     case PLUS:
6153       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6154       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6155       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6156         return NULL_RTX;
6157
6158       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6159       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6160            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6161           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6162                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6163                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6164         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6165
6166       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6167       if (arg1 == const0_rtx)
6168         return arg0;
6169       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6170         switch (GET_CODE (arg0))
6171           {
6172           case CONST_INT:
6173           case USE:
6174             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6175                addition operation inside a USE and return it.  */
6176             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6177               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6178             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6179               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6180
6181             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6182               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6183             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6184               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6185             else
6186               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6187
6188             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6189               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6190             return tem;
6191
6192           case REG:
6193           case MULT:
6194             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6195             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6196
6197           case PLUS:
6198             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6199             return simplify_giv_expr (
6200                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6201                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6202                 benefit);
6203
6204           default:
6205             abort ();
6206           }
6207
6208       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6209          MULT to reduce cases.  */
6210       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6211         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6212       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6213         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6214
6215       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6216          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6217          Recurse to associate the second PLUS.  */
6218       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6219         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6220
6221       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6222           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6223                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6224                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6225                                                   XEXP (arg1, 1)),
6226                                     benefit);
6227
6228       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6229       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6230         return NULL_RTX;
6231
6232       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6233         return NULL_RTX;
6234
6235       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6236                                               XEXP (arg0, 0),
6237                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6238                                                             XEXP (arg0, 1),
6239                                                             XEXP (arg1, 1))),
6240                                 benefit);
6241
6242     case MINUS:
6243       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6244       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6245                                               XEXP (x, 0),
6246                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6247                                                             constm1_rtx)),
6248                                 benefit);
6249
6250     case MULT:
6251       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6252       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6253       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6254         return NULL_RTX;
6255
6256       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6257       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6258           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6259         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6260
6261       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6262       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6263         return NULL_RTX;
6264
6265       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6266       if (arg1 == const0_rtx)
6267         return const0_rtx;
6268
6269       else if (arg1 == const1_rtx)
6270         return arg0;
6271
6272       switch (GET_CODE (arg0))
6273         {
6274         case REG:
6275           /* biv * invar.  Done.  */
6276           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6277
6278         case CONST_INT:
6279           /* Product of two constants.  */
6280           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6281
6282         case USE:
6283           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6284              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6285           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6286             return NULL_RTX;
6287
6288           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6289           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6290             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6291           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6292                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6293                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6294             {
6295               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6296                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6297                                            * INTVAL (arg1)));
6298             }
6299           else
6300             return NULL_RTX;
6301           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6302
6303         case MULT:
6304           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6305           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6306                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6307                                                                 XEXP (arg0, 1),
6308                                                                 arg1)),
6309                                     benefit);
6310
6311         case PLUS:
6312           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6313           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6314                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6315                                                                 XEXP (arg0, 0),
6316                                                                 arg1),
6317                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6318                                                                 XEXP (arg0, 1),
6319                                                                 arg1)),
6320                                     benefit);
6321
6322         default:
6323           abort ();
6324         }
6325
6326     case ASHIFT:
6327       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6328       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6329         return 0;
6330
6331       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6332                                               XEXP (x, 0),
6333                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6334                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6335                                 benefit);
6336
6337     case NEG:
6338       /* "-a" is "a * (-1)" */
6339       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6340                                 benefit);
6341
6342     case NOT:
6343       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6344       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6345                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6346                                                const1_rtx),
6347                                 benefit);
6348
6349     case USE:
6350       /* Already in proper form for invariant.  */
6351       return x;
6352
6353     case REG:
6354       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6355       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6356         return 0;
6357
6358       /* Check for biv or giv.  */
6359       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6360         {
6361         case BASIC_INDUCT:
6362           return x;
6363         case GENERAL_INDUCT:
6364           {
6365             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6366
6367             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6368                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6369             *benefit += v->benefit;
6370             if (v->cant_derive)
6371               return 0;
6372
6373             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6374                                                     v->mult_val),
6375                            v->add_val);
6376             if (v->derive_adjustment)
6377               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6378             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6379           }
6380
6381         default:
6382           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6383              may be able to simplify things further by looking through
6384              the bits we just moved outside the loop.  */
6385           if (invariant_p (x) == 1)
6386             {
6387               struct movable *m;
6388
6389               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6390                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6391                   {
6392                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6393
6394                     /* If we match another movable, we must use that, as
6395                        this one is going away.  */
6396                     if (m->match)
6397                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6398
6399                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6400                        instructions that were moved together.  We handle this
6401                        case only to the point of seeking to the last insn and
6402                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6403                     if (m->consec != 0)
6404                       {
6405                         int i = m->consec;
6406                         tem = m->insn;
6407                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6408
6409                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6410                         if (tem)
6411                           tem = XEXP (tem, 0);
6412                       }
6413                     else
6414                       {
6415                         tem = single_set (m->insn);
6416                         if (tem)
6417                           tem = SET_SRC (tem);
6418                       }
6419
6420                     if (tem)
6421                       {
6422                         /* What we are most interested in is pointer
6423                            arithmetic on invariants -- only take
6424                            patterns we may be able to do something with.  */
6425                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6426                             || GET_CODE (tem) == MULT
6427                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6428                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6429                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6430                           {
6431                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6432                             if (tem)
6433                               return tem;
6434                           }
6435                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6436                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6437                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6438                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6439                           {
6440                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6441                             if (tem)
6442                               return tem;
6443                           }
6444                       }
6445                     break;
6446                   }
6447             }
6448           break;
6449         }
6450
6451       /* Fall through to general case.  */
6452     default:
6453       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6454          Otherwise, not giv.  */
6455       if (GET_CODE (x) == USE)
6456         x = XEXP (x, 0);
6457
6458       if (invariant_p (x) == 1)
6459         {
6460           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6461             return x;
6462           if (GET_CODE (x) == CONST
6463               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6464               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6465               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6466             x = XEXP (x, 0);
6467           return gen_rtx_USE (mode, x);
6468         }
6469       else
6470         return 0;
6471     }
6472 }
6473
6474 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6475    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6476
6477 static rtx
6478 sge_plus_constant (x, c)
6479      rtx x, c;
6480 {
6481   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6482     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6483   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6484     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6485   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6486     {
6487       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6488                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6489     }
6490   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6491            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6492     {
6493       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6494                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6495     }
6496   else
6497     {
6498       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6499                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6500     }
6501 }
6502
6503 static rtx
6504 sge_plus (mode, x, y)
6505      enum machine_mode mode;
6506      rtx x, y;
6507 {
6508   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6509     {
6510       rtx a = XEXP (y, 0);
6511       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6512         x = sge_plus_constant (x, a);
6513       else
6514         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6515       y = XEXP (y, 1);
6516     }
6517   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6518     x = sge_plus_constant (x, y);
6519   else
6520     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6521   return x;
6522 }
6523 \f
6524 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6525    for example,
6526       giv = biv * M
6527       giv = giv + A
6528    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6529    we check that all other insns that set the same register follow
6530    immediately after P, that they alter nothing else,
6531    and that the result of the last is still a giv.
6532
6533    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6534    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6535    all the consecutive insns that compute the value.
6536
6537    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6538    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6539
6540    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6541    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6542
6543 static int
6544 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6545                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6546      int first_benefit;
6547      rtx p;
6548      rtx src_reg;
6549      rtx dest_reg;
6550      rtx *add_val;
6551      rtx *mult_val;
6552      rtx *last_consec_insn;
6553 {
6554   int count;
6555   enum rtx_code code;
6556   int benefit;
6557   rtx temp;
6558   rtx set;
6559
6560   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6561      each insn of the multi-insn sequence.
6562
6563      This induction structure will be used only by the call to
6564      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6565      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6566      a new induction structure.  */
6567   struct induction *v
6568     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6569   v->src_reg = src_reg;
6570   v->mult_val = *mult_val;
6571   v->add_val = *add_val;
6572   v->benefit = first_benefit;
6573   v->cant_derive = 0;
6574   v->derive_adjustment = 0;
6575
6576   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6577   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6578
6579   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6580
6581   while (count > 0)
6582     {
6583       p = NEXT_INSN (p);
6584       code = GET_CODE (p);
6585
6586       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6587       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6588         p = XEXP (temp, 0);
6589
6590       if (code == INSN
6591           && (set = single_set (p))
6592           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6593           && SET_DEST (set) == dest_reg
6594           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6595                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6596               /* Giv created by equivalent expression.  */
6597               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6598                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6599                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6600           && src_reg == v->src_reg)
6601         {
6602           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6603             benefit += libcall_benefit (p);
6604
6605           count--;
6606           v->mult_val = *mult_val;
6607           v->add_val = *add_val;
6608           v->benefit = benefit;
6609         }
6610       else if (code != NOTE)
6611         {
6612           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6613              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6614              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6615           if (code == INSN
6616               && (set = single_set (p))
6617               && SET_DEST (set) != dest_reg
6618               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6619             continue;
6620
6621           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6622           return 0;
6623         }
6624     }
6625
6626   *last_consec_insn = p;
6627   return v->benefit;
6628 }
6629 \f
6630 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6631    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6632    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6633
6634    To perform the computation, we note that
6635         G1 = x * v + a          and
6636         G2 = y * v + b
6637    where `v' is the biv.
6638
6639    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6640
6641    Note that MULT = y/x.
6642
6643    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6644    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6645    subtracting variables.  */
6646
6647 static rtx
6648 express_from_1 (a, b, mult)
6649      rtx a, b, mult;
6650 {
6651   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6652
6653   if (mult == const0_rtx)
6654     return b;
6655
6656   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6657      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6658      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6659      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6660
6661   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6662     return NULL_RTX;
6663
6664   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6665      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6666      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6667      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6668      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6669
6670   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6671     {
6672       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6673
6674       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6675       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6676         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6677
6678       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6679       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6680         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6681
6682       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6683         /* We matched: remove one reg completely.  */
6684         a = oa, b = ob;
6685       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6686         /* An alternate match.  */
6687         a = oa, b = rb;
6688       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6689         /* An alternate match.  */
6690         a = ra, b = ob;
6691       else
6692         {
6693           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6694              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6695           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6696           if (ob == NULL_RTX)
6697             return NULL_RTX;
6698           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6699         }
6700     }
6701
6702   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6703      get rid of everything but a constant.  */
6704
6705   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6706     {
6707       rtx ra, oa;
6708
6709       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6710       if (rtx_equal_p (oa, b))
6711         oa = ra;
6712       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6713         return NULL_RTX;
6714
6715       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6716         return NULL_RTX;
6717
6718       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6719     }
6720   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6721     {
6722       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6723     }
6724   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6725     {
6726       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6727         return XEXP (b, 1);
6728       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6729         return XEXP (b, 0);
6730       else
6731         return NULL_RTX;
6732     }
6733   else if (rtx_equal_p (a, b))
6734     return const0_rtx;
6735
6736   return NULL_RTX;
6737 }
6738
6739 rtx
6740 express_from (g1, g2)
6741      struct induction *g1, *g2;
6742 {
6743   rtx mult, add;
6744
6745   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6746      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6747      for notation) is also an integer.  */
6748   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6749       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6750     {
6751       if (g1->mult_val == const0_rtx
6752           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6753         return NULL_RTX;
6754       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6755     }
6756   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6757     mult = const1_rtx;
6758   else
6759     {
6760       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6761       return NULL_RTX;
6762     }
6763
6764   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6765   if (add == NULL_RTX)
6766     return NULL_RTX;
6767
6768   /* Form simplified final result.  */
6769   if (mult == const0_rtx)
6770     return add;
6771   else if (mult == const1_rtx)
6772     mult = g1->dest_reg;
6773   else
6774     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6775
6776   if (add == const0_rtx)
6777     return mult;
6778   else
6779     {
6780       if (GET_CODE (add) == PLUS
6781           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6782         {
6783           rtx tem = XEXP (add, 1);
6784           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6785           add = tem;
6786         }
6787
6788       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6789     }
6790
6791 }
6792 \f
6793 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6794    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6795    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6796    used to represent G1.  */
6797
6798 static rtx
6799 combine_givs_p (g1, g2)
6800      struct induction *g1, *g2;
6801 {
6802   rtx tem = express_from (g1, g2);
6803
6804   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6805      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6806      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6807   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6808      combination to be the other way round.  */
6809   if (tem == g1->dest_reg
6810       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6811     {
6812       return g1->dest_reg;
6813     }
6814
6815   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6816      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6817      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6818   if (tem != NULL_RTX
6819       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6820       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6821       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6822          will always be a register, and so anything more complicated
6823          gets discarded.  */
6824 #if 0
6825 #ifdef ADDRESS_COST
6826       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6827 #else
6828       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6829 #endif
6830 #endif
6831       )
6832     {
6833       return tem;
6834     }
6835
6836   return NULL_RTX;
6837 }
6838 \f
6839 struct combine_givs_stats
6840 {
6841   int giv_number;
6842   int total_benefit;
6843 };
6844
6845 static int
6846 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6847      struct combine_givs_stats *x, *y;
6848 {
6849   int d;
6850   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6851   /* Stabilize the sort.  */
6852   if (!d)
6853     d = x->giv_number - y->giv_number;
6854   return d;
6855 }
6856
6857 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6858    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6859    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6860    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6861
6862 static void
6863 combine_givs (bl)
6864      struct iv_class *bl;
6865 {
6866   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6867   const int extra_benefit = 3;
6868
6869   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6870   int i, j, k, giv_count;
6871   struct combine_givs_stats *stats;
6872   rtx *can_combine;
6873
6874   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6875   giv_count = 0;
6876   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6877     if (!g1->ignore)
6878       giv_count++;
6879
6880   giv_array
6881     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6882   i = 0;
6883   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6884     if (!g1->ignore)
6885       giv_array[i++] = g1;
6886
6887   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6888   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6889
6890   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6891   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6892
6893   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6894     {
6895       int this_benefit;
6896       rtx single_use;
6897
6898       g1 = giv_array[i];
6899       stats[i].giv_number = i;
6900
6901       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6902          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6903          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6904          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6905          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6906          be seen elsewhere as well.  */
6907       if (g1->giv_type == DEST_REG
6908           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6909           && single_use != const0_rtx)
6910         continue;
6911
6912       this_benefit = g1->benefit;
6913       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6914       if (g1->no_const_addval)
6915         this_benefit += 1;
6916
6917       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6918         {
6919           rtx this_combine;
6920
6921           g2 = giv_array[j];
6922           if (g1 != g2
6923               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6924             {
6925               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6926               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6927             }
6928         }
6929       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6930     }
6931
6932   /* Iterate, combining until we can't.  */
6933 restart:
6934   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6935
6936   if (loop_dump_stream)
6937     {
6938       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6939       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6940         {
6941           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6942           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6943             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6944                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6945                      stats[k].total_benefit);
6946         }
6947       putc ('\n', loop_dump_stream);
6948     }
6949
6950   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6951     {
6952       int g1_add_benefit = 0;
6953
6954       i = stats[k].giv_number;
6955       g1 = giv_array[i];
6956
6957       /* If it has already been combined, skip.  */
6958       if (g1->combined_with || g1->same)
6959         continue;
6960
6961       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6962         {
6963           g2 = giv_array[j];
6964           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6965               /* If it has already been combined, skip.  */
6966               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6967             {
6968               int l;
6969
6970               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6971               g2->same = g1;
6972               g1->combined_with++;
6973               g1->lifetime += g2->lifetime;
6974
6975               g1_add_benefit += g2->benefit;
6976
6977               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6978                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6979                  longer be necessary.  */
6980               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6981                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6982
6983               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6984                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6985               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6986                 {
6987                   int m = stats[l].giv_number;
6988                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6989                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6990                 }
6991
6992               if (loop_dump_stream)
6993                 fprintf (loop_dump_stream,
6994                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6995                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6996             }
6997         }
6998
6999       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7000          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7001       if (g1->combined_with)
7002         {
7003           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7004             {
7005               int m = stats[j].giv_number;
7006               if (can_combine[m*giv_count + j])
7007                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7008             }
7009
7010           g1->benefit += g1_add_benefit;
7011
7012           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7013              Restart the combination so that proper weights for the
7014              rest of the givs are properly taken into account.  */
7015           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7016              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7017              can_combine is tricky.  */
7018           goto restart;
7019         }
7020     }
7021 }
7022 \f
7023 struct recombine_givs_stats
7024 {
7025   int giv_number;
7026   int start_luid, end_luid;
7027 };
7028
7029 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7030    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7031    used in reverse.  */
7032 static int
7033 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7034      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7035 {
7036   int d;
7037   d = y->start_luid - x->start_luid;
7038   /* Stabilize the sort.  */
7039   if (!d)
7040     d = y->giv_number - x->giv_number;
7041   return d;
7042 }
7043
7044 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7045    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7046    yet to unlock the search for the end of its life.
7047    Only consider givs that belong to BIV.
7048    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7049 static int
7050 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7051      rtx x, insn, biv;
7052      struct recombine_givs_stats *stats;
7053 {
7054   enum rtx_code code;
7055   char *fmt;
7056   int i, j;
7057   int retval;
7058
7059   code = GET_CODE (x);
7060   switch (code)
7061     {
7062     case SET:
7063       {
7064         rtx reg = SET_DEST (x);
7065         if (GET_CODE (reg) == REG)
7066           {
7067             int regno = REGNO (reg);
7068             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7069
7070             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7071                 && ! v->ignore
7072                 && v->src_reg == biv
7073                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7074               {
7075                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7076                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7077                    We must not predicate this code on a start_luid match
7078                    since that would make the test fail for givs that have
7079                    been hoisted out of inner loops.  */
7080                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7081                   {
7082                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7083                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7084                   }
7085                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7086                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7087               }
7088             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7089           }
7090         break;
7091       }
7092     case REG:
7093       {
7094         int regno = REGNO (x);
7095         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7096
7097         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7098             && ! v->ignore
7099             && v->src_reg == biv
7100             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7101           {
7102             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7103               insn = NEXT_INSN (insn);
7104             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7105             return 1;
7106           }
7107         return 0;
7108       }
7109     case LABEL_REF:
7110     case CONST_DOUBLE:
7111     case CONST_INT:
7112     case CONST:
7113       return 0;
7114     default:
7115       break;
7116     }
7117   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7118   retval = 0;
7119   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7120     {
7121       if (fmt[i] == 'e')
7122         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7123
7124       else if (fmt[i] == 'E')
7125         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7126           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7127     }
7128   return retval;
7129 }
7130
7131 /* For each giv that has been combined with another, look if
7132    we can combine it with the most recently used one instead.
7133    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7134    try to derive givs from other givs.  */
7135 static void
7136 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7137      struct iv_class *bl;
7138      rtx loop_start, loop_end;
7139      int unroll_p;
7140 {
7141   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7142   struct recombine_givs_stats *stats;
7143   int giv_count;
7144   int i, rescan;
7145   int ends_need_computing;
7146
7147   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7148     {
7149       if (! v->ignore)
7150         giv_count++;
7151     }
7152   giv_array
7153     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7154   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7155
7156   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7157      the corresponding index into stats.  */
7158   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7159     {
7160       rtx p;
7161
7162       if (v->ignore)
7163         continue;
7164       giv_array[i] = v;
7165       stats[i].giv_number = i;
7166       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7167          the previous insn.  */
7168       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7169         p = PREV_INSN (p);
7170       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7171       v->ix = i;
7172       i++;
7173     }
7174
7175   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7176
7177   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7178   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7179     {
7180       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7181       if (v->same)
7182         {
7183           struct induction *old_same = v->same;
7184           rtx new_combine;
7185
7186           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7187              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7188              that could otherwise be eliminated.  */
7189           if (last_giv
7190               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7191                   || ! last_giv->maybe_dead
7192                   || last_giv->combined_with)
7193               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7194             {
7195               old_same->combined_with--;
7196               v->new_reg = new_combine;
7197               v->same = last_giv;
7198               last_giv->combined_with++;
7199               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7200                  already decided what to reduce.  */
7201
7202               if (loop_dump_stream)
7203                 {
7204                   fprintf (loop_dump_stream,
7205                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7206                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7207                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7208                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7209                 }
7210               continue;
7211             }
7212           v = v->same;
7213         }
7214       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7215         continue;
7216       if (! last_giv
7217           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7218           || ! v->maybe_dead
7219           || v->combined_with)
7220         last_giv = v;
7221     }
7222
7223   ends_need_computing = 0;
7224   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7225      lifetime ends from regscan info.  */
7226   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7227     {
7228       if (v->ignore)
7229         continue;
7230       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7231         {
7232           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7233              givs.  */
7234           rtx p;
7235           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7236             p = PREV_INSN (p);
7237           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7238           if (p != v->insn)
7239             stats[i].end_luid++;
7240         }
7241       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7242         {
7243           if (v->last_use)
7244             {
7245               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7246               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7247             }
7248           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7249             {
7250               rtx p;
7251               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7252                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7253                  when we see the first set.  But we do know that there will
7254                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7255                  we'll start looking for the last use right away.  */
7256               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7257                 p = PREV_INSN (p);
7258               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7259               stats[i].end_luid = 0;
7260               ends_need_computing++;
7261             }
7262           else
7263             {
7264               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7265               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7266               rtx p = v->insn;
7267
7268               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7269                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7270                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7271                  last use properly.  */
7272               while (count)
7273                 {
7274                   p = prev_nonnote_insn (p);
7275                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7276                   count--;
7277                 }
7278
7279               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7280               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7281                 {
7282                   stats[i].end_luid = -1;
7283                   ends_need_computing++;
7284                 }
7285               else
7286                 {
7287                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7288                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7289                     {
7290                       stats[i].end_luid = -1;
7291                       ends_need_computing++;
7292                     }
7293                 }
7294             }
7295         }
7296       i++;
7297     }
7298
7299   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7300      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7301   if (ends_need_computing)
7302     {
7303       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7304       rtx p = loop_end;
7305
7306       do
7307         {
7308           if (p == loop_start)
7309             p = loop_end;
7310           p = PREV_INSN (p);
7311           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7312             continue;
7313           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7314         }
7315       while (ends_need_computing);
7316     }
7317
7318   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7319      more combinations.  */
7320   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7321     {
7322       if (v->ignore)
7323         continue;
7324       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7325         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7326       i++;
7327     }
7328
7329   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7330   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7331     {
7332       unsigned luid;
7333       int j;
7334
7335       if (v->ignore)
7336         continue;
7337       if (v->same && ! v->same->ignore)
7338         {
7339           j = v->same->ix;
7340           luid = stats[i].start_luid;
7341           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7342           if (luid - stats[j].start_luid
7343               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7344             stats[j].end_luid = luid;
7345         }
7346       i++;
7347     }
7348
7349   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7350
7351   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7352      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7353      pressure.
7354      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7355      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7356      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7357      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7358      index for this giv (unless rescan is already set).
7359      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7360      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7361      LAST_GIV.  */
7362   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7363     {
7364       int life_start, life_end;
7365
7366       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7367         {
7368           rtx sum;
7369
7370           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7371           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7372             continue;
7373           if (! last_giv)
7374             {
7375               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7376                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7377               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7378                 {
7379                   last_giv = v;
7380                   life_start = stats[i].start_luid;
7381                   life_end = stats[i].end_luid;
7382                 }
7383               continue;
7384             }
7385           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7386           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7387                >= (unsigned) life_end - life_start)
7388               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7389                   > (unsigned) life_end - life_start)
7390               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7391                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7392                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7393                   pressure.
7394                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7395               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7396                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7397               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7398               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7399               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7400               /* We would really like to know if for any giv that v
7401                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7402                  dominates that combined giv.  However, we
7403                  don't have this detailed control flow information.
7404                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7405                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7406                  validity of last_giv.
7407                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7408                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7409                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7410                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7411               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7412               && (sum = express_from (last_giv, v))
7413               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7414                  doesn't take different costs of registers and constants into
7415                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7416               && (rtx_cost (sum, SET)
7417                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7418               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7419                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7420               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7421                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7422                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7423                   || ! unroll_p)
7424               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7425                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7426             {
7427               v->derived_from = last_giv;
7428               life_end = stats[i].end_luid;
7429
7430               if (loop_dump_stream)
7431                 {
7432                   fprintf (loop_dump_stream,
7433                            "giv at %d derived from %d as ",
7434                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7435                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7436                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7437                 }
7438             }
7439           else if (rescan < 0)
7440             rescan = i;
7441         }
7442     }
7443 }
7444 \f
7445 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7446
7447 void
7448 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7449      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7450      rtx m;          /* multiplicative constant */
7451      rtx a;          /* additive constant */
7452      rtx reg;        /* destination register */
7453      rtx insert_before;
7454 {
7455   rtx seq;
7456   rtx result;
7457
7458   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7459   a = copy_rtx (a);
7460   b = copy_rtx (b);
7461
7462   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7463   update_reg_last_use (a, insert_before);
7464   update_reg_last_use (b, insert_before);
7465   update_reg_last_use (m, insert_before);
7466
7467   start_sequence ();
7468   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7469   if (reg != result)
7470     emit_move_insn (reg, result);
7471   seq = gen_sequence ();
7472   end_sequence ();
7473
7474   emit_insn_before (seq, insert_before);
7475
7476   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7477      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7478      record them all.  */
7479
7480   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7481     {
7482       int i;
7483       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7484         {
7485           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7486           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7487             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7488         }
7489     }
7490   else if (GET_CODE (seq) == SET
7491            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7492     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7493 }
7494 \f
7495 /* Test whether A * B can be computed without
7496    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7497
7498 static int
7499 product_cheap_p (a, b)
7500      rtx a;
7501      rtx b;
7502 {
7503   int i;
7504   rtx tmp;
7505   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7506   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7507   int win = 1;
7508
7509   /* If only one is constant, make it B.  */
7510   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7511     tmp = a, a = b, b = tmp;
7512
7513   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7514   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7515     return 1;
7516
7517   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7518   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7519     return 0;
7520
7521   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7522      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7523      of insns is generated.  */
7524
7525   rtl_obstack = &temp_obstack;
7526   start_sequence ();
7527   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7528   tmp = gen_sequence ();
7529   end_sequence ();
7530
7531   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7532     {
7533       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7534         win = 1;
7535       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7536         win = 0;
7537       else
7538         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7539           {
7540             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7541
7542             if (GET_CODE (insn) != INSN
7543                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7544                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7545                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7546                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7547                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7548               {
7549                 win = 0;
7550                 break;
7551               }
7552           }
7553     }
7554   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7555            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7556     win = 0;
7557   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7558            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7559            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7560     win = 0;
7561
7562   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7563      allocation to its normal obstack.  */
7564   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7565   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7566
7567   return win;
7568 }
7569 \f
7570 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7571    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7572    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7573    to see if the optimization can be performed.
7574    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7575
7576 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7577    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7578    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7579    faster than one that increments from zero.  */
7580
7581 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7582    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7583    final_[bg]iv_value.  */
7584
7585 static int
7586 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7587      rtx loop_end;
7588      int insn_count;
7589      rtx loop_start;
7590      struct loop_info *loop_info;
7591 {
7592   struct iv_class *bl;
7593   rtx reg;
7594   rtx jump_label;
7595   rtx final_value;
7596   rtx start_value;
7597   rtx new_add_val;
7598   rtx comparison;
7599   rtx before_comparison;
7600   rtx p;
7601   rtx jump;
7602   rtx first_compare;
7603   int compare_and_branch;
7604
7605   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7606      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7607
7608   jump = PREV_INSN (loop_end);
7609   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7610   if (comparison == 0)
7611     return 0;
7612
7613   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7614      two instructions.  */
7615   get_condition (jump, &first_compare);
7616   if (first_compare == jump)
7617     compare_and_branch = 1;
7618   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7619     compare_and_branch = 2;
7620   else
7621     return 0;
7622
7623   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7624      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7625      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7626      used between its update and the test insn.  */
7627
7628   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7629     {
7630       if (bl->biv_count == 1
7631           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7632           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7633                                    first_compare))
7634         break;
7635     }
7636
7637   if (! bl)
7638     return 0;
7639
7640   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7641      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7642      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7643      m68k DBRA instruction to be used.  */
7644
7645   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7646         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7647         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7648        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7649       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7650       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7651     {
7652       /* Initial value must be greater than 0,
7653          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7654          the last iteration */
7655
7656       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7657           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7658           && (INTVAL (bl->initial_value)
7659               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7660         {
7661           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7662           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7663             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7664                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7665           bl->nonneg = 1;
7666
7667           return 1;
7668         }
7669
7670       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7671          the loop, then we can safely optimize.  */
7672       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7673         {
7674           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7675             break;
7676           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7677             continue;
7678
7679           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7680           if (before_comparison
7681               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7682               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7683               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7684               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7685               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7686             {
7687               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7688                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7689                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7690               bl->nonneg = 1;
7691
7692               return 1;
7693             }
7694         }
7695     }
7696   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7697     {
7698       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7699       /* Can do this if:
7700          all registers modified are induction variables or invariant,
7701          all memory references have non-overlapping addresses
7702          (obviously true if only one write)
7703          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7704       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7705          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7706          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7707          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7708          one biv.  */
7709       int num_nonfixed_reads = 0;
7710       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7711       int no_use_except_counting = 0;
7712       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7713          which is reversible.  */
7714       int reversible_mem_store = 1;
7715
7716       if (bl->giv_count == 0
7717           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7718         {
7719           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7720
7721           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7722              fall through at the end of the loop, then
7723              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7724           no_use_except_counting = 1;
7725           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7726             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7727               {
7728                 rtx set = single_set (p);
7729
7730                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7731                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7732                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7733                   ;
7734                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7735                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7736                   /* Don't bother about the end test.  */
7737                   ;
7738                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7739                   {
7740                     no_use_except_counting = 0;
7741                     break;
7742                   }
7743               }
7744         }
7745
7746       if (no_use_except_counting)
7747         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7748       else if (num_mem_sets <= 1)
7749         {
7750           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7751             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7752               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7753
7754           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7755              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7756              might then have the wrong value at loop exit.
7757              This would work if the source was invariant also, however, in that
7758              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7759
7760           if (num_mem_sets == 1)
7761             {
7762               struct induction *v;
7763
7764               reversible_mem_store
7765                 = (! unknown_address_altered
7766                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7767
7768               /* If the store depends on a register that is set after the
7769                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7770                  reversible.  */
7771               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7772                 {
7773                   if (v->giv_type == DEST_REG
7774                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7775                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7776                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7777                     reversible_mem_store = 0;
7778                 }
7779             }
7780         }
7781       else
7782         return 0;
7783
7784       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7785          the memory address check by only reversing loops with
7786          zero or one memory access.
7787          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7788          and that can't be reversed.
7789          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7790          about all these things.  */
7791
7792       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7793            && !loop_has_call
7794            && !loop_has_volatile
7795            && reversible_mem_store
7796            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7797               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7798            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7799           || no_use_except_counting)
7800         {
7801           rtx tem;
7802
7803           /* Loop can be reversed.  */
7804           if (loop_dump_stream)
7805             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7806
7807           /* Now check other conditions:
7808
7809              The increment must be a constant, as must the initial value,
7810              and the comparison code must be LT.
7811
7812              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7813              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7814              confusing.  */
7815
7816           if (comparison
7817               /* for constants, LE gets turned into LT */
7818               && (GET_CODE (comparison) == LT
7819                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7820                       && no_use_except_counting)))
7821             {
7822               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7823               rtx initial_value, comparison_value;
7824               int nonneg = 0;
7825               enum rtx_code cmp_code;
7826               int comparison_const_width;
7827               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7828
7829               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7830               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7831               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7832                 comparison_const_width
7833                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7834               else
7835                 comparison_const_width
7836                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7837               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7838                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7839               comparison_sign_mask
7840                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7841
7842               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7843                  can not reverse this loop.
7844
7845                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7846                  a whole compute an invariant result, then we could move
7847                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7848               if (!invariant_p (comparison_value))
7849                 return 0;
7850
7851               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7852                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7853               initial_value = bl->initial_value;
7854
7855               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7856                  has no other use except as a counter.  This will allow
7857                  a few more loops to be reversed.  */
7858               if (no_use_except_counting
7859                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7860                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7861                 {
7862                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7863                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7864                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7865                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7866                      Since comparison_value is constant, we know that the
7867                      current comparison code is LT.  */
7868                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7869                   comparison_val
7870                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7871                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7872                      even if there is an overflow, we might still be able to
7873                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7874                      NE is possible.  */
7875                   initial_value = const0_rtx;
7876                 }
7877
7878               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7879               if (initial_value == const0_rtx
7880                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7881                      the NE test, since this will allow that instruction to
7882                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7883                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7884                      a non-counting use.  */
7885 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7886                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7887                          && (bl->biv_count == 0
7888                              || no_use_except_counting)))
7889 #endif
7890                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7891                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7892                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7893                         & comparison_sign_mask))
7894                 {
7895                   /* Register will always be nonnegative, with value
7896                      0 on last iteration */
7897                   add_adjust = add_val;
7898                   nonneg = 1;
7899                   cmp_code = GE;
7900                 }
7901               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7902                        && (bl->biv_count == 0
7903                            || no_use_except_counting))
7904                 {
7905                   add_adjust = 0;
7906                   cmp_code = NE;
7907                 }
7908               else
7909                 return 0;
7910
7911               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7912                 add_adjust -= add_val;
7913
7914               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7915                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7916                  can not reverse this loop.  */
7917               if (initial_value == const0_rtx
7918                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7919                 {
7920                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7921                     return 0;
7922                 }
7923               else
7924                 {
7925                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7926                     return 0;
7927                 }
7928
7929               final_value = comparison_value;
7930
7931               /* Reset these in case we normalized the initial value
7932                  and comparison value above.  */
7933               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7934                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7935                 {
7936                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7937                   final_value
7938                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7939                 }
7940               bl->initial_value = initial_value;
7941
7942               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7943               reg = bl->biv->dest_reg;
7944               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7945               if (jump_label == pc_rtx)
7946                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7947               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7948
7949               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7950                  to generate a SUB.
7951                  Initialize biv to start_value before loop start.
7952                  The old initializing insn will be deleted as a
7953                  dead store by flow.c.  */
7954               if (initial_value == const0_rtx
7955                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7956                 {
7957                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7958                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7959                                     loop_start);
7960                 }
7961               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7962                 {
7963                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7964                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7965                   enum insn_code icode
7966                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7967                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7968                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7969                             (comparison_value, mode))
7970                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7971                     return 0;
7972                   start_value
7973                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7974                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7975                                      (reg, comparison_value, offset)),
7976                                     loop_start);
7977                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7978                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7979                                                 GEN_INT (add_val));
7980                 }
7981               else if (! add_adjust)
7982                 {
7983                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7984                   enum insn_code icode
7985                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7986                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7987                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7988                             (comparison_value, mode))
7989                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7990                             (initial_value, mode)))
7991                     return 0;
7992                   start_value
7993                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7994                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7995                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7996                                     loop_start);
7997                 }
7998               else
7999                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8000                    better to have a testcase first.  */
8001                 return 0;
8002
8003               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8004                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8005               start_sequence ();
8006               expand_inc (reg, new_add_val);
8007               tem = gen_sequence ();
8008               end_sequence ();
8009
8010               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8011               delete_insn (bl->biv->insn);
8012
8013               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8014               bl->biv->insn = p;
8015               bl->initial_value = start_value;
8016               bl->biv->add_val = new_add_val;
8017
8018               /* Update loop info.  */
8019               loop_info->initial_value = reg;
8020               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8021               loop_info->final_value = const0_rtx;
8022               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8023               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8024               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8025               loop_info->increment = new_add_val;
8026
8027               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8028                  not delete the label.  */
8029               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8030
8031               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8032                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8033               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8034                   || ! bl->init_insn
8035                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8036                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8037                                  loop_end);
8038
8039               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8040               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8041               if (compare_and_branch == 2)
8042                 delete_insn (first_compare);
8043
8044               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8045               start_sequence ();
8046               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8047                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8048                                        XEXP (jump_label, 0));
8049               tem = gen_sequence ();
8050               end_sequence ();
8051               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8052
8053               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8054                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8055                    tem = PREV_INSN (tem))
8056                 ;
8057
8058               if (tem)
8059                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8060
8061               if (nonneg)
8062                 {
8063                   if (tem)
8064                     {
8065                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8066                       /* Register is now always nonnegative,
8067                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8068                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8069                                                            REG_NOTES (tem));
8070                     }
8071                   bl->nonneg = 1;
8072                 }
8073
8074               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8075                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8076                  will have to be fixed up.  */
8077
8078               bl->reversed = 1;
8079
8080               if (loop_dump_stream)
8081                 fprintf (loop_dump_stream,
8082                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
8083
8084               return 1;
8085             }
8086         }
8087     }
8088
8089   return 0;
8090 }
8091 \f
8092 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8093    based on the insns in the loop that refer to it.
8094    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8095
8096    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8097
8098    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8099    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8100    start of the loop.  */
8101
8102 static int
8103 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8104      struct iv_class *bl;
8105      rtx loop_start;
8106      rtx end;
8107      int eliminate_p;
8108      int threshold, insn_count;
8109 {
8110   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8111   rtx p;
8112
8113   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8114      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8115
8116   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8117     {
8118       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8119       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8120
8121       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8122           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8123           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8124         {
8125           if (loop_dump_stream)
8126             fprintf (loop_dump_stream,
8127                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8128                      bl->regno, INSN_UID (p));
8129           break;
8130         }
8131     }
8132
8133   if (p == end)
8134     {
8135       if (loop_dump_stream)
8136         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8137                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8138       return 1;
8139     }
8140
8141   return 0;
8142 }
8143 \f
8144 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8145    Return non-zero if INSN is first.  */
8146
8147 int
8148 loop_insn_first_p (insn, reference)
8149      rtx insn, reference;
8150 {
8151   rtx p, q;
8152
8153   for (p = insn, q = reference; ;)
8154     {
8155       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8156          first.  */
8157       if (q == insn || ! p)
8158         return 0;
8159       if (p == reference || ! q)
8160         return 1;
8161
8162       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8163           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop)
8164         return INSN_LUID (p) < INSN_LUID (q);
8165
8166       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
8167         p = NEXT_INSN (p);
8168       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8169         q = NEXT_INSN (q);
8170     }
8171 }
8172
8173 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8174    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8175    div derivation is zero.  */
8176 static int
8177 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8178      struct induction *biv, *giv;
8179      rtx insn;
8180 {
8181   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8182      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8183      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8184      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8185   if (giv->auto_inc_opt
8186       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8187            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8188           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8189               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8190     return 0;
8191
8192   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8193      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8194      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8195      bother to make this possible.  */
8196   if (giv->derived_from
8197       && ! (giv->always_executed
8198             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8199             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8200     return 0;
8201   if (giv->same
8202       && giv->same->derived_from
8203       && ! (giv->same->always_executed
8204             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8205             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8206     return 0;
8207
8208   return 1;
8209 }
8210
8211 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8212    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8213
8214    If BIV does not appear in X, return 1.
8215
8216    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8217    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8218    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8219    the loop.  */
8220
8221 static int
8222 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8223      rtx x, insn;
8224      struct iv_class *bl;
8225      int eliminate_p;
8226      rtx where;
8227 {
8228   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8229   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8230   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8231   struct induction *v;
8232   rtx arg, tem;
8233 #ifdef HAVE_cc0
8234   rtx new;
8235 #endif
8236   int arg_operand;
8237   char *fmt;
8238   int i, j;
8239
8240   switch (code)
8241     {
8242     case REG:
8243       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8244          we can't eliminate it.  */
8245       if (x == reg)
8246         return 0;
8247       return 1;
8248
8249     case SET:
8250       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8251       if (SET_DEST (x) == reg)
8252         return 1;
8253
8254       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8255          it will go away when the giv is reduced.  */
8256       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8257         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8258           return 1;
8259
8260 #ifdef HAVE_cc0
8261       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8262         {
8263           /* Can replace with any giv that was reduced and
8264              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8265              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8266              ??? We disable this optimization to avoid potential
8267              overflows.  */
8268
8269           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8270             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8271                 && v->add_val == const0_rtx
8272                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8273                 && v->mode == mode
8274                 && 0)
8275               {
8276                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8277                   continue;
8278
8279                 if (! eliminate_p)
8280                   return 1;
8281
8282                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8283                    then reverse the comparison.  */
8284                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8285                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8286                                          const0_rtx, v->new_reg);
8287                 else
8288                   new = v->new_reg;
8289
8290                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8291                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8292                   return 1;
8293               }
8294
8295           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8296              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8297              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8298              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8299              overflow problem.  */
8300
8301           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8302             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8303                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8304                 && v->mode == mode
8305                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8306                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8307                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8308                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8309                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8310               {
8311                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8312                   continue;
8313
8314                 if (! eliminate_p)
8315                   return 1;
8316
8317                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8318                    then reverse the comparison.  */
8319                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8320                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8321                                          v->new_reg);
8322                 else
8323                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8324                                          copy_rtx (v->add_val));
8325
8326                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8327                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8328                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8329                   return 1;
8330
8331                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8332                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8333                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8334
8335                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8336                                   where);
8337
8338                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8339                    the compare expression. */
8340                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8341                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8342                   return 1;
8343               }
8344         }
8345 #endif
8346       break;
8347
8348     case COMPARE:
8349     case EQ:  case NE:
8350     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8351     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8352       /* See if either argument is the biv.  */
8353       if (XEXP (x, 0) == reg)
8354         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8355       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8356         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8357       else
8358         break;
8359
8360       if (CONSTANT_P (arg))
8361         {
8362           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8363              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8364              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8365
8366           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8367             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8368                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8369                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8370                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8371                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8372                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8373                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8374                 && v->mode == mode)
8375               {
8376                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8377                   continue;
8378
8379                 if (! eliminate_p)
8380                   return 1;
8381
8382                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8383                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8384
8385                 /* If all constants are actually constant integers and
8386                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8387                    do so.  */
8388                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8389                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8390                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8391                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8392                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8393                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8394                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8395                   return 1;
8396
8397                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8398                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8399                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8400                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8401                   return 1;
8402
8403                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8404                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8405               }
8406
8407           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8408              Insert insns to calculate new compare value.
8409              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8410
8411           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8412             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8413                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8414                 && v->mode == mode
8415                 && 0)
8416               {
8417                 rtx tem;
8418
8419                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8420                   continue;
8421
8422                 if (! eliminate_p)
8423                   return 1;
8424
8425                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8426
8427                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8428                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8429                                  v->new_reg, 1);
8430
8431                 /* Compute value to compare against.  */
8432                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8433                 /* Use it in this insn.  */
8434                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8435                 if (apply_change_group ())
8436                   return 1;
8437               }
8438         }
8439       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8440         {
8441           if (invariant_p (arg) == 1)
8442             {
8443               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8444                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8445                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8446
8447               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8448                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8449                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8450                     && v->mode == mode
8451                     && 0)
8452                   {
8453                     rtx tem;
8454
8455                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8456                       continue;
8457
8458                     if (! eliminate_p)
8459                       return 1;
8460
8461                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8462
8463                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8464                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8465                                      v->new_reg, 1);
8466
8467                     /* Compute value to compare against.  */
8468                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8469                                       tem, where);
8470                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8471                     if (apply_change_group ())
8472                       return 1;
8473                   }
8474             }
8475
8476           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8477              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8478              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8479              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8480              but that can generate poor code.
8481
8482              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8483              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8484              we might have to do a topological sort of the order in which
8485              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8486              this sort of thing now.  */
8487
8488 #if 0
8489           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8490           if (GET_CODE (arg) != REG
8491               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8492             return 0;
8493
8494           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8495              with identical coefficients.  */
8496           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8497             {
8498               struct induction *tv;
8499
8500               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8501                 continue;
8502
8503               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8504                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8505                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8506                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8507                     && tv->mode == mode)
8508                   {
8509                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8510                       continue;
8511
8512                     if (! eliminate_p)
8513                       return 1;
8514
8515                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8516                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8517                     /* Replace other operand with the other giv's
8518                        reduced reg.  */
8519                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8520                     return 1;
8521                   }
8522             }
8523 #endif
8524         }
8525
8526       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8527       return 0;
8528
8529     case MEM:
8530       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8531          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8532       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8533         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8534           return 1;
8535       break;
8536
8537     default:
8538       break;
8539     }
8540
8541   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8542   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8543   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8544     {
8545       switch (fmt[i])
8546         {
8547         case 'e':
8548           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8549                                        eliminate_p, where))
8550             return 0;
8551           break;
8552
8553         case 'E':
8554           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8555             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8556                                          eliminate_p, where))
8557               return 0;
8558           break;
8559         }
8560     }
8561
8562   return 1;
8563 }
8564 \f
8565 /* Return nonzero if the last use of REG
8566    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8567
8568 static int
8569 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8570      rtx reg;
8571      rtx insn;
8572 {
8573   rtx n;
8574   for (n = insn;
8575        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8576        n = NEXT_INSN (n))
8577     {
8578       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8579         return 1;
8580     }
8581   return 0;
8582 }
8583 \f
8584 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8585    just record the location of the set and process it later.  */
8586
8587 static void
8588 record_initial (dest, set)
8589      rtx dest;
8590      rtx set;
8591 {
8592   struct iv_class *bl;
8593
8594   if (GET_CODE (dest) != REG
8595       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8596       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8597     return;
8598
8599   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8600
8601   /* If this is the first set found, record it.  */
8602   if (bl->init_insn == 0)
8603     {
8604       bl->init_insn = note_insn;
8605       bl->init_set = set;
8606     }
8607 }
8608 \f
8609 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8610    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8611    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8612    use it.  */
8613
8614 static void
8615 update_reg_last_use (x, insn)
8616      rtx x;
8617      rtx insn;
8618 {
8619   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8620      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8621      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8622      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8623   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8624       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8625       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8626     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8627   else
8628     {
8629       register int i, j;
8630       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8631       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8632         {
8633           if (fmt[i] == 'e')
8634             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8635           else if (fmt[i] == 'E')
8636             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8637               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8638         }
8639     }
8640 }
8641 \f
8642 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8643    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8644    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8645    be returned.
8646
8647    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8648    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8649    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8650    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8651
8652    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8653    callers.  Specifically:
8654
8655    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8656    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8657    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8658    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8659        for GE, GEU, and LEU.  */
8660
8661 rtx
8662 get_condition (jump, earliest)
8663      rtx jump;
8664      rtx *earliest;
8665 {
8666   enum rtx_code code;
8667   rtx prev = jump;
8668   rtx set;
8669   rtx tem;
8670   rtx op0, op1;
8671   int reverse_code = 0;
8672   int did_reverse_condition = 0;
8673   enum machine_mode mode;
8674
8675   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8676   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8677       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8678     return 0;
8679
8680   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8681   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8682   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8683   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8684
8685   if (earliest)
8686     *earliest = jump;
8687
8688   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8689      the condition.  */
8690   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8691       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8692     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8693
8694   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8695      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8696      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8697      in cse.c  */
8698
8699   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8700     {
8701       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8702       rtx x = 0;
8703
8704 #ifdef HAVE_cc0
8705       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8706          insn.  */
8707       if (op0 == cc0_rtx)
8708         {
8709           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8710               || GET_CODE (prev) != INSN
8711               || (set = single_set (prev)) == 0
8712               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8713             return 0;
8714
8715           op0 = SET_SRC (set);
8716           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8717           if (earliest)
8718             *earliest = prev;
8719         }
8720 #endif
8721
8722       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8723       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8724         {
8725           op1 = XEXP (op0, 1);
8726           op0 = XEXP (op0, 0);
8727           continue;
8728         }
8729       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8730         break;
8731
8732       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8733          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8734          we don't want to bother dealing with it.  */
8735
8736       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8737           || GET_CODE (prev) != INSN
8738           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8739           || (set = single_set (prev)) == 0)
8740         break;
8741
8742       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8743          relevant.  */
8744       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8745         {
8746           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8747
8748           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8749              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8750              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8751              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8752              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8753              should not affect other platforms.
8754
8755              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8756              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8757              modeless comparisons inside branch patterns.
8758
8759              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8760              in simplify_comparison in combine.  */
8761
8762           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8763                || (((code == NE
8764                      || (code == LT
8765                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8766                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8767                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8768                          && (STORE_FLAG_VALUE
8769                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8770                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8771 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8772                      || (code == LT
8773                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8774                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8775 #endif
8776                      ))
8777                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8778               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8779                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8780                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8781             x = SET_SRC (set);
8782           else if (((code == EQ
8783                      || (code == GE
8784                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8785                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8786                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8787                          && (STORE_FLAG_VALUE
8788                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8789                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8790 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8791                      || (code == GE
8792                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8793                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8794 #endif
8795                      ))
8796                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8797                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8798                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8799                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8800
8801             {
8802               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8803                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8804                  have had to reverse the condition.  */
8805               did_reverse_condition ^= 1;
8806               reverse_code = 1;
8807               x = SET_SRC (set);
8808             }
8809           else
8810             break;
8811         }
8812
8813       else if (reg_set_p (op0, prev))
8814         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8815         break;
8816
8817       if (x)
8818         {
8819           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8820             code = GET_CODE (x);
8821           if (reverse_code)
8822             {
8823               code = reverse_condition (code);
8824               did_reverse_condition ^= 1;
8825               reverse_code = 0;
8826             }
8827
8828           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8829           if (earliest)
8830             *earliest = prev;
8831         }
8832     }
8833
8834   /* If constant is first, put it last.  */
8835   if (CONSTANT_P (op0))
8836     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8837
8838   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8839      was really being compared, so fail.  */
8840   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8841     return 0;
8842
8843   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8844      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8845      overflow.  */
8846
8847   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8848       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8849       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8850     {
8851       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8852       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8853       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8854         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8855
8856       switch (code)
8857         {
8858         case LE:
8859           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8860             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8861           break;
8862
8863         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8864            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8865         case GE:
8866           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8867               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8868                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8869             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8870           break;
8871
8872         case LEU:
8873           if (uconst_val < max_val)
8874             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8875           break;
8876
8877         case GEU:
8878           if (uconst_val != 0)
8879             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8880           break;
8881
8882         default:
8883           break;
8884         }
8885     }
8886
8887   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8888      EQ or NE, return zero.  */
8889   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8890       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8891       && ! flag_fast_math
8892       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8893     return 0;
8894
8895 #ifdef HAVE_cc0
8896   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8897   if (op0 == cc0_rtx)
8898     return 0;
8899 #endif
8900
8901   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8902 }
8903
8904 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8905    unless both operands are invariants.  */
8906
8907 rtx
8908 get_condition_for_loop (x)
8909      rtx x;
8910 {
8911   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8912
8913   if (comparison == 0
8914       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8915       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8916     return comparison;
8917
8918   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8919                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8920 }
8921
8922 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8923 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8924    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
8925    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8926    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8927  */
8928
8929 static void
8930 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8931      rtx loop_start, loop_end;
8932      struct loop_info *loop_info;
8933 {
8934   int i;
8935   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8936
8937   int increment_direction, compare_direction;
8938
8939   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8940       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8941   int add_iteration = 0;
8942
8943   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8944
8945   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8946
8947   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8948   if (loop_info->unroll_number == -1)
8949     return;
8950
8951   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8952   if (loop_used_count_register [loop_num])
8953     {
8954       if (loop_dump_stream)
8955         fprintf (loop_dump_stream,
8956                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8957                  loop_num);
8958       return;
8959     }
8960
8961   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8962   if (indirect_jump_in_function)
8963     {
8964       if (loop_dump_stream)
8965         fprintf (loop_dump_stream,
8966                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8967                  loop_num);
8968       return;
8969     }
8970
8971   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8972   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8973       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8974       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8975     {
8976       if (loop_dump_stream)
8977         fprintf (loop_dump_stream,
8978                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8979                  loop_num);
8980       return;
8981     }
8982
8983   /* Make sure that the loop does not contain a function call
8984      (the count register might be altered by the called function).  */
8985   if (loop_has_call)
8986     {
8987       if (loop_dump_stream)
8988         fprintf (loop_dump_stream,
8989                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
8990                  loop_num);
8991       return;
8992     }
8993
8994   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
8995      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
8996   if (loop_has_tablejump)
8997     {
8998       if (loop_dump_stream)
8999         fprintf (loop_dump_stream,
9000                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9001                  loop_num);
9002       return;
9003     }
9004
9005   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9006   if (loop_info->unroll_number > 1)
9007     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9008   else
9009     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9010
9011   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9012     {
9013       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9014       if (loop_dump_stream)
9015         fprintf (loop_dump_stream,
9016                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9017                  loop_num);
9018       return;
9019     }
9020
9021   /* Try to instrument the loop.  */
9022
9023   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9024   if (n_iterations > 0)
9025     {
9026       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9027       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9028         loop_used_count_register[i] = 1;
9029       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9030       return;
9031     }
9032
9033   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9034      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9035      of the number of iterations.  */
9036
9037   if (loop_info->iteration_var == 0)
9038     {
9039       if (loop_dump_stream)
9040         fprintf (loop_dump_stream,
9041                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9042                  loop_num);
9043       return;
9044     }
9045
9046   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9047       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9048     {
9049       if (loop_dump_stream)
9050         fprintf (loop_dump_stream,
9051                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9052                  loop_num);
9053       return;
9054     }
9055
9056   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9057   if (loop_info->comparison_code == NE)
9058     {
9059       if (loop_dump_stream)
9060         fprintf (loop_dump_stream,
9061                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9062                  loop_num);
9063       return;
9064     }
9065 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9066 #if 0
9067   else
9068     {
9069       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9070          loop executes at least once.  */
9071       rtx sequence;
9072       rtx iterations_num_reg;
9073
9074       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9075         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9076
9077       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9078          expensive) divide is needed.  */
9079       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9080         {
9081           if (loop_dump_stream)
9082             fprintf (loop_dump_stream,
9083                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9084           return;
9085         }
9086
9087       /* compute the number of iterations */
9088       start_sequence ();
9089       {
9090         rtx temp_reg;
9091
9092         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9093            ;
9094            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9095            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9096            ;                                           increment
9097          */
9098         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9099            expand_binop?  */
9100         if (compare_direction > 0)
9101           {
9102             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9103             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9104                                      comparison_value, initial_value,
9105                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9106           }
9107         else
9108           {
9109             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9110                                      initial_value, comparison_value,
9111                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9112           }
9113
9114         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9115           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9116                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9117                                             + add_iteration),
9118                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9119
9120         if (increment_value_abs != 1)
9121           {
9122             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9123                most targets.  The original authors apparently expected this
9124                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9125                but just naively generating a divide instruction will not give
9126                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9127                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9128                It will probably not work for any other target.  */
9129             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9130                                                temp_reg,
9131                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9132                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9133           }
9134         else
9135           iterations_num_reg = temp_reg;
9136       }
9137       sequence = gen_sequence ();
9138       end_sequence ();
9139       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9140       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9141     }
9142
9143   return;
9144 #endif /* Complex case */
9145 }
9146
9147 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9148    1. A new counter register is created.
9149    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9150    passed in the loop_num_iterations parameter.
9151    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9152    The created comparison follows the pattern defined for the
9153    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9154    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9155    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9156    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9157
9158 static void
9159 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9160      rtx loop_start, loop_end;
9161      rtx loop_num_iterations;
9162 {
9163   rtx counter_reg;
9164   rtx start_label;
9165   rtx sequence;
9166
9167   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9168     {
9169       if (loop_dump_stream)
9170         {
9171           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9172           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9173             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9174                      INTVAL (loop_num_iterations));
9175           else
9176             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9177           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9178         }
9179
9180       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9181          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9182       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9183
9184       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9185       start_label = gen_label_rtx ();
9186       emit_label_after (start_label, loop_start);
9187
9188       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9189       start_sequence ();
9190       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9191       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9192       sequence = gen_sequence ();
9193       end_sequence ();
9194       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9195
9196       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9197          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9198          later recognized by assembly generation phase).  */
9199       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9200                                                                 start_label),
9201                              loop_end);
9202       LABEL_NUSES (start_label)++;
9203     }
9204
9205 }
9206 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9207
9208 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9209
9210    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9211    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9212 static int
9213 indirect_jump_in_function_p (start)
9214      rtx start;
9215 {
9216   rtx insn;
9217
9218   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9219     if (computed_jump_p (insn))
9220       return 1;
9221
9222   return 0;
9223 }
9224
9225 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9226    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9227    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9228
9229 static int
9230 insert_loop_mem (mem, data)
9231      rtx *mem;
9232      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9233 {
9234   int i;
9235   rtx m = *mem;
9236
9237   if (m == NULL_RTX)
9238     return 0;
9239
9240   switch (GET_CODE (m))
9241     {
9242     case MEM:
9243       break;
9244
9245     case CONST_DOUBLE:
9246       /* We're not interested in the MEM associated with a
9247          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9248       return -1;
9249
9250     default:
9251       /* This is not a MEM.  */
9252       return 0;
9253     }
9254
9255   /* See if we've already seen this MEM.  */
9256   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9257     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9258       {
9259         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9260           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9261              this happens, something tricky is going on, and we just
9262              don't optimize accesses to this MEM.  */
9263           loop_mems[i].optimize = 0;
9264
9265         return 0;
9266       }
9267
9268   /* Resize the array, if necessary.  */
9269   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9270     {
9271       if (loop_mems_allocated != 0)
9272         loop_mems_allocated *= 2;
9273       else
9274         loop_mems_allocated = 32;
9275
9276       loop_mems = (loop_mem_info*)
9277         xrealloc (loop_mems,
9278                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9279     }
9280
9281   /* Actually insert the MEM.  */
9282   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9283   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9284      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9285      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9286      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9287   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9288   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9289   ++loop_mems_idx;
9290
9291   return 0;
9292 }
9293
9294 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9295    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9296    values after load_mems.  */
9297
9298 static void
9299 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9300                                      insn_count)
9301      rtx scan_start;
9302      rtx end;
9303      rtx loop_top;
9304      rtx start;
9305      int *insn_count;
9306 {
9307   int nregs = max_reg_num ();
9308
9309   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9310
9311   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9312      created new registers.  */
9313   if (max_reg_num () > nregs)
9314     {
9315       int i;
9316       int old_nregs;
9317
9318       old_nregs = nregs;
9319       nregs = max_reg_num ();
9320
9321       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9322         {
9323           /* Grow all the arrays.  */
9324           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9325           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9326           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9327           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9328         }
9329       /* Clear the arrays */
9330       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9331       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9332       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9333
9334       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9335                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9336                            insn_count, nregs);
9337
9338       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9339         {
9340           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9341           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9342         }
9343
9344 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9345       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9346          create CCmode register copies.  */
9347       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9348         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9349           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9350 #endif
9351
9352       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9353       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9354              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9355              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9356     }
9357 }
9358
9359 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9360    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9361    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9362
9363 static void
9364 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9365      rtx scan_start;
9366      rtx end;
9367      rtx loop_top;
9368      rtx start;
9369 {
9370   int maybe_never = 0;
9371   int i;
9372   rtx p;
9373   rtx label = NULL_RTX;
9374   rtx end_label;
9375
9376   if (loop_mems_idx > 0)
9377     {
9378       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9379       int next_maybe_never = 0;
9380
9381       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9382          loop are never executed.  */
9383       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9384            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9385            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9386         {
9387           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9388             maybe_never = 1;
9389           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9390                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9391                       around to the beginning, don't set maybe_never
9392                       for that.  This must be an unconditional jump,
9393                       otherwise the code at the top of the loop might
9394                       never be executed.  Unconditional jumps are
9395                       followed a by barrier then loop end.  */
9396                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9397                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9398                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9399                          && simplejump_p (p)))
9400             {
9401               if (!condjump_p (p))
9402                 /* Something complicated.  */
9403                 maybe_never = 1;
9404               else
9405                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9406                    might not be reached.  */
9407                 next_maybe_never = 1;
9408             }
9409           else if (next_maybe_never)
9410             maybe_never = 1;
9411         }
9412
9413       /* Actually move the MEMs.  */
9414       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9415         {
9416           int written = 0;
9417           rtx reg;
9418           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9419           rtx mem_list_entry;
9420
9421           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9422               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9423             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9424             loop_mems[i].optimize = 0;
9425
9426           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9427              one is aliased by one of them.  */
9428           mem_list_entry = loop_store_mems;
9429           while (mem_list_entry)
9430             {
9431               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9432                 written = 1;
9433               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9434                                         mem, rtx_varies_p))
9435                 {
9436                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9437                   loop_mems[i].optimize = 0;
9438                   break;
9439                 }
9440               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9441             }
9442
9443           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9444              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9445           if (loop_mems[i].optimize && written)
9446             {
9447               int j;
9448
9449               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9450                 {
9451                   if (j == i)
9452                     continue;
9453                   else if (true_dependence (mem,
9454                                             VOIDmode,
9455                                             loop_mems[j].mem,
9456                                             rtx_varies_p))
9457                     {
9458                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9459                          the loop because writes to it might not be
9460                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9461                       loop_mems[i].optimize = 0;
9462                       break;
9463                     }
9464                 }
9465             }
9466
9467           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9468             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9469                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9470             loop_mems[i].optimize = 0;
9471
9472           if (!loop_mems[i].optimize)
9473             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9474                loop, but later discovered that we could not.  */
9475             continue;
9476
9477           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9478              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9479              out of the loop just because this REG is neither a
9480              user-variable nor used in the loop test.  */
9481           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9482           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9483           loop_mems[i].reg = reg;
9484
9485           /* Now, replace all references to the MEM with the
9486              corresponding pesudos.  */
9487           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9488                p != NULL_RTX;
9489                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9490             {
9491               rtx_and_int ri;
9492               ri.r = p;
9493               ri.i = i;
9494               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9495             }
9496
9497           if (!apply_change_group ())
9498             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9499             loop_mems[i].optimize = 0;
9500           else
9501             {
9502               rtx set;
9503
9504               /* Load the memory immediately before START, which is
9505                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9506               set = gen_move_insn (reg, mem);
9507               emit_insn_before (set, start);
9508
9509               if (written)
9510                 {
9511                   if (label == NULL_RTX)
9512                     {
9513                       /* We must compute the former
9514                          right-after-the-end label before we insert
9515                          the new one.  */
9516                       end_label = next_label (end);
9517                       label = gen_label_rtx ();
9518                       emit_label_after (label, end);
9519                     }
9520
9521                   /* Store the memory immediately after END, which is
9522                    the NOTE_LOOP_END.  */
9523                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9524                   emit_insn_after (set, label);
9525                 }
9526
9527               if (loop_dump_stream)
9528                 {
9529                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9530                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9531                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9532                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9533                 }
9534             }
9535         }
9536     }
9537
9538   if (label != NULL_RTX)
9539     {
9540       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9541          label with the new one.  */
9542       rtx_pair rr;
9543       rr.r1 = end_label;
9544       rr.r2 = label;
9545
9546       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9547         {
9548           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9549
9550           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9551              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9552              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9553              because the immediately following unroll pass will use it.
9554              replace_label would not work anyways, because that only handles
9555              LABEL_REFs.  */
9556           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9557             JUMP_LABEL (p) = label;
9558         }
9559     }
9560 }
9561
9562 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9563    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9564    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9565    and the MEM we are currently replacing.  */
9566
9567 static int
9568 replace_loop_mem (mem, data)
9569      rtx *mem;
9570      void *data;
9571 {
9572   rtx_and_int *ri;
9573   rtx insn;
9574   int i;
9575   rtx m = *mem;
9576
9577   if (m == NULL_RTX)
9578     return 0;
9579
9580   switch (GET_CODE (m))
9581     {
9582     case MEM:
9583       break;
9584
9585     case CONST_DOUBLE:
9586       /* We're not interested in the MEM associated with a
9587          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9588       return -1;
9589
9590     default:
9591       /* This is not a MEM.  */
9592       return 0;
9593     }
9594
9595   ri = (rtx_and_int*) data;
9596   i = ri->i;
9597
9598   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9599     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9600     return 0;
9601
9602   insn = ri->r;
9603
9604   /* Actually replace the MEM.  */
9605   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9606
9607   return 0;
9608 }
9609
9610 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9611    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9612    respectively.  */
9613
9614 static int
9615 replace_label (x, data)
9616      rtx *x;
9617      void *data;
9618 {
9619   rtx l = *x;
9620   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9621   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9622
9623   if (l == NULL_RTX)
9624     return 0;
9625
9626   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9627     return 0;
9628
9629   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9630     return 0;
9631
9632   XEXP (l, 0) = new_label;
9633   ++LABEL_NUSES (new_label);
9634   --LABEL_NUSES (old_label);
9635
9636   return 0;
9637 }
9638