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                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4220                     continue;
4221                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4222                     {
4223                       last_use_insn = p;
4224                     }
4225                 }
4226
4227               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4228                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4229                  of an inner loop, so there is little point in making this
4230                  a DEST_REG giv anyways.  */
4231               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4232                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4233                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4234                 {
4235                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4236                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4237                       next->add_val, 0))
4238                     abort ();
4239                   vp = &v->next_iv;
4240                   continue;
4241                 }
4242               next->add_val = add_val;
4243               v->dest_reg = dest_reg;
4244               v->giv_type = DEST_REG;
4245               v->location = &SET_SRC (set);
4246               v->cant_derive = 0;
4247               v->combined_with = 0;
4248               v->maybe_dead = 0;
4249               v->derive_adjustment = 0;
4250               v->same = 0;
4251               v->ignore = 0;
4252               v->new_reg = 0;
4253               v->final_value = 0;
4254               v->same_insn = 0;
4255               v->auto_inc_opt = 0;
4256               v->unrolled = 0;
4257               v->shared = 0;
4258               v->derived_from = 0;
4259               v->always_computable = 1;
4260               v->always_executed = 1;
4261               v->replaceable = 1;
4262               v->no_const_addval = 0;
4263
4264               old_regno = REGNO (old_reg);
4265               new_regno = REGNO (dest_reg);
4266               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4267               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4268               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4269               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4270               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4271
4272               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4273               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4274
4275               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4276                  and record it as a giv.  */
4277               *vp = next;
4278               bl->biv_count--;
4279               v->next_iv = bl->giv;
4280               bl->giv = v;
4281               bl->giv_count++;
4282               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4283               bl->total_benefit += v->benefit;
4284
4285               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4286                  the replaced increment and the next increment, and
4287                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4288               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4289                    p != next->insn;
4290                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4291                 {
4292                   rtx note;
4293
4294                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4295                     continue;
4296                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4297                     {
4298                       last_use_insn = p;
4299                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4300                         abort ();
4301                     }
4302                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4303                     {
4304                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4305                         XEXP (note, 0)
4306                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4307                     }
4308                 }
4309
4310               v->last_use = last_use_insn;
4311               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4312               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4313                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4314                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4315               if (v->lifetime == 0)
4316                 v->ignore = 1;
4317
4318               if (loop_dump_stream)
4319                 fprintf (loop_dump_stream,
4320                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4321                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4322             }
4323         }
4324     }
4325   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4326
4327   /* Search the loop for general induction variables.  */
4328
4329   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4330      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4331
4332   not_every_iteration = 0;
4333   loop_depth = 0;
4334   p = scan_start;
4335   while (1)
4336     {
4337       p = NEXT_INSN (p);
4338       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4339          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4340       if (p == scan_start)
4341         break;
4342       if (p == end)
4343         {
4344           if (loop_top != 0)
4345             p = loop_top;
4346           else
4347             break;
4348           if (p == scan_start)
4349             break;
4350         }
4351
4352       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4353       if (GET_CODE (p) == INSN
4354           && (set = single_set (p))
4355           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4356           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4357         {
4358           rtx src_reg;
4359           rtx add_val;
4360           rtx mult_val;
4361           int benefit;
4362           rtx regnote = 0;
4363           rtx last_consec_insn;
4364
4365           dest_reg = SET_DEST (set);
4366           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4367             continue;
4368
4369           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4370               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4371                                       &mult_val, 0, &benefit)
4372                /* Equivalent expression is a giv.  */
4373                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4374                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4375                                              &add_val, &mult_val, 0,
4376                                              &benefit)))
4377               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4378                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4379               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4380               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4381               && dest_reg != src_reg
4382               /* This must be the only place where the register is set.  */
4383               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4384                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4385                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4386                                                  src_reg, dest_reg,
4387                                                  &add_val, &mult_val,
4388                                                  &last_consec_insn))))
4389             {
4390               struct induction *v
4391                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4392
4393               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4394               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4395                 benefit += libcall_benefit (p);
4396
4397               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4398               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4399                 p = last_consec_insn;
4400
4401               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4402                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4403                           loop_end);
4404
4405             }
4406         }
4407
4408 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4409       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4410       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4411          still does.  */
4412       if (GET_CODE (p) == INSN)
4413         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4414                        loop_end);
4415 #endif
4416
4417       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4418          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4419       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4420         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4421         update_giv_derive (p);
4422
4423       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4424          on whether they will be executed during each iteration.  */
4425       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4426          code in scan_loop.  */
4427       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4428           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4429              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4430              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4431              will be executed if the loop is executed.  */
4432           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4433                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4434                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4435         {
4436           rtx label = 0;
4437
4438           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4439              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4440              loop_number_exits_labels list.  */
4441
4442           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4443                label;
4444                label = LABEL_NEXTREF (label))
4445             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4446               break;
4447
4448           if (! label)
4449             not_every_iteration = 1;
4450         }
4451
4452       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4453         {
4454           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4455              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4456              even though the exit code has been duplicated.
4457
4458              Insns are also again known to be executed each iteration at
4459              the LOOP_CONT note.  */
4460           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4461                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4462               && loop_depth == 0)
4463             not_every_iteration = 0;
4464           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4465             loop_depth++;
4466           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4467             loop_depth--;
4468         }
4469
4470       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4471          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4472          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4473          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4474
4475          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4476          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4477          will be executed each iteration.  */
4478
4479       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4480           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4481           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4482         not_every_iteration = 0;
4483     }
4484
4485   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4486      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4487      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4488      fail if the iteration variable is a giv.  */
4489
4490   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4491
4492   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4493      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4494      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4495      so that final_giv_value will work correctly.  */
4496
4497   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4498     {
4499       struct induction *v;
4500
4501       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4502         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4503           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4504     }
4505
4506   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4507      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4508      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4509   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4510
4511   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4512      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4513      reg_iv_type for a suitable size.  */
4514   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4515   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4516   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4517
4518   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4519      variable elimination.  */
4520
4521   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4522     {
4523       struct induction *v;
4524       int benefit;
4525       int all_reduced;
4526       rtx final_value = 0;
4527       unsigned nregs;
4528
4529       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4530          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4531          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4532          what its final value will be.
4533
4534          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4535          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4536          this biv.  */
4537
4538       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4539          We aren't concerned with any uses of the biv between
4540          init_insn and loop_start since these won't be affected
4541          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4542          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4543          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4544
4545       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4546            && bl->init_insn
4547            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4548            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4549 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4550            && ! bl->nonneg
4551 #endif
4552            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4553           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4554                                               loop_info->n_iterations))
4555 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4556               && ! bl->nonneg
4557 #endif
4558               ))
4559         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4560                                               threshold, insn_count);
4561       else
4562         {
4563           if (loop_dump_stream)
4564             {
4565               fprintf (loop_dump_stream,
4566                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4567                        bl->regno);
4568               fprintf (loop_dump_stream,
4569                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4570                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4571                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4572             }
4573         }
4574
4575       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4576       combine_givs (bl);
4577
4578       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4579          biv have been strength reduced.
4580          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4581       all_reduced = 1;
4582
4583       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4584          it.  Skip giv's combined with others.  */
4585       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4586         {
4587           struct induction *tv;
4588
4589           if (v->ignore || v->same)
4590             continue;
4591
4592           benefit = v->benefit;
4593
4594           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4595              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4596              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4597              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4598              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4599              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4600              a cost.  Similar situations exist.  */
4601           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4602              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4603              be necessary.  */
4604           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4605               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4606             benefit -= copy_cost;
4607
4608           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4609              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4610           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4611
4612           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4613              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4614              This decision can be made independently for each giv.  */
4615
4616 #ifdef AUTO_INC_DEC
4617           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4618              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4619              add_cost that was done above).  */
4620           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4621               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4622             {
4623               if (HAVE_POST_INCREMENT
4624                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4625                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4626               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4627                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4628                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4629               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4630                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4631                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4632               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4633                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4634                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4635             }
4636 #endif
4637
4638           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4639              flag, and clear all_reduced.  */
4640
4641           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4642              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4643              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4644              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4645              exit.  */
4646
4647           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4648               && ! bl->reversed )
4649             {
4650               if (loop_dump_stream)
4651                 fprintf (loop_dump_stream,
4652                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4653                          INSN_UID (v->insn),
4654                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4655               v->ignore = 1;
4656               all_reduced = 0;
4657             }
4658           else
4659             {
4660               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4661                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4662
4663               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4664                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4665                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4666                   {
4667                     if (loop_dump_stream)
4668                       fprintf (loop_dump_stream,
4669                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4670                                INSN_UID (v->insn));
4671                     v->ignore = 1;
4672                     all_reduced = 0;
4673                     break;
4674                   }
4675             }
4676         }
4677
4678       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4679          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4680          dead and should not be used to derive another giv nor to
4681          eliminate a biv.  */
4682       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4683         {
4684           if (v->ignore
4685               || (v->same && v->same->ignore))
4686             continue;
4687
4688           if (v->last_use)
4689             {
4690               struct induction *v1;
4691
4692               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4693                 if (v->last_use == v1->insn)
4694                   v->maybe_dead = 1;
4695             }
4696           else if (v->giv_type == DEST_REG
4697               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4698             {
4699               struct induction *v1;
4700
4701               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4702                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4703                   v->maybe_dead = 1;
4704             }
4705         }
4706
4707 #if 0
4708       /* XXX Temporary.  */
4709       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4710          combinations to reduce register pressure.
4711          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4712          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4713          reallocation here since it allows to check if there are still
4714          more bivs to process.  */
4715       nregs = max_reg_num ();
4716       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4717         {
4718           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4719              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4720           if (bl->next)
4721             nregs += nregs / 4;
4722           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4723           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4724           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4725         }
4726       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4727 #endif
4728
4729       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4730
4731       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4732         {
4733           struct induction *tv;
4734           if (! v->ignore && v->same == 0)
4735             {
4736               int auto_inc_opt = 0;
4737
4738               /* If the code for derived givs immediately below has already
4739                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4740               if (! v->new_reg)
4741                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4742
4743               if (v->derived_from)
4744                 {
4745                   struct induction *d = v->derived_from;
4746
4747                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4748                      to replace it in v->insn now.  */
4749                   if (! d->new_reg)
4750                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4751                   PATTERN (v->insn)
4752                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4753                   PATTERN (v->insn)
4754                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4755                   if (bl->biv_count != 1)
4756                     {
4757                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4758                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4759                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4760                         {
4761                           /* We always emit reduced giv increments before the
4762                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4763                              emitting the add insns for derived givs after the
4764                              biv increment, they pick up the updated value of
4765                              the reduced giv.  */
4766                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4767                                            tv->insn);
4768
4769                         }
4770                     }
4771                   continue;
4772                 }
4773
4774 #ifdef AUTO_INC_DEC
4775               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4776                  this is an address giv, then try to put the increment
4777                  immediately after its use, so that flow can create an
4778                  auto-increment addressing mode.  */
4779               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4780                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4781                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4782                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4783                   && ! bl->reversed
4784                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4785                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4786                 {
4787                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4788                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4789                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4790
4791                      We simplify this by looking for the common case where
4792                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4793                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4794                      increment occurs after the address giv, then we can
4795                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4796                      would have to go before other_giv, and we would not be
4797                      able to combine it with the address giv to get an
4798                      auto-inc address.)  */
4799                   if (v->combined_with)
4800                     {
4801                       struct induction *other_giv = 0;
4802
4803                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4804                         if (tv->same == v)
4805                           {
4806                             if (other_giv)
4807                               break;
4808                             else
4809                               other_giv = tv;
4810                           }
4811                       if (! tv && other_giv
4812                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4813                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4814                               == INSN_UID (v->insn))
4815                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4816                         auto_inc_opt = 1;
4817                     }
4818                   /* Check for case where increment is before the address
4819                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4820                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4821                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4822                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4823                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4824                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4825                                && (INSN_LUID (scan_start)
4826                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4827                     auto_inc_opt = -1;
4828                   else
4829                     auto_inc_opt = 1;
4830
4831 #ifdef HAVE_cc0
4832                   {
4833                     rtx prev;
4834
4835                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4836                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4837                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4838                         || (auto_inc_opt == -1
4839                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4840                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4841                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4842                       auto_inc_opt = 0;
4843                   }
4844 #endif
4845
4846                   if (auto_inc_opt)
4847                     v->auto_inc_opt = 1;
4848                 }
4849 #endif
4850
4851               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4852                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4853               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4854                 {
4855                   rtx insert_before;
4856
4857                   if (! auto_inc_opt)
4858                     insert_before = tv->insn;
4859                   else if (auto_inc_opt == 1)
4860                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4861                   else
4862                     insert_before = v->insn;
4863
4864                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4865                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4866                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4867                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4868                     /* A multiply is acceptable here
4869                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4870                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4871                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4872                 }
4873
4874               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4875
4876               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4877                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4878             }
4879         }
4880
4881       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4882          as not reduced.
4883
4884          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4885          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4886          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4887
4888       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4889         {
4890           if (v->same && v->same->ignore)
4891             v->ignore = 1;
4892
4893           if (v->ignore)
4894             continue;
4895
4896           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4897              replaced.  */
4898           if (v->same)
4899             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4900                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4901
4902           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4903             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4904                this giv.  */
4905             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4906           else if (v->replaceable)
4907             {
4908               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4909
4910 #if 0
4911               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4912                  this is unnecessary now?  */
4913
4914               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4915                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4916
4917                  However, especially when unrolling loops, the special
4918                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4919                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4920                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4921                  We can not delete the original insn, since it may be part
4922                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4923                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4924               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4925                                v->insn);
4926 #endif
4927             }
4928           else
4929             {
4930               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4931                  the reduced giv, same as above.  */
4932               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4933                                v->insn);
4934             }
4935
4936           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4937              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4938              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4939              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4940              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4941           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4942             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4943                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4944           else if (v->final_value)
4945             {
4946               rtx insert_before;
4947
4948               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4949                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4950                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4951                  since this is slightly more efficient.  */
4952               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4953                 insert_before = loop_start;
4954               else
4955                 insert_before = end_insert_before;
4956               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4957                                 insert_before);
4958
4959 #if 0
4960               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4961                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4962                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4963                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4964                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4965                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4966                  matter that the original insn remains because it is dead
4967                  anyways.  */
4968               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4969                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4970               delete_insn (v->insn);
4971 #endif
4972             }
4973
4974           if (loop_dump_stream)
4975             {
4976               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4977                        INSN_UID (v->insn));
4978               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4979               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4980             }
4981         }
4982
4983       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4984          merit it.  */
4985
4986       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4987          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4988          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4989          combined with.
4990
4991          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4992          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4993          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4994          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4995          used from the simpler giv.  */
4996
4997       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4998         if (! v->maybe_dead && v->same)
4999           v->same->maybe_dead = 0;
5000
5001       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5002          This won't work if ! all_reduced,
5003          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5004
5005          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5006          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5007          be used as a biv replacement.
5008
5009          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5010          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5011          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5012          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5013          replace it with a compare with a constant will fail.
5014
5015          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5016          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5017          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5018
5019       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5020           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5021                                   threshold, insn_count))
5022
5023         {
5024           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5025              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5026              we might want to rewrite it also.  This way some later
5027              pass has more hope of removing the initialization of this
5028              biv entirely.  */
5029
5030           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5031              and we must emit an insn to set it just in case.
5032
5033              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5034              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5035              proper final value for such a biv here anyways.  */
5036           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5037             {
5038               rtx insert_before;
5039
5040               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5041                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5042                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5043                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5044               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5045                 insert_before = loop_start;
5046               else
5047                 insert_before = end_insert_before;
5048
5049               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5050                                 end_insert_before);
5051             }
5052
5053 #if 0
5054           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5055              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5056              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5057           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5058              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5059              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5060              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5061              insn remains, because it is dead anyways.  */
5062           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5063             delete_insn (v->insn);
5064 #endif
5065
5066           if (loop_dump_stream)
5067             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5068                      bl->regno);
5069         }
5070     }
5071
5072   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5073      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5074
5075   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5076     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5077         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5078       {
5079         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5080         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5081         INSN_CODE (p) = -1;
5082       }
5083
5084   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5085      induction variable information that strength_reduce has already
5086      collected.  */
5087
5088   if (unroll_p)
5089     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5090                  loop_info, 1);
5091
5092 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5093   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5094   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5095       && flag_branch_on_count_reg)
5096     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5097 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5098
5099   if (loop_dump_stream)
5100     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5101   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5102   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5103 }
5104 \f
5105 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5106    compared against in an initial test).
5107
5108    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5109    the current insn and the start of the loop.
5110
5111    INSN is the insn containing X.  */
5112
5113 static int
5114 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5115      rtx x;
5116      rtx insn;
5117      int call_seen;
5118      rtx loop_start;
5119 {
5120   if (CONSTANT_P (x))
5121     return 1;
5122
5123   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5124      we know.  */
5125   if (GET_CODE (x) != REG
5126       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5127     return 0;
5128
5129   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5130      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5131   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5132       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5133           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5134     return 0;
5135
5136   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5137      loop.  */
5138   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5139     return 0;
5140
5141   return 1;
5142 }
5143 \f
5144 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5145    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5146    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5147    every loop iteration.  */
5148
5149 static void
5150 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5151      rtx x;
5152      rtx insn;
5153      int not_every_iteration;
5154      rtx loop_start, loop_end;
5155 {
5156   register int i, j;
5157   register enum rtx_code code;
5158   register char *fmt;
5159
5160   if (x == 0)
5161     return;
5162
5163   code = GET_CODE (x);
5164   switch (code)
5165     {
5166     case REG:
5167     case CONST_INT:
5168     case CONST:
5169     case CONST_DOUBLE:
5170     case SYMBOL_REF:
5171     case LABEL_REF:
5172     case PC:
5173     case CC0:
5174     case ADDR_VEC:
5175     case ADDR_DIFF_VEC:
5176     case USE:
5177     case CLOBBER:
5178       return;
5179
5180     case MEM:
5181       {
5182         rtx src_reg;
5183         rtx add_val;
5184         rtx mult_val;
5185         int benefit;
5186
5187         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5188            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5189            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5190            this one would not be seen.   */
5191
5192         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5193                                    &mult_val, 1, &benefit))
5194           {
5195             /* Found one; record it.  */
5196             struct induction *v
5197               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5198
5199             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5200                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5201                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5202
5203             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5204           }
5205       }
5206       return;
5207
5208     default:
5209       break;
5210     }
5211
5212   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5213
5214   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5215   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5216     if (fmt[i] == 'e')
5217       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5218                      loop_end);
5219     else if (fmt[i] == 'E')
5220       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5221         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5222                        loop_start, loop_end);
5223 }
5224 \f
5225 /* Fill in the data about one biv update.
5226    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5227    allocated by the caller, with alloca.)
5228    INSN is the insn that sets it.
5229    DEST_REG is the biv's reg.
5230
5231    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5232    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5233    being set to INC_VAL.
5234
5235    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5236    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5237    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5238    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5239    executed exactly once per iteration.  */
5240
5241 static void
5242 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5243             not_every_iteration, maybe_multiple)
5244      struct induction *v;
5245      rtx insn;
5246      rtx dest_reg;
5247      rtx inc_val;
5248      rtx mult_val;
5249      rtx *location;
5250      int not_every_iteration;
5251      int maybe_multiple;
5252 {
5253   struct iv_class *bl;
5254
5255   v->insn = insn;
5256   v->src_reg = dest_reg;
5257   v->dest_reg = dest_reg;
5258   v->mult_val = mult_val;
5259   v->add_val = inc_val;
5260   v->location = location;
5261   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5262   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5263   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5264   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5265
5266   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5267      if this is the first incrementation of the reg.  */
5268
5269   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5270   if (bl == 0)
5271     {
5272       /* Create and initialize new iv_class.  */
5273
5274       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5275
5276       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5277       bl->biv = 0;
5278       bl->giv = 0;
5279       bl->biv_count = 0;
5280       bl->giv_count = 0;
5281
5282       /* Set initial value to the reg itself.  */
5283       bl->initial_value = dest_reg;
5284       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5285       bl->init_insn = 0;
5286       bl->init_set = 0;
5287       bl->initial_test = 0;
5288       bl->incremented = 0;
5289       bl->eliminable = 0;
5290       bl->nonneg = 0;
5291       bl->reversed = 0;
5292       bl->total_benefit = 0;
5293
5294       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5295       bl->next = loop_iv_list;
5296       loop_iv_list = bl;
5297
5298       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5299       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5300     }
5301
5302   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5303   v->next_iv = bl->biv;
5304   bl->biv = v;
5305   bl->biv_count++;
5306   if (mult_val == const1_rtx)
5307     bl->incremented = 1;
5308
5309   if (loop_dump_stream)
5310     {
5311       fprintf (loop_dump_stream,
5312                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5313                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5314       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5315         {
5316           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5317           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5318           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5319         }
5320       else
5321         {
5322           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5323           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5324           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5325         }
5326     }
5327 }
5328 \f
5329 /* Fill in the data about one giv.
5330    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5331    allocated by the caller, with alloca.)
5332    INSN is the insn that sets it.
5333    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5334    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5335    into a register or is used as a memory address.
5336
5337    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5338    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5339    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5340    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5341
5342 static void
5343 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5344             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5345      struct induction *v;
5346      rtx insn;
5347      rtx src_reg;
5348      rtx dest_reg;
5349      rtx mult_val, add_val;
5350      int benefit;
5351      enum g_types type;
5352      int not_every_iteration;
5353      rtx *location;
5354      rtx loop_start, loop_end;
5355 {
5356   struct induction *b;
5357   struct iv_class *bl;
5358   rtx set = single_set (insn);
5359
5360   v->insn = insn;
5361   v->src_reg = src_reg;
5362   v->giv_type = type;
5363   v->dest_reg = dest_reg;
5364   v->mult_val = mult_val;
5365   v->add_val = add_val;
5366   v->benefit = benefit;
5367   v->location = location;
5368   v->cant_derive = 0;
5369   v->combined_with = 0;
5370   v->maybe_multiple = 0;
5371   v->maybe_dead = 0;
5372   v->derive_adjustment = 0;
5373   v->same = 0;
5374   v->ignore = 0;
5375   v->new_reg = 0;
5376   v->final_value = 0;
5377   v->same_insn = 0;
5378   v->auto_inc_opt = 0;
5379   v->unrolled = 0;
5380   v->shared = 0;
5381   v->derived_from = 0;
5382   v->last_use = 0;
5383
5384   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5385      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5386      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5387      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5388      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5389      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5390      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5391
5392   if (type == DEST_ADDR)
5393     v->always_computable = 1;
5394   else
5395     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5396
5397   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5398
5399   if (type == DEST_ADDR)
5400     {
5401       v->mode = GET_MODE (*location);
5402       v->lifetime = 1;
5403     }
5404   else /* type == DEST_REG */
5405     {
5406       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5407
5408       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5409                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5410
5411       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5412          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5413          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5414       if (v->lifetime == 0)
5415         v->ignore = 1;
5416
5417       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5418       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5419     }
5420
5421   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5422
5423   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5424   if (bl)
5425     {
5426       v->next_iv = bl->giv;
5427       bl->giv = v;
5428       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5429          insns that calculate givs.  */
5430       if (type == DEST_REG)
5431         bl->giv_count++;
5432       bl->total_benefit += benefit;
5433     }
5434   else
5435     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5436     abort ();
5437
5438   if (type == DEST_ADDR)
5439     v->replaceable = 1;
5440   else
5441     {
5442       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5443          of the following conditions are true:
5444          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5445            on which the giv is used at all
5446            (there are two ways to deduce this:
5447             either the insn is executed on every iteration,
5448             or all uses follow that insn in the same basic block),
5449          - the giv is not used outside the loop
5450          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5451
5452       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5453           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5454           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5455           && (! not_every_iteration
5456               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5457         {
5458           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5459              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5460
5461           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5462              and last use of the giv.
5463
5464              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5465              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5466              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5467              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5468              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5469              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5470              using this biv anyways.  */
5471
5472           v->replaceable = 1;
5473           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5474             {
5475               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5476                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5477                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5478                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5479                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5480                 {
5481                   v->replaceable = 0;
5482                   v->not_replaceable = 1;
5483                   break;
5484                 }
5485             }
5486
5487           /* If there are any backwards branches that go from after the
5488              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5489           if (v->replaceable)
5490             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5491               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5492                 {
5493                   v->replaceable = 0;
5494                   v->not_replaceable = 1;
5495                   break;
5496                 }
5497         }
5498       else
5499         {
5500           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5501              decide.  */
5502           v->replaceable = 0;
5503           v->not_replaceable = 0;
5504         }
5505     }
5506
5507   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5508      combine_givs.  */
5509   {
5510     rtx tem = add_val;
5511
5512     v->no_const_addval = 1;
5513     if (tem == const0_rtx)
5514       ;
5515     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5516       v->no_const_addval = 0;
5517     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5518       {
5519         while (1)
5520           {
5521             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5522               tem = XEXP (tem, 0);
5523             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5524               tem = XEXP (tem, 1);
5525             else
5526               break;
5527           }
5528         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5529           v->no_const_addval = 0;
5530       }
5531   }
5532
5533   if (loop_dump_stream)
5534     {
5535       if (type == DEST_REG)
5536         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5537                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5538       else
5539         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5540                  INSN_UID (insn));
5541
5542       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5543                REGNO (src_reg), v->benefit);
5544       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5545                v->lifetime);
5546
5547       if (v->replaceable)
5548         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5549
5550       if (v->no_const_addval)
5551         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5552
5553       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5554         {
5555           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5556           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5557         }
5558       else
5559         {
5560           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5561           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5562         }
5563
5564       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5565         {
5566           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5567           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5568         }
5569       else
5570         {
5571           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5572           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5573         }
5574     }
5575
5576   if (loop_dump_stream)
5577     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5578
5579 }
5580
5581
5582 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5583    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5584    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5585    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5586    have been identified.  */
5587
5588 static void
5589 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5590      struct induction *v;
5591      rtx loop_start, loop_end;
5592      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5593 {
5594   struct iv_class *bl;
5595   rtx final_value = 0;
5596
5597   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5598
5599   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5600      replaceable above in record_giv.  */
5601
5602   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5603      of the following conditions are true:
5604      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5605        on which the giv is used at all
5606        (there are two ways to deduce this:
5607         either the insn is executed on every iteration,
5608         or all uses follow that insn in the same basic block),
5609      - its final value can be calculated (this condition is different
5610        than the one above in record_giv)
5611      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5612
5613 #if 0
5614   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5615   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5616   v->replaceable = 0;
5617 #endif
5618
5619   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5620       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5621     {
5622       int biv_increment_seen = 0;
5623       rtx p = v->insn;
5624       rtx last_giv_use;
5625
5626       v->replaceable = 1;
5627
5628       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5629          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5630          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5631          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5632
5633       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5634          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5635          that sets the giv, and search around the loop until we come
5636          back to that insn again.
5637
5638          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5639          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5640          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5641          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5642          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5643          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5644          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5645
5646       last_giv_use = v->insn;
5647
5648       while (1)
5649         {
5650           p = NEXT_INSN (p);
5651           if (p == loop_end)
5652             p = NEXT_INSN (loop_start);
5653           if (p == v->insn)
5654             break;
5655
5656           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5657               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5658             {
5659               if (biv_increment_seen)
5660                 {
5661                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5662                     {
5663                       v->replaceable = 0;
5664                       v->not_replaceable = 1;
5665                       break;
5666                     }
5667                 }
5668               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5669                 biv_increment_seen = 1;
5670               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5671                 last_giv_use = p;
5672             }
5673         }
5674
5675       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5676          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5677          replaceable.  */
5678
5679       if (v->replaceable)
5680         {
5681           p = v->insn;
5682           while (1)
5683             {
5684               p = NEXT_INSN (p);
5685               if (p == loop_end)
5686                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5687               if (p == last_giv_use)
5688                 break;
5689
5690               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5691                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5692                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5693                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5694                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5695                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5696                 {
5697                   v->replaceable = 0;
5698                   v->not_replaceable = 1;
5699
5700                   if (loop_dump_stream)
5701                     fprintf (loop_dump_stream,
5702                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5703
5704                   break;
5705                 }
5706             }
5707         }
5708
5709       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5710       if (v->replaceable)
5711         v->final_value = final_value;
5712     }
5713
5714   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5715     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5716              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5717 }
5718 \f
5719 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5720
5721    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5722    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5723    another giv.
5724
5725    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5726    derive another giv once a label has been passed.
5727
5728    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5729
5730 static void
5731 update_giv_derive (p)
5732      rtx p;
5733 {
5734   struct iv_class *bl;
5735   struct induction *biv, *giv;
5736   rtx tem;
5737   int dummy;
5738
5739   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5740
5741      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5742      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5743      derive any givs after a label is passed.
5744
5745      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5746      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5747      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5748      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5749      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5750      sub-cases within this case.
5751
5752      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5753      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5754      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5755      this extra tracking doesn't seem worth it).
5756
5757      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5758      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5759      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5760      on the jump again here.
5761
5762      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5763      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5764      the giv cannot derive further givs.  */
5765
5766   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5767     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5768       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5769           || biv->insn == p)
5770         {
5771           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5772             {
5773               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5774                  checking all of these conditions again.  */
5775               if (giv->cant_derive)
5776                 continue;
5777
5778               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5779                  it cannot derive anything.  */
5780               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5781                 giv->cant_derive = 1;
5782
5783               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5784                  they are really invariants.  Also skip those that are
5785                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5786                  any biv update.  */
5787               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5788                 continue;
5789
5790               /* The only way we can allow this giv to derive another
5791                  is if this is a biv increment and we can form the product
5792                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5793                  be able to compute a compensation.  */
5794               else if (biv->insn == p)
5795                 {
5796                   tem = 0;
5797
5798                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5799                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5800                                                            biv->add_val,
5801                                                            giv->mult_val),
5802                                              &dummy);
5803
5804                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5805                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5806                                                            giv->derive_adjustment),
5807                                              &dummy);
5808                   if (tem)
5809                     giv->derive_adjustment = tem;
5810                   else
5811                     giv->cant_derive = 1;
5812                 }
5813               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5814                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5815                 giv->cant_derive = 1;
5816             }
5817         }
5818 }
5819 \f
5820 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5821    X is the source of insn P, or a part of it.
5822    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5823
5824    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5825    We accept patterns of these forms:
5826      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5827      REG = INVARIANT + REG
5828
5829    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5830    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5831    we found the additive term into *LOCATION.
5832
5833    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5834    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5835
5836    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5837    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5838    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5839    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5840    into the variable.
5841
5842    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5843    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5844    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5845    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5846
5847    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5848    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5849    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5850    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5851    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5852    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5853    not ZERO_EXTEND.
5854
5855    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5856
5857 static int
5858 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5859      register rtx x;
5860      enum machine_mode mode;
5861      rtx p;
5862      rtx dest_reg;
5863      rtx *inc_val;
5864      rtx *mult_val;
5865      rtx **location;
5866 {
5867   register enum rtx_code code;
5868   rtx *argp, arg;
5869   rtx insn, set = 0;
5870
5871   code = GET_CODE (x);
5872   switch (code)
5873     {
5874     case PLUS:
5875       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5876           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5877               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5878               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5879         {
5880           argp = &XEXP (x, 1);
5881         }
5882       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5883                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5884                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5885                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5886         {
5887           argp = &XEXP (x, 0);
5888         }
5889       else
5890         return 0;
5891
5892       arg = *argp;
5893       if (invariant_p (arg) != 1)
5894         return 0;
5895
5896       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5897       *mult_val = const1_rtx;
5898       *location = argp;
5899       return 1;
5900
5901     case SUBREG:
5902       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5903          value.  */
5904       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5905         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5906                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5907       return 0;
5908
5909     case REG:
5910       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5911          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5912
5913       insn = p;
5914       while (1)
5915         {
5916           do {
5917             insn = PREV_INSN (insn);
5918           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5919                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5920
5921           if (!insn)
5922             break;
5923           set = single_set (insn);
5924           if (set == 0)
5925             break;
5926
5927           if ((SET_DEST (set) == x
5928                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5929                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5930                        <= UNITS_PER_WORD)
5931                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5932               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5933                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5934                                        ? GET_MODE (x)
5935                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5936                                       dest_reg, insn,
5937                                       inc_val, mult_val, location))
5938             return 1;
5939         }
5940       /* ... fall through ...  */
5941
5942       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5943          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5944          as a biv of the outer loop,
5945          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5946     case MEM:
5947       if (invariant_p (x) != 1)
5948         return 0;
5949     case CONST_INT:
5950     case SYMBOL_REF:
5951     case CONST:
5952       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5953          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5954          would be a useful iterator anyways.  */
5955       if (loops_enclosed == 1
5956           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5957           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5958         {
5959           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5960           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5961           *mult_val = const0_rtx;
5962           return 1;
5963         }
5964       else
5965         return 0;
5966
5967     case SIGN_EXTEND:
5968       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5969                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5970
5971     case ASHIFTRT:
5972       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5973       for (insn = PREV_INSN (p);
5974            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5975             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5976            insn = PREV_INSN (insn))
5977         ;
5978
5979       if (insn)
5980         set = single_set (insn);
5981
5982       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5983           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5984           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5985           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5986           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5987         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5988                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5989                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5990                                     location);
5991       return 0;
5992
5993     default:
5994       return 0;
5995     }
5996 }
5997 \f
5998 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5999    function   of a basic induction variable,
6000    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6001    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6002    A giv need not be computed directly from the biv;
6003    it can be computed by way of other givs.  */
6004
6005 /* Determine whether X computes a giv.
6006    If it does, return a nonzero value
6007      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6008    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6009    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6010      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6011
6012 static int
6013 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6014      rtx x;
6015      rtx *src_reg;
6016      rtx *add_val;
6017      rtx *mult_val;
6018      int is_addr;
6019      int *pbenefit;
6020 {
6021   rtx orig_x = x;
6022   char *storage;
6023
6024   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6025   if (invariant_p (x) == 1)
6026     return 0;
6027
6028   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6029      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6030   storage = (char *) oballoc (0);
6031   *pbenefit = 0;
6032   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6033   if (x == 0)
6034     {
6035       obfree (storage);
6036       return 0;
6037     }
6038
6039   switch (GET_CODE (x))
6040     {
6041     case USE:
6042     case CONST_INT:
6043       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6044          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6045          with.  */
6046       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6047       *mult_val = const0_rtx;
6048       *add_val = x;
6049       break;
6050
6051     case REG:
6052       /* This is equivalent to a BIV.  */
6053       *src_reg = x;
6054       *mult_val = const1_rtx;
6055       *add_val = const0_rtx;
6056       break;
6057
6058     case PLUS:
6059       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6060          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6061       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6062         {
6063           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6064           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6065         }
6066       else
6067         {
6068           *src_reg = XEXP (x, 0);
6069           *mult_val = const1_rtx;
6070         }
6071       *add_val = XEXP (x, 1);
6072       break;
6073
6074     case MULT:
6075       /* ADD_VAL is zero.  */
6076       *src_reg = XEXP (x, 0);
6077       *mult_val = XEXP (x, 1);
6078       *add_val = const0_rtx;
6079       break;
6080
6081     default:
6082       abort ();
6083     }
6084
6085   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6086      unless they are CONST_INT).  */
6087   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6088     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6089   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6090     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6091
6092   if (is_addr)
6093     {
6094 #ifdef ADDRESS_COST
6095       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6096 #else
6097       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6098 #endif
6099     }
6100   else
6101     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6102
6103   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6104      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6105      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6106   return 1;
6107 }
6108 \f
6109 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6110    We will canonicalize it to be of the form
6111         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6112               (invar_2))
6113    with possible degeneracies.
6114
6115    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6116    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6117    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6118    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6119
6120    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6121    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6122    returns 0.
6123
6124    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6125    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6126
6127    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6128
6129 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6130 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6131
6132 static rtx
6133 simplify_giv_expr (x, benefit)
6134      rtx x;
6135      int *benefit;
6136 {
6137   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6138   rtx arg0, arg1;
6139   rtx tem;
6140
6141   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6142      mode, this can't be a giv.  */
6143   if (mode != VOIDmode
6144       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6145           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6146     return NULL_RTX;
6147
6148   switch (GET_CODE (x))
6149     {
6150     case PLUS:
6151       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6152       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6153       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6154         return NULL_RTX;
6155
6156       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6157       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6158            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6159           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6160                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6161                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6162         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6163
6164       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6165       if (arg1 == const0_rtx)
6166         return arg0;
6167       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6168         switch (GET_CODE (arg0))
6169           {
6170           case CONST_INT:
6171           case USE:
6172             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6173                addition operation inside a USE and return it.  */
6174             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6175               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6176             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6177               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6178
6179             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6180               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6181             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6182               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6183             else
6184               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6185
6186             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6187               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6188             return tem;
6189
6190           case REG:
6191           case MULT:
6192             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6193             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6194
6195           case PLUS:
6196             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6197             return simplify_giv_expr (
6198                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6199                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6200                 benefit);
6201
6202           default:
6203             abort ();
6204           }
6205
6206       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6207          MULT to reduce cases.  */
6208       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6209         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6210       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6211         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6212
6213       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6214          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6215          Recurse to associate the second PLUS.  */
6216       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6217         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6218
6219       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6220           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6221                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6222                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6223                                                   XEXP (arg1, 1)),
6224                                     benefit);
6225
6226       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6227       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6228         return NULL_RTX;
6229
6230       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6231         return NULL_RTX;
6232
6233       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6234                                               XEXP (arg0, 0),
6235                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6236                                                             XEXP (arg0, 1),
6237                                                             XEXP (arg1, 1))),
6238                                 benefit);
6239
6240     case MINUS:
6241       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6242       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6243                                               XEXP (x, 0),
6244                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6245                                                             constm1_rtx)),
6246                                 benefit);
6247
6248     case MULT:
6249       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6250       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6251       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6252         return NULL_RTX;
6253
6254       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6255       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6256           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6257         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6258
6259       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6260       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6261         return NULL_RTX;
6262
6263       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6264       if (arg1 == const0_rtx)
6265         return const0_rtx;
6266
6267       else if (arg1 == const1_rtx)
6268         return arg0;
6269
6270       switch (GET_CODE (arg0))
6271         {
6272         case REG:
6273           /* biv * invar.  Done.  */
6274           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6275
6276         case CONST_INT:
6277           /* Product of two constants.  */
6278           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6279
6280         case USE:
6281           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6282              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6283           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6284             return NULL_RTX;
6285
6286           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6287           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6288             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6289           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6290                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6291                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6292             {
6293               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6294                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6295                                            * INTVAL (arg1)));
6296             }
6297           else
6298             return NULL_RTX;
6299           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6300
6301         case MULT:
6302           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6303           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6304                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6305                                                                 XEXP (arg0, 1),
6306                                                                 arg1)),
6307                                     benefit);
6308
6309         case PLUS:
6310           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6311           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6312                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6313                                                                 XEXP (arg0, 0),
6314                                                                 arg1),
6315                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6316                                                                 XEXP (arg0, 1),
6317                                                                 arg1)),
6318                                     benefit);
6319
6320         default:
6321           abort ();
6322         }
6323
6324     case ASHIFT:
6325       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6326       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6327         return 0;
6328
6329       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6330                                               XEXP (x, 0),
6331                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6332                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6333                                 benefit);
6334
6335     case NEG:
6336       /* "-a" is "a * (-1)" */
6337       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6338                                 benefit);
6339
6340     case NOT:
6341       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6342       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6343                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6344                                                const1_rtx),
6345                                 benefit);
6346
6347     case USE:
6348       /* Already in proper form for invariant.  */
6349       return x;
6350
6351     case REG:
6352       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6353       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6354         return 0;
6355
6356       /* Check for biv or giv.  */
6357       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6358         {
6359         case BASIC_INDUCT:
6360           return x;
6361         case GENERAL_INDUCT:
6362           {
6363             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6364
6365             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6366                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6367             *benefit += v->benefit;
6368             if (v->cant_derive)
6369               return 0;
6370
6371             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6372                                                     v->mult_val),
6373                            v->add_val);
6374             if (v->derive_adjustment)
6375               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6376             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6377           }
6378
6379         default:
6380           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6381              may be able to simplify things further by looking through
6382              the bits we just moved outside the loop.  */
6383           if (invariant_p (x) == 1)
6384             {
6385               struct movable *m;
6386
6387               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6388                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6389                   {
6390                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6391
6392                     /* If we match another movable, we must use that, as
6393                        this one is going away.  */
6394                     if (m->match)
6395                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6396
6397                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6398                        instructions that were moved together.  We handle this
6399                        case only to the point of seeking to the last insn and
6400                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6401                     if (m->consec != 0)
6402                       {
6403                         int i = m->consec;
6404                         tem = m->insn;
6405                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6406
6407                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6408                         if (tem)
6409                           tem = XEXP (tem, 0);
6410                       }
6411                     else
6412                       {
6413                         tem = single_set (m->insn);
6414                         if (tem)
6415                           tem = SET_SRC (tem);
6416                       }
6417
6418                     if (tem)
6419                       {
6420                         /* What we are most interested in is pointer
6421                            arithmetic on invariants -- only take
6422                            patterns we may be able to do something with.  */
6423                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6424                             || GET_CODE (tem) == MULT
6425                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6426                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6427                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6428                           {
6429                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6430                             if (tem)
6431                               return tem;
6432                           }
6433                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6434                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6435                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6436                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6437                           {
6438                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6439                             if (tem)
6440                               return tem;
6441                           }
6442                       }
6443                     break;
6444                   }
6445             }
6446           break;
6447         }
6448
6449       /* Fall through to general case.  */
6450     default:
6451       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6452          Otherwise, not giv.  */
6453       if (GET_CODE (x) == USE)
6454         x = XEXP (x, 0);
6455
6456       if (invariant_p (x) == 1)
6457         {
6458           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6459             return x;
6460           if (GET_CODE (x) == CONST
6461               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6462               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6463               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6464             x = XEXP (x, 0);
6465           return gen_rtx_USE (mode, x);
6466         }
6467       else
6468         return 0;
6469     }
6470 }
6471
6472 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6473    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6474
6475 static rtx
6476 sge_plus_constant (x, c)
6477      rtx x, c;
6478 {
6479   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6480     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6481   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6482     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6483   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6484     {
6485       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6486                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6487     }
6488   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6489            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6490     {
6491       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6492                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6493     }
6494   else
6495     {
6496       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6497                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6498     }
6499 }
6500
6501 static rtx
6502 sge_plus (mode, x, y)
6503      enum machine_mode mode;
6504      rtx x, y;
6505 {
6506   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6507     {
6508       rtx a = XEXP (y, 0);
6509       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6510         x = sge_plus_constant (x, a);
6511       else
6512         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6513       y = XEXP (y, 1);
6514     }
6515   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6516     x = sge_plus_constant (x, y);
6517   else
6518     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6519   return x;
6520 }
6521 \f
6522 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6523    for example,
6524       giv = biv * M
6525       giv = giv + A
6526    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6527    we check that all other insns that set the same register follow
6528    immediately after P, that they alter nothing else,
6529    and that the result of the last is still a giv.
6530
6531    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6532    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6533    all the consecutive insns that compute the value.
6534
6535    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6536    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6537
6538    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6539    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6540
6541 static int
6542 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6543                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6544      int first_benefit;
6545      rtx p;
6546      rtx src_reg;
6547      rtx dest_reg;
6548      rtx *add_val;
6549      rtx *mult_val;
6550      rtx *last_consec_insn;
6551 {
6552   int count;
6553   enum rtx_code code;
6554   int benefit;
6555   rtx temp;
6556   rtx set;
6557
6558   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6559      each insn of the multi-insn sequence.
6560
6561      This induction structure will be used only by the call to
6562      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6563      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6564      a new induction structure.  */
6565   struct induction *v
6566     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6567   v->src_reg = src_reg;
6568   v->mult_val = *mult_val;
6569   v->add_val = *add_val;
6570   v->benefit = first_benefit;
6571   v->cant_derive = 0;
6572   v->derive_adjustment = 0;
6573
6574   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6575   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6576
6577   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6578
6579   while (count > 0)
6580     {
6581       p = NEXT_INSN (p);
6582       code = GET_CODE (p);
6583
6584       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6585       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6586         p = XEXP (temp, 0);
6587
6588       if (code == INSN
6589           && (set = single_set (p))
6590           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6591           && SET_DEST (set) == dest_reg
6592           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6593                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6594               /* Giv created by equivalent expression.  */
6595               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6596                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6597                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6598           && src_reg == v->src_reg)
6599         {
6600           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6601             benefit += libcall_benefit (p);
6602
6603           count--;
6604           v->mult_val = *mult_val;
6605           v->add_val = *add_val;
6606           v->benefit = benefit;
6607         }
6608       else if (code != NOTE)
6609         {
6610           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6611              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6612              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6613           if (code == INSN
6614               && (set = single_set (p))
6615               && SET_DEST (set) != dest_reg
6616               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6617             continue;
6618
6619           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6620           return 0;
6621         }
6622     }
6623
6624   *last_consec_insn = p;
6625   return v->benefit;
6626 }
6627 \f
6628 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6629    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6630    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6631
6632    To perform the computation, we note that
6633         G1 = x * v + a          and
6634         G2 = y * v + b
6635    where `v' is the biv.
6636
6637    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6638
6639    Note that MULT = y/x.
6640
6641    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6642    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6643    subtracting variables.  */
6644
6645 static rtx
6646 express_from_1 (a, b, mult)
6647      rtx a, b, mult;
6648 {
6649   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6650
6651   if (mult == const0_rtx)
6652     return b;
6653
6654   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6655      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6656      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6657      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6658
6659   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6660     return NULL_RTX;
6661
6662   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6663      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6664      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6665      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6666      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6667
6668   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6669     {
6670       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6671
6672       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6673       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6674         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6675
6676       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6677       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6678         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6679
6680       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6681         /* We matched: remove one reg completely.  */
6682         a = oa, b = ob;
6683       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6684         /* An alternate match.  */
6685         a = oa, b = rb;
6686       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6687         /* An alternate match.  */
6688         a = ra, b = ob;
6689       else
6690         {
6691           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6692              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6693           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6694           if (ob == NULL_RTX)
6695             return NULL_RTX;
6696           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6697         }
6698     }
6699
6700   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6701      get rid of everything but a constant.  */
6702
6703   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6704     {
6705       rtx ra, oa;
6706
6707       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6708       if (rtx_equal_p (oa, b))
6709         oa = ra;
6710       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6711         return NULL_RTX;
6712
6713       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6714         return NULL_RTX;
6715
6716       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6717     }
6718   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6719     {
6720       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6721     }
6722   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6723     {
6724       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6725         return XEXP (b, 1);
6726       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6727         return XEXP (b, 0);
6728       else
6729         return NULL_RTX;
6730     }
6731   else if (rtx_equal_p (a, b))
6732     return const0_rtx;
6733
6734   return NULL_RTX;
6735 }
6736
6737 rtx
6738 express_from (g1, g2)
6739      struct induction *g1, *g2;
6740 {
6741   rtx mult, add;
6742
6743   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6744      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6745      for notation) is also an integer.  */
6746   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6747       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6748     {
6749       if (g1->mult_val == const0_rtx
6750           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6751         return NULL_RTX;
6752       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6753     }
6754   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6755     mult = const1_rtx;
6756   else
6757     {
6758       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6759       return NULL_RTX;
6760     }
6761
6762   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6763   if (add == NULL_RTX)
6764     return NULL_RTX;
6765
6766   /* Form simplified final result.  */
6767   if (mult == const0_rtx)
6768     return add;
6769   else if (mult == const1_rtx)
6770     mult = g1->dest_reg;
6771   else
6772     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6773
6774   if (add == const0_rtx)
6775     return mult;
6776   else
6777     {
6778       if (GET_CODE (add) == PLUS
6779           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6780         {
6781           rtx tem = XEXP (add, 1);
6782           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6783           add = tem;
6784         }
6785
6786       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6787     }
6788
6789 }
6790 \f
6791 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6792    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6793    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6794    used to represent G1.  */
6795
6796 static rtx
6797 combine_givs_p (g1, g2)
6798      struct induction *g1, *g2;
6799 {
6800   rtx tem = express_from (g1, g2);
6801
6802   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6803      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6804      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6805   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6806      combination to be the other way round.  */
6807   if (tem == g1->dest_reg
6808       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6809     {
6810       return g1->dest_reg;
6811     }
6812
6813   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6814      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6815      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6816   if (tem != NULL_RTX
6817       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6818       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6819       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6820          will always be a register, and so anything more complicated
6821          gets discarded.  */
6822 #if 0
6823 #ifdef ADDRESS_COST
6824       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6825 #else
6826       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6827 #endif
6828 #endif
6829       )
6830     {
6831       return tem;
6832     }
6833
6834   return NULL_RTX;
6835 }
6836 \f
6837 struct combine_givs_stats
6838 {
6839   int giv_number;
6840   int total_benefit;
6841 };
6842
6843 static int
6844 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6845      struct combine_givs_stats *x, *y;
6846 {
6847   int d;
6848   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6849   /* Stabilize the sort.  */
6850   if (!d)
6851     d = x->giv_number - y->giv_number;
6852   return d;
6853 }
6854
6855 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6856    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6857    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6858    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6859
6860 static void
6861 combine_givs (bl)
6862      struct iv_class *bl;
6863 {
6864   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6865   const int extra_benefit = 3;
6866
6867   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6868   int i, j, k, giv_count;
6869   struct combine_givs_stats *stats;
6870   rtx *can_combine;
6871
6872   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6873   giv_count = 0;
6874   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6875     if (!g1->ignore)
6876       giv_count++;
6877
6878   giv_array
6879     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6880   i = 0;
6881   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6882     if (!g1->ignore)
6883       giv_array[i++] = g1;
6884
6885   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6886   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6887
6888   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6889   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6890
6891   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6892     {
6893       int this_benefit;
6894       rtx single_use;
6895
6896       g1 = giv_array[i];
6897       stats[i].giv_number = i;
6898
6899       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6900          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6901          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6902          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6903          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6904          be seen elsewhere as well.  */
6905       if (g1->giv_type == DEST_REG
6906           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6907           && single_use != const0_rtx)
6908         continue;
6909
6910       this_benefit = g1->benefit;
6911       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6912       if (g1->no_const_addval)
6913         this_benefit += 1;
6914
6915       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6916         {
6917           rtx this_combine;
6918
6919           g2 = giv_array[j];
6920           if (g1 != g2
6921               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6922             {
6923               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6924               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6925             }
6926         }
6927       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6928     }
6929
6930   /* Iterate, combining until we can't.  */
6931 restart:
6932   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6933
6934   if (loop_dump_stream)
6935     {
6936       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6937       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6938         {
6939           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6940           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6941             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6942                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6943                      stats[k].total_benefit);
6944         }
6945       putc ('\n', loop_dump_stream);
6946     }
6947
6948   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6949     {
6950       int g1_add_benefit = 0;
6951
6952       i = stats[k].giv_number;
6953       g1 = giv_array[i];
6954
6955       /* If it has already been combined, skip.  */
6956       if (g1->combined_with || g1->same)
6957         continue;
6958
6959       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6960         {
6961           g2 = giv_array[j];
6962           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6963               /* If it has already been combined, skip.  */
6964               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6965             {
6966               int l;
6967
6968               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6969               g2->same = g1;
6970               g1->combined_with++;
6971               g1->lifetime += g2->lifetime;
6972
6973               g1_add_benefit += g2->benefit;
6974
6975               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6976                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6977                  longer be necessary.  */
6978               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6979                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6980
6981               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6982                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6983               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6984                 {
6985                   int m = stats[l].giv_number;
6986                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6987                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6988                 }
6989
6990               if (loop_dump_stream)
6991                 fprintf (loop_dump_stream,
6992                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6993                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6994             }
6995         }
6996
6997       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6998          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6999       if (g1->combined_with)
7000         {
7001           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7002             {
7003               int m = stats[j].giv_number;
7004               if (can_combine[m*giv_count + j])
7005                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7006             }
7007
7008           g1->benefit += g1_add_benefit;
7009
7010           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7011              Restart the combination so that proper weights for the
7012              rest of the givs are properly taken into account.  */
7013           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7014              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7015              can_combine is tricky.  */
7016           goto restart;
7017         }
7018     }
7019 }
7020 \f
7021 struct recombine_givs_stats
7022 {
7023   int giv_number;
7024   int start_luid, end_luid;
7025 };
7026
7027 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7028    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7029    used in reverse.  */
7030 static int
7031 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7032      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7033 {
7034   int d;
7035   d = y->start_luid - x->start_luid;
7036   /* Stabilize the sort.  */
7037   if (!d)
7038     d = y->giv_number - x->giv_number;
7039   return d;
7040 }
7041
7042 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7043    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7044    yet to unlock the search for the end of its life.
7045    Only consider givs that belong to BIV.
7046    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7047 static int
7048 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7049      rtx x, insn, biv;
7050      struct recombine_givs_stats *stats;
7051 {
7052   enum rtx_code code;
7053   char *fmt;
7054   int i, j;
7055   int retval;
7056
7057   code = GET_CODE (x);
7058   switch (code)
7059     {
7060     case SET:
7061       {
7062         rtx reg = SET_DEST (x);
7063         if (GET_CODE (reg) == REG)
7064           {
7065             int regno = REGNO (reg);
7066             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7067
7068             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7069                 && ! v->ignore
7070                 && v->src_reg == biv
7071                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7072               {
7073                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7074                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7075                    We must not predicate this code on a start_luid match
7076                    since that would make the test fail for givs that have
7077                    been hoisted out of inner loops.  */
7078                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7079                   {
7080                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7081                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7082                   }
7083                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7084                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7085               }
7086             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7087           }
7088         break;
7089       }
7090     case REG:
7091       {
7092         int regno = REGNO (x);
7093         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7094
7095         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7096             && ! v->ignore
7097             && v->src_reg == biv
7098             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7099           {
7100             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7101               insn = NEXT_INSN (insn);
7102             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7103             return 1;
7104           }
7105         return 0;
7106       }
7107     case LABEL_REF:
7108     case CONST_DOUBLE:
7109     case CONST_INT:
7110     case CONST:
7111       return 0;
7112     default:
7113       break;
7114     }
7115   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7116   retval = 0;
7117   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7118     {
7119       if (fmt[i] == 'e')
7120         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7121
7122       else if (fmt[i] == 'E')
7123         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7124           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7125     }
7126   return retval;
7127 }
7128
7129 /* For each giv that has been combined with another, look if
7130    we can combine it with the most recently used one instead.
7131    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7132    try to derive givs from other givs.  */
7133 static void
7134 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7135      struct iv_class *bl;
7136      rtx loop_start, loop_end;
7137      int unroll_p;
7138 {
7139   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7140   struct recombine_givs_stats *stats;
7141   int giv_count;
7142   int i, rescan;
7143   int ends_need_computing;
7144
7145   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7146     {
7147       if (! v->ignore)
7148         giv_count++;
7149     }
7150   giv_array
7151     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7152   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7153
7154   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7155      the corresponding index into stats.  */
7156   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7157     {
7158       rtx p;
7159
7160       if (v->ignore)
7161         continue;
7162       giv_array[i] = v;
7163       stats[i].giv_number = i;
7164       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7165          the previous insn.  */
7166       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7167         p = PREV_INSN (p);
7168       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7169       v->ix = i;
7170       i++;
7171     }
7172
7173   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7174
7175   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7176   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7177     {
7178       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7179       if (v->same)
7180         {
7181           struct induction *old_same = v->same;
7182           rtx new_combine;
7183
7184           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7185              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7186              that could otherwise be eliminated.  */
7187           if (last_giv
7188               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7189                   || ! last_giv->maybe_dead
7190                   || last_giv->combined_with)
7191               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7192             {
7193               old_same->combined_with--;
7194               v->new_reg = new_combine;
7195               v->same = last_giv;
7196               last_giv->combined_with++;
7197               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7198                  already decided what to reduce.  */
7199
7200               if (loop_dump_stream)
7201                 {
7202                   fprintf (loop_dump_stream,
7203                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7204                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7205                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7206                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7207                 }
7208               continue;
7209             }
7210           v = v->same;
7211         }
7212       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7213         continue;
7214       if (! last_giv
7215           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7216           || ! v->maybe_dead
7217           || v->combined_with)
7218         last_giv = v;
7219     }
7220
7221   ends_need_computing = 0;
7222   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7223      lifetime ends from regscan info.  */
7224   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7225     {
7226       if (v->ignore)
7227         continue;
7228       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7229         {
7230           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7231              givs.  */
7232           rtx p;
7233           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7234             p = PREV_INSN (p);
7235           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7236           if (p != v->insn)
7237             stats[i].end_luid++;
7238         }
7239       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7240         {
7241           if (v->last_use)
7242             {
7243               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7244               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7245             }
7246           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7247             {
7248               rtx p;
7249               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7250                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7251                  when we see the first set.  But we do know that there will
7252                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7253                  we'll start looking for the last use right away.  */
7254               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7255                 p = PREV_INSN (p);
7256               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7257               stats[i].end_luid = 0;
7258               ends_need_computing++;
7259             }
7260           else
7261             {
7262               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7263               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7264               rtx p = v->insn;
7265
7266               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7267                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7268                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7269                  last use properly.  */
7270               while (count)
7271                 {
7272                   p = prev_nonnote_insn (p);
7273                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7274                   count--;
7275                 }
7276
7277               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7278               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7279                 {
7280                   stats[i].end_luid = -1;
7281                   ends_need_computing++;
7282                 }
7283               else
7284                 {
7285                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7286                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7287                     {
7288                       stats[i].end_luid = -1;
7289                       ends_need_computing++;
7290                     }
7291                 }
7292             }
7293         }
7294       i++;
7295     }
7296
7297   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7298      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7299   if (ends_need_computing)
7300     {
7301       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7302       rtx p = loop_end;
7303
7304       do
7305         {
7306           if (p == loop_start)
7307             p = loop_end;
7308           p = PREV_INSN (p);
7309           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7310             continue;
7311           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7312         }
7313       while (ends_need_computing);
7314     }
7315
7316   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7317      more combinations.  */
7318   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7319     {
7320       if (v->ignore)
7321         continue;
7322       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7323         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7324       i++;
7325     }
7326
7327   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7328   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7329     {
7330       unsigned luid;
7331       int j;
7332
7333       if (v->ignore)
7334         continue;
7335       if (v->same && ! v->same->ignore)
7336         {
7337           j = v->same->ix;
7338           luid = stats[i].start_luid;
7339           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7340           if (luid - stats[j].start_luid
7341               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7342             stats[j].end_luid = luid;
7343         }
7344       i++;
7345     }
7346
7347   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7348
7349   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7350      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7351      pressure.
7352      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7353      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7354      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7355      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7356      index for this giv (unless rescan is already set).
7357      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7358      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7359      LAST_GIV.  */
7360   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7361     {
7362       int life_start, life_end;
7363
7364       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7365         {
7366           rtx sum;
7367
7368           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7369           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7370             continue;
7371           if (! last_giv)
7372             {
7373               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7374                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7375               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7376                 {
7377                   last_giv = v;
7378                   life_start = stats[i].start_luid;
7379                   life_end = stats[i].end_luid;
7380                 }
7381               continue;
7382             }
7383           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7384           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7385                >= (unsigned) life_end - life_start)
7386               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7387                   > (unsigned) life_end - life_start)
7388               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7389                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7390                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7391                   pressure.
7392                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7393               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7394                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7395               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7396               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7397               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7398               /* We would really like to know if for any giv that v
7399                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7400                  dominates that combined giv.  However, we
7401                  don't have this detailed control flow information.
7402                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7403                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7404                  validity of last_giv.
7405                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7406                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7407                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7408                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7409               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7410               && (sum = express_from (last_giv, v))
7411               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7412                  doesn't take different costs of registers and constants into
7413                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7414               && (rtx_cost (sum, SET)
7415                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7416               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7417                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7418               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7419                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7420                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7421                   || ! unroll_p)
7422               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7423                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7424             {
7425               v->derived_from = last_giv;
7426               life_end = stats[i].end_luid;
7427
7428               if (loop_dump_stream)
7429                 {
7430                   fprintf (loop_dump_stream,
7431                            "giv at %d derived from %d as ",
7432                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7433                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7434                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7435                 }
7436             }
7437           else if (rescan < 0)
7438             rescan = i;
7439         }
7440     }
7441 }
7442 \f
7443 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7444
7445 void
7446 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7447      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7448      rtx m;          /* multiplicative constant */
7449      rtx a;          /* additive constant */
7450      rtx reg;        /* destination register */
7451      rtx insert_before;
7452 {
7453   rtx seq;
7454   rtx result;
7455
7456   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7457   a = copy_rtx (a);
7458   b = copy_rtx (b);
7459
7460   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7461   update_reg_last_use (a, insert_before);
7462   update_reg_last_use (b, insert_before);
7463   update_reg_last_use (m, insert_before);
7464
7465   start_sequence ();
7466   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7467   if (reg != result)
7468     emit_move_insn (reg, result);
7469   seq = gen_sequence ();
7470   end_sequence ();
7471
7472   emit_insn_before (seq, insert_before);
7473
7474   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7475      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7476      record them all.  */
7477
7478   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7479     {
7480       int i;
7481       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7482         {
7483           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7484           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7485             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7486         }
7487     }
7488   else if (GET_CODE (seq) == SET
7489            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7490     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7491 }
7492 \f
7493 /* Test whether A * B can be computed without
7494    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7495
7496 static int
7497 product_cheap_p (a, b)
7498      rtx a;
7499      rtx b;
7500 {
7501   int i;
7502   rtx tmp;
7503   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7504   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7505   int win = 1;
7506
7507   /* If only one is constant, make it B.  */
7508   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7509     tmp = a, a = b, b = tmp;
7510
7511   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7512   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7513     return 1;
7514
7515   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7516   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7517     return 0;
7518
7519   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7520      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7521      of insns is generated.  */
7522
7523   rtl_obstack = &temp_obstack;
7524   start_sequence ();
7525   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7526   tmp = gen_sequence ();
7527   end_sequence ();
7528
7529   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7530     {
7531       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7532         win = 1;
7533       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7534         win = 0;
7535       else
7536         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7537           {
7538             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7539
7540             if (GET_CODE (insn) != INSN
7541                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7542                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7543                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7544                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7545                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7546               {
7547                 win = 0;
7548                 break;
7549               }
7550           }
7551     }
7552   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7553            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7554     win = 0;
7555   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7556            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7557            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7558     win = 0;
7559
7560   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7561      allocation to its normal obstack.  */
7562   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7563   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7564
7565   return win;
7566 }
7567 \f
7568 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7569    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7570    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7571    to see if the optimization can be performed.
7572    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7573
7574 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7575    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7576    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7577    faster than one that increments from zero.  */
7578
7579 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7580    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7581    final_[bg]iv_value.  */
7582
7583 static int
7584 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7585      rtx loop_end;
7586      int insn_count;
7587      rtx loop_start;
7588      struct loop_info *loop_info;
7589 {
7590   struct iv_class *bl;
7591   rtx reg;
7592   rtx jump_label;
7593   rtx final_value;
7594   rtx start_value;
7595   rtx new_add_val;
7596   rtx comparison;
7597   rtx before_comparison;
7598   rtx p;
7599   rtx jump;
7600   rtx first_compare;
7601   int compare_and_branch;
7602
7603   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7604      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7605
7606   jump = PREV_INSN (loop_end);
7607   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7608   if (comparison == 0)
7609     return 0;
7610
7611   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7612      two instructions.  */
7613   get_condition (jump, &first_compare);
7614   if (first_compare == jump)
7615     compare_and_branch = 1;
7616   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7617     compare_and_branch = 2;
7618   else
7619     return 0;
7620
7621   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7622      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7623      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7624      used between its update and the test insn.  */
7625
7626   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7627     {
7628       if (bl->biv_count == 1
7629           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7630           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7631                                    first_compare))
7632         break;
7633     }
7634
7635   if (! bl)
7636     return 0;
7637
7638   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7639      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7640      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7641      m68k DBRA instruction to be used.  */
7642
7643   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7644         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7645         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7646        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7647       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7648       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7649     {
7650       /* Initial value must be greater than 0,
7651          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7652          the last iteration */
7653
7654       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7655           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7656           && (INTVAL (bl->initial_value)
7657               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7658         {
7659           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7660           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7661             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7662                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7663           bl->nonneg = 1;
7664
7665           return 1;
7666         }
7667
7668       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7669          the loop, then we can safely optimize.  */
7670       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7671         {
7672           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7673             break;
7674           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7675             continue;
7676
7677           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7678           if (before_comparison
7679               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7680               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7681               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7682               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7683               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7684             {
7685               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7686                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7687                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7688               bl->nonneg = 1;
7689
7690               return 1;
7691             }
7692         }
7693     }
7694   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7695     {
7696       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7697       /* Can do this if:
7698          all registers modified are induction variables or invariant,
7699          all memory references have non-overlapping addresses
7700          (obviously true if only one write)
7701          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7702       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7703          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7704          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7705          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7706          one biv.  */
7707       int num_nonfixed_reads = 0;
7708       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7709       int no_use_except_counting = 0;
7710       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7711          which is reversible.  */
7712       int reversible_mem_store = 1;
7713
7714       if (bl->giv_count == 0
7715           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7716         {
7717           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7718
7719           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7720              fall through at the end of the loop, then
7721              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7722           no_use_except_counting = 1;
7723           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7724             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7725               {
7726                 rtx set = single_set (p);
7727
7728                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7729                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7730                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7731                   ;
7732                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7733                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7734                   /* Don't bother about the end test.  */
7735                   ;
7736                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7737                   {
7738                     no_use_except_counting = 0;
7739                     break;
7740                   }
7741               }
7742         }
7743
7744       if (no_use_except_counting)
7745         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7746       else if (num_mem_sets <= 1)
7747         {
7748           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7749             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7750               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7751
7752           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7753              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7754              might then have the wrong value at loop exit.
7755              This would work if the source was invariant also, however, in that
7756              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7757
7758           if (num_mem_sets == 1)
7759             {
7760               struct induction *v;
7761
7762               reversible_mem_store
7763                 = (! unknown_address_altered
7764                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7765
7766               /* If the store depends on a register that is set after the
7767                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7768                  reversible.  */
7769               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7770                 {
7771                   if (v->giv_type == DEST_REG
7772                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7773                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7774                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7775                     reversible_mem_store = 0;
7776                 }
7777             }
7778         }
7779       else
7780         return 0;
7781
7782       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7783          the memory address check by only reversing loops with
7784          zero or one memory access.
7785          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7786          and that can't be reversed.
7787          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7788          about all these things.  */
7789
7790       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7791            && !loop_has_call
7792            && !loop_has_volatile
7793            && reversible_mem_store
7794            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7795               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7796            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7797           || no_use_except_counting)
7798         {
7799           rtx tem;
7800
7801           /* Loop can be reversed.  */
7802           if (loop_dump_stream)
7803             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7804
7805           /* Now check other conditions:
7806
7807              The increment must be a constant, as must the initial value,
7808              and the comparison code must be LT.
7809
7810              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7811              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7812              confusing.  */
7813
7814           if (comparison
7815               /* for constants, LE gets turned into LT */
7816               && (GET_CODE (comparison) == LT
7817                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7818                       && no_use_except_counting)))
7819             {
7820               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7821               rtx initial_value, comparison_value;
7822               int nonneg = 0;
7823               enum rtx_code cmp_code;
7824               int comparison_const_width;
7825               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7826
7827               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7828               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7829               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7830                 comparison_const_width
7831                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7832               else
7833                 comparison_const_width
7834                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7835               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7836                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7837               comparison_sign_mask
7838                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7839
7840               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7841                  can not reverse this loop.
7842
7843                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7844                  a whole compute an invariant result, then we could move
7845                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7846               if (!invariant_p (comparison_value))
7847                 return 0;
7848
7849               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7850                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7851               initial_value = bl->initial_value;
7852
7853               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7854                  has no other use except as a counter.  This will allow
7855                  a few more loops to be reversed.  */
7856               if (no_use_except_counting
7857                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7858                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7859                 {
7860                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7861                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7862                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7863                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7864                      Since comparison_value is constant, we know that the
7865                      current comparison code is LT.  */
7866                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7867                   comparison_val
7868                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7869                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7870                      even if there is an overflow, we might still be able to
7871                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7872                      NE is possible.  */
7873                   initial_value = const0_rtx;
7874                 }
7875
7876               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7877               if (initial_value == const0_rtx
7878                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7879                      the NE test, since this will allow that instruction to
7880                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7881                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7882                      a non-counting use.  */
7883 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7884                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7885                          && (bl->biv_count == 0
7886                              || no_use_except_counting)))
7887 #endif
7888                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7889                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7890                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7891                         & comparison_sign_mask))
7892                 {
7893                   /* Register will always be nonnegative, with value
7894                      0 on last iteration */
7895                   add_adjust = add_val;
7896                   nonneg = 1;
7897                   cmp_code = GE;
7898                 }
7899               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7900                        && (bl->biv_count == 0
7901                            || no_use_except_counting))
7902                 {
7903                   add_adjust = 0;
7904                   cmp_code = NE;
7905                 }
7906               else
7907                 return 0;
7908
7909               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7910                 add_adjust -= add_val;
7911
7912               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7913                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7914                  can not reverse this loop.  */
7915               if (initial_value == const0_rtx
7916                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7917                 {
7918                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7919                     return 0;
7920                 }
7921               else
7922                 {
7923                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7924                     return 0;
7925                 }
7926
7927               final_value = comparison_value;
7928
7929               /* Reset these in case we normalized the initial value
7930                  and comparison value above.  */
7931               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7932                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7933                 {
7934                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7935                   final_value
7936                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7937                 }
7938               bl->initial_value = initial_value;
7939
7940               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7941               reg = bl->biv->dest_reg;
7942               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7943               if (jump_label == pc_rtx)
7944                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7945               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7946
7947               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7948                  to generate a SUB.
7949                  Initialize biv to start_value before loop start.
7950                  The old initializing insn will be deleted as a
7951                  dead store by flow.c.  */
7952               if (initial_value == const0_rtx
7953                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7954                 {
7955                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7956                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7957                                     loop_start);
7958                 }
7959               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7960                 {
7961                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7962                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7963                   enum insn_code icode
7964                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7965                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7966                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7967                             (comparison_value, mode))
7968                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7969                     return 0;
7970                   start_value
7971                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7972                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7973                                      (reg, comparison_value, offset)),
7974                                     loop_start);
7975                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7976                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7977                                                 GEN_INT (add_val));
7978                 }
7979               else if (! add_adjust)
7980                 {
7981                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7982                   enum insn_code icode
7983                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7984                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7985                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7986                             (comparison_value, mode))
7987                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7988                             (initial_value, mode)))
7989                     return 0;
7990                   start_value
7991                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7992                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7993                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7994                                     loop_start);
7995                 }
7996               else
7997                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7998                    better to have a testcase first.  */
7999                 return 0;
8000
8001               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8002                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8003               start_sequence ();
8004               expand_inc (reg, new_add_val);
8005               tem = gen_sequence ();
8006               end_sequence ();
8007
8008               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8009               delete_insn (bl->biv->insn);
8010
8011               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8012               bl->biv->insn = p;
8013               bl->initial_value = start_value;
8014               bl->biv->add_val = new_add_val;
8015
8016               /* Update loop info.  */
8017               loop_info->initial_value = reg;
8018               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8019               loop_info->final_value = const0_rtx;
8020               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8021               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8022               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8023               loop_info->increment = new_add_val;
8024
8025               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8026                  not delete the label.  */
8027               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8028
8029               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8030                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8031               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8032                   || ! bl->init_insn
8033                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8034                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8035                                  loop_end);
8036
8037               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8038               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8039               if (compare_and_branch == 2)
8040                 delete_insn (first_compare);
8041
8042               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8043               start_sequence ();
8044               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8045                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8046                                        XEXP (jump_label, 0));
8047               tem = gen_sequence ();
8048               end_sequence ();
8049               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8050
8051               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8052                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8053                    tem = PREV_INSN (tem))
8054                 ;
8055
8056               if (tem)
8057                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8058
8059               if (nonneg)
8060                 {
8061                   if (tem)
8062                     {
8063                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8064                       /* Register is now always nonnegative,
8065                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8066                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8067                                                            REG_NOTES (tem));
8068                     }
8069                   bl->nonneg = 1;
8070                 }
8071
8072               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8073                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8074                  will have to be fixed up.  */
8075
8076               bl->reversed = 1;
8077
8078               if (loop_dump_stream)
8079                 fprintf (loop_dump_stream,
8080                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
8081
8082               return 1;
8083             }
8084         }
8085     }
8086
8087   return 0;
8088 }
8089 \f
8090 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8091    based on the insns in the loop that refer to it.
8092    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8093
8094    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8095
8096    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8097    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8098    start of the loop.  */
8099
8100 static int
8101 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8102      struct iv_class *bl;
8103      rtx loop_start;
8104      rtx end;
8105      int eliminate_p;
8106      int threshold, insn_count;
8107 {
8108   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8109   rtx p;
8110
8111   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8112      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8113
8114   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8115     {
8116       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8117       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8118
8119       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8120           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8121           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8122         {
8123           if (loop_dump_stream)
8124             fprintf (loop_dump_stream,
8125                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8126                      bl->regno, INSN_UID (p));
8127           break;
8128         }
8129     }
8130
8131   if (p == end)
8132     {
8133       if (loop_dump_stream)
8134         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8135                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8136       return 1;
8137     }
8138
8139   return 0;
8140 }
8141 \f
8142 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8143    Return non-zero if INSN is first.  */
8144
8145 int
8146 loop_insn_first_p (insn, reference)
8147      rtx insn, reference;
8148 {
8149   rtx p, q;
8150
8151   for (p = insn, q = reference; ;)
8152     {
8153       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8154          first.  */
8155       if (q == insn || ! p)
8156         return 0;
8157       if (p == reference || ! q)
8158         return 1;
8159
8160       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8161           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop)
8162         return INSN_LUID (p) < INSN_LUID (q);
8163
8164       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
8165         p = NEXT_INSN (p);
8166       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8167         q = NEXT_INSN (q);
8168     }
8169 }
8170
8171 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8172    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8173    div derivation is zero.  */
8174 static int
8175 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8176      struct induction *biv, *giv;
8177      rtx insn;
8178 {
8179   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8180      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8181      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8182      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8183   if (giv->auto_inc_opt
8184       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8185            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8186           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8187               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8188     return 0;
8189
8190   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8191      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8192      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8193      bother to make this possible.  */
8194   if (giv->derived_from
8195       && ! (giv->always_executed
8196             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8197             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8198     return 0;
8199   if (giv->same
8200       && giv->same->derived_from
8201       && ! (giv->same->always_executed
8202             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8203             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8204     return 0;
8205
8206   return 1;
8207 }
8208
8209 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8210    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8211
8212    If BIV does not appear in X, return 1.
8213
8214    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8215    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8216    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8217    the loop.  */
8218
8219 static int
8220 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8221      rtx x, insn;
8222      struct iv_class *bl;
8223      int eliminate_p;
8224      rtx where;
8225 {
8226   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8227   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8228   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8229   struct induction *v;
8230   rtx arg, tem;
8231 #ifdef HAVE_cc0
8232   rtx new;
8233 #endif
8234   int arg_operand;
8235   char *fmt;
8236   int i, j;
8237
8238   switch (code)
8239     {
8240     case REG:
8241       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8242          we can't eliminate it.  */
8243       if (x == reg)
8244         return 0;
8245       return 1;
8246
8247     case SET:
8248       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8249       if (SET_DEST (x) == reg)
8250         return 1;
8251
8252       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8253          it will go away when the giv is reduced.  */
8254       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8255         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8256           return 1;
8257
8258 #ifdef HAVE_cc0
8259       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8260         {
8261           /* Can replace with any giv that was reduced and
8262              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8263              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8264              ??? We disable this optimization to avoid potential
8265              overflows.  */
8266
8267           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8268             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8269                 && v->add_val == const0_rtx
8270                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8271                 && v->mode == mode
8272                 && 0)
8273               {
8274                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8275                   continue;
8276
8277                 if (! eliminate_p)
8278                   return 1;
8279
8280                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8281                    then reverse the comparison.  */
8282                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8283                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8284                                          const0_rtx, v->new_reg);
8285                 else
8286                   new = v->new_reg;
8287
8288                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8289                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8290                   return 1;
8291               }
8292
8293           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8294              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8295              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8296              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8297              overflow problem.  */
8298
8299           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8300             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8301                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8302                 && v->mode == mode
8303                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8304                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8305                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8306                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8307                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8308               {
8309                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8310                   continue;
8311
8312                 if (! eliminate_p)
8313                   return 1;
8314
8315                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8316                    then reverse the comparison.  */
8317                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8318                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8319                                          v->new_reg);
8320                 else
8321                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8322                                          copy_rtx (v->add_val));
8323
8324                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8325                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8326                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8327                   return 1;
8328
8329                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8330                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8331                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8332
8333                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8334                                   where);
8335
8336                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8337                    the compare expression. */
8338                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8339                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8340                   return 1;
8341               }
8342         }
8343 #endif
8344       break;
8345
8346     case COMPARE:
8347     case EQ:  case NE:
8348     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8349     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8350       /* See if either argument is the biv.  */
8351       if (XEXP (x, 0) == reg)
8352         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8353       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8354         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8355       else
8356         break;
8357
8358       if (CONSTANT_P (arg))
8359         {
8360           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8361              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8362              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8363
8364           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8365             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8366                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8367                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8368                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8369                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8370                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8371                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8372                 && v->mode == mode)
8373               {
8374                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8375                   continue;
8376
8377                 if (! eliminate_p)
8378                   return 1;
8379
8380                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8381                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8382
8383                 /* If all constants are actually constant integers and
8384                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8385                    do so.  */
8386                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8387                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8388                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8389                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8390                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8391                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8392                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8393                   return 1;
8394
8395                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8396                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8397                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8398                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8399                   return 1;
8400
8401                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8402                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8403               }
8404
8405           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8406              Insert insns to calculate new compare value.
8407              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8408
8409           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8410             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8411                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8412                 && v->mode == mode
8413                 && 0)
8414               {
8415                 rtx tem;
8416
8417                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8418                   continue;
8419
8420                 if (! eliminate_p)
8421                   return 1;
8422
8423                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8424
8425                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8426                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8427                                  v->new_reg, 1);
8428
8429                 /* Compute value to compare against.  */
8430                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8431                 /* Use it in this insn.  */
8432                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8433                 if (apply_change_group ())
8434                   return 1;
8435               }
8436         }
8437       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8438         {
8439           if (invariant_p (arg) == 1)
8440             {
8441               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8442                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8443                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8444
8445               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8446                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8447                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8448                     && v->mode == mode
8449                     && 0)
8450                   {
8451                     rtx tem;
8452
8453                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8454                       continue;
8455
8456                     if (! eliminate_p)
8457                       return 1;
8458
8459                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8460
8461                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8462                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8463                                      v->new_reg, 1);
8464
8465                     /* Compute value to compare against.  */
8466                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8467                                       tem, where);
8468                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8469                     if (apply_change_group ())
8470                       return 1;
8471                   }
8472             }
8473
8474           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8475              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8476              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8477              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8478              but that can generate poor code.
8479
8480              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8481              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8482              we might have to do a topological sort of the order in which
8483              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8484              this sort of thing now.  */
8485
8486 #if 0
8487           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8488           if (GET_CODE (arg) != REG
8489               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8490             return 0;
8491
8492           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8493              with identical coefficients.  */
8494           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8495             {
8496               struct induction *tv;
8497
8498               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8499                 continue;
8500
8501               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8502                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8503                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8504                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8505                     && tv->mode == mode)
8506                   {
8507                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8508                       continue;
8509
8510                     if (! eliminate_p)
8511                       return 1;
8512
8513                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8514                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8515                     /* Replace other operand with the other giv's
8516                        reduced reg.  */
8517                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8518                     return 1;
8519                   }
8520             }
8521 #endif
8522         }
8523
8524       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8525       return 0;
8526
8527     case MEM:
8528       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8529          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8530       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8531         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8532           return 1;
8533       break;
8534
8535     default:
8536       break;
8537     }
8538
8539   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8540   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8541   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8542     {
8543       switch (fmt[i])
8544         {
8545         case 'e':
8546           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8547                                        eliminate_p, where))
8548             return 0;
8549           break;
8550
8551         case 'E':
8552           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8553             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8554                                          eliminate_p, where))
8555               return 0;
8556           break;
8557         }
8558     }
8559
8560   return 1;
8561 }
8562 \f
8563 /* Return nonzero if the last use of REG
8564    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8565
8566 static int
8567 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8568      rtx reg;
8569      rtx insn;
8570 {
8571   rtx n;
8572   for (n = insn;
8573        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8574        n = NEXT_INSN (n))
8575     {
8576       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8577         return 1;
8578     }
8579   return 0;
8580 }
8581 \f
8582 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8583    just record the location of the set and process it later.  */
8584
8585 static void
8586 record_initial (dest, set)
8587      rtx dest;
8588      rtx set;
8589 {
8590   struct iv_class *bl;
8591
8592   if (GET_CODE (dest) != REG
8593       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8594       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8595     return;
8596
8597   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8598
8599   /* If this is the first set found, record it.  */
8600   if (bl->init_insn == 0)
8601     {
8602       bl->init_insn = note_insn;
8603       bl->init_set = set;
8604     }
8605 }
8606 \f
8607 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8608    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8609    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8610    use it.  */
8611
8612 static void
8613 update_reg_last_use (x, insn)
8614      rtx x;
8615      rtx insn;
8616 {
8617   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8618      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8619      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8620      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8621   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8622       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8623       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8624     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8625   else
8626     {
8627       register int i, j;
8628       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8629       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8630         {
8631           if (fmt[i] == 'e')
8632             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8633           else if (fmt[i] == 'E')
8634             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8635               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8636         }
8637     }
8638 }
8639 \f
8640 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8641    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8642    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8643    be returned.
8644
8645    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8646    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8647    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8648    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8649
8650    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8651    callers.  Specifically:
8652
8653    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8654    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8655    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8656    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8657        for GE, GEU, and LEU.  */
8658
8659 rtx
8660 get_condition (jump, earliest)
8661      rtx jump;
8662      rtx *earliest;
8663 {
8664   enum rtx_code code;
8665   rtx prev = jump;
8666   rtx set;
8667   rtx tem;
8668   rtx op0, op1;
8669   int reverse_code = 0;
8670   int did_reverse_condition = 0;
8671   enum machine_mode mode;
8672
8673   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8674   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8675       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8676     return 0;
8677
8678   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8679   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8680   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8681   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8682
8683   if (earliest)
8684     *earliest = jump;
8685
8686   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8687      the condition.  */
8688   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8689       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8690     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8691
8692   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8693      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8694      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8695      in cse.c  */
8696
8697   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8698     {
8699       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8700       rtx x = 0;
8701
8702 #ifdef HAVE_cc0
8703       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8704          insn.  */
8705       if (op0 == cc0_rtx)
8706         {
8707           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8708               || GET_CODE (prev) != INSN
8709               || (set = single_set (prev)) == 0
8710               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8711             return 0;
8712
8713           op0 = SET_SRC (set);
8714           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8715           if (earliest)
8716             *earliest = prev;
8717         }
8718 #endif
8719
8720       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8721       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8722         {
8723           op1 = XEXP (op0, 1);
8724           op0 = XEXP (op0, 0);
8725           continue;
8726         }
8727       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8728         break;
8729
8730       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8731          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8732          we don't want to bother dealing with it.  */
8733
8734       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8735           || GET_CODE (prev) != INSN
8736           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8737           || (set = single_set (prev)) == 0)
8738         break;
8739
8740       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8741          relevant.  */
8742       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8743         {
8744           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8745
8746           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8747              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8748              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8749              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8750              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8751              should not affect other platforms.
8752
8753              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8754              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8755              modeless comparisons inside branch patterns.
8756
8757              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8758              in simplify_comparison in combine.  */
8759
8760           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8761                || (((code == NE
8762                      || (code == LT
8763                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8764                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8765                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8766                          && (STORE_FLAG_VALUE
8767                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8768                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8769 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8770                      || (code == LT
8771                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8772                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8773 #endif
8774                      ))
8775                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8776               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8777                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8778                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8779             x = SET_SRC (set);
8780           else if (((code == EQ
8781                      || (code == GE
8782                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8783                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8784                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8785                          && (STORE_FLAG_VALUE
8786                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8787                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8788 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8789                      || (code == GE
8790                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8791                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8792 #endif
8793                      ))
8794                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8795                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8796                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8797                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8798
8799             {
8800               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8801                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8802                  have had to reverse the condition.  */
8803               did_reverse_condition ^= 1;
8804               reverse_code = 1;
8805               x = SET_SRC (set);
8806             }
8807           else
8808             break;
8809         }
8810
8811       else if (reg_set_p (op0, prev))
8812         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8813         break;
8814
8815       if (x)
8816         {
8817           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8818             code = GET_CODE (x);
8819           if (reverse_code)
8820             {
8821               code = reverse_condition (code);
8822               did_reverse_condition ^= 1;
8823               reverse_code = 0;
8824             }
8825
8826           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8827           if (earliest)
8828             *earliest = prev;
8829         }
8830     }
8831
8832   /* If constant is first, put it last.  */
8833   if (CONSTANT_P (op0))
8834     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8835
8836   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8837      was really being compared, so fail.  */
8838   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8839     return 0;
8840
8841   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8842      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8843      overflow.  */
8844
8845   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8846       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8847       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8848     {
8849       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8850       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8851       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8852         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8853
8854       switch (code)
8855         {
8856         case LE:
8857           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8858             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8859           break;
8860
8861         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8862            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8863         case GE:
8864           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8865               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8866                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8867             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8868           break;
8869
8870         case LEU:
8871           if (uconst_val < max_val)
8872             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8873           break;
8874
8875         case GEU:
8876           if (uconst_val != 0)
8877             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8878           break;
8879
8880         default:
8881           break;
8882         }
8883     }
8884
8885   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8886      EQ or NE, return zero.  */
8887   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8888       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8889       && ! flag_fast_math
8890       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8891     return 0;
8892
8893 #ifdef HAVE_cc0
8894   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8895   if (op0 == cc0_rtx)
8896     return 0;
8897 #endif
8898
8899   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8900 }
8901
8902 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8903    unless both operands are invariants.  */
8904
8905 rtx
8906 get_condition_for_loop (x)
8907      rtx x;
8908 {
8909   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8910
8911   if (comparison == 0
8912       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8913       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8914     return comparison;
8915
8916   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8917                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8918 }
8919
8920 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8921 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8922    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
8923    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8924    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8925  */
8926
8927 static void
8928 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8929      rtx loop_start, loop_end;
8930      struct loop_info *loop_info;
8931 {
8932   int i;
8933   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8934
8935   int increment_direction, compare_direction;
8936
8937   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8938       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8939   int add_iteration = 0;
8940
8941   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8942
8943   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8944
8945   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8946   if (loop_info->unroll_number == -1)
8947     return;
8948
8949   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8950   if (loop_used_count_register [loop_num])
8951     {
8952       if (loop_dump_stream)
8953         fprintf (loop_dump_stream,
8954                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8955                  loop_num);
8956       return;
8957     }
8958
8959   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8960   if (indirect_jump_in_function)
8961     {
8962       if (loop_dump_stream)
8963         fprintf (loop_dump_stream,
8964                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8965                  loop_num);
8966       return;
8967     }
8968
8969   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8970   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8971       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8972       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8973     {
8974       if (loop_dump_stream)
8975         fprintf (loop_dump_stream,
8976                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8977                  loop_num);
8978       return;
8979     }
8980
8981   /* Make sure that the loop does not contain a function call
8982      (the count register might be altered by the called function).  */
8983   if (loop_has_call)
8984     {
8985       if (loop_dump_stream)
8986         fprintf (loop_dump_stream,
8987                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
8988                  loop_num);
8989       return;
8990     }
8991
8992   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
8993      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
8994   if (loop_has_tablejump)
8995     {
8996       if (loop_dump_stream)
8997         fprintf (loop_dump_stream,
8998                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
8999                  loop_num);
9000       return;
9001     }
9002
9003   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9004   if (loop_info->unroll_number > 1)
9005     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9006   else
9007     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9008
9009   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9010     {
9011       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9012       if (loop_dump_stream)
9013         fprintf (loop_dump_stream,
9014                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9015                  loop_num);
9016       return;
9017     }
9018
9019   /* Try to instrument the loop.  */
9020
9021   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9022   if (n_iterations > 0)
9023     {
9024       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9025       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9026         loop_used_count_register[i] = 1;
9027       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9028       return;
9029     }
9030
9031   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9032      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9033      of the number of iterations.  */
9034
9035   if (loop_info->iteration_var == 0)
9036     {
9037       if (loop_dump_stream)
9038         fprintf (loop_dump_stream,
9039                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9040                  loop_num);
9041       return;
9042     }
9043
9044   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9045       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9046     {
9047       if (loop_dump_stream)
9048         fprintf (loop_dump_stream,
9049                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9050                  loop_num);
9051       return;
9052     }
9053
9054   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9055   if (loop_info->comparison_code == NE)
9056     {
9057       if (loop_dump_stream)
9058         fprintf (loop_dump_stream,
9059                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9060                  loop_num);
9061       return;
9062     }
9063 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9064 #if 0
9065   else
9066     {
9067       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9068          loop executes at least once.  */
9069       rtx sequence;
9070       rtx iterations_num_reg;
9071
9072       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9073         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9074
9075       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9076          expensive) divide is needed.  */
9077       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9078         {
9079           if (loop_dump_stream)
9080             fprintf (loop_dump_stream,
9081                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9082           return;
9083         }
9084
9085       /* compute the number of iterations */
9086       start_sequence ();
9087       {
9088         rtx temp_reg;
9089
9090         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9091            ;
9092            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9093            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9094            ;                                           increment
9095          */
9096         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9097            expand_binop?  */
9098         if (compare_direction > 0)
9099           {
9100             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9101             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9102                                      comparison_value, initial_value,
9103                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9104           }
9105         else
9106           {
9107             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9108                                      initial_value, comparison_value,
9109                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9110           }
9111
9112         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9113           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9114                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9115                                             + add_iteration),
9116                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9117
9118         if (increment_value_abs != 1)
9119           {
9120             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9121                most targets.  The original authors apparently expected this
9122                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9123                but just naively generating a divide instruction will not give
9124                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9125                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9126                It will probably not work for any other target.  */
9127             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9128                                                temp_reg,
9129                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9130                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9131           }
9132         else
9133           iterations_num_reg = temp_reg;
9134       }
9135       sequence = gen_sequence ();
9136       end_sequence ();
9137       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9138       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9139     }
9140
9141   return;
9142 #endif /* Complex case */
9143 }
9144
9145 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9146    1. A new counter register is created.
9147    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9148    passed in the loop_num_iterations parameter.
9149    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9150    The created comparison follows the pattern defined for the
9151    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9152    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9153    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9154    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9155
9156 static void
9157 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9158      rtx loop_start, loop_end;
9159      rtx loop_num_iterations;
9160 {
9161   rtx counter_reg;
9162   rtx start_label;
9163   rtx sequence;
9164
9165   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9166     {
9167       if (loop_dump_stream)
9168         {
9169           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9170           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9171             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9172                      INTVAL (loop_num_iterations));
9173           else
9174             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9175           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9176         }
9177
9178       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9179          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9180       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9181
9182       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9183       start_label = gen_label_rtx ();
9184       emit_label_after (start_label, loop_start);
9185
9186       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9187       start_sequence ();
9188       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9189       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9190       sequence = gen_sequence ();
9191       end_sequence ();
9192       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9193
9194       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9195          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9196          later recognized by assembly generation phase).  */
9197       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9198                                                                 start_label),
9199                              loop_end);
9200       LABEL_NUSES (start_label)++;
9201     }
9202
9203 }
9204 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9205
9206 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9207
9208    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9209    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9210 static int
9211 indirect_jump_in_function_p (start)
9212      rtx start;
9213 {
9214   rtx insn;
9215
9216   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9217     if (computed_jump_p (insn))
9218       return 1;
9219
9220   return 0;
9221 }
9222
9223 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9224    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9225    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9226
9227 static int
9228 insert_loop_mem (mem, data)
9229      rtx *mem;
9230      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9231 {
9232   int i;
9233   rtx m = *mem;
9234
9235   if (m == NULL_RTX)
9236     return 0;
9237
9238   switch (GET_CODE (m))
9239     {
9240     case MEM:
9241       break;
9242
9243     case CONST_DOUBLE:
9244       /* We're not interested in the MEM associated with a
9245          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9246       return -1;
9247
9248     default:
9249       /* This is not a MEM.  */
9250       return 0;
9251     }
9252
9253   /* See if we've already seen this MEM.  */
9254   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9255     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9256       {
9257         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9258           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9259              this happens, something tricky is going on, and we just
9260              don't optimize accesses to this MEM.  */
9261           loop_mems[i].optimize = 0;
9262
9263         return 0;
9264       }
9265
9266   /* Resize the array, if necessary.  */
9267   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9268     {
9269       if (loop_mems_allocated != 0)
9270         loop_mems_allocated *= 2;
9271       else
9272         loop_mems_allocated = 32;
9273
9274       loop_mems = (loop_mem_info*)
9275         xrealloc (loop_mems,
9276                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9277     }
9278
9279   /* Actually insert the MEM.  */
9280   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9281   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9282      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9283      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9284      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9285   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9286   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9287   ++loop_mems_idx;
9288
9289   return 0;
9290 }
9291
9292 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9293    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9294    values after load_mems.  */
9295
9296 static void
9297 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9298                                      insn_count)
9299      rtx scan_start;
9300      rtx end;
9301      rtx loop_top;
9302      rtx start;
9303      int *insn_count;
9304 {
9305   int nregs = max_reg_num ();
9306
9307   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9308
9309   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9310      created new registers.  */
9311   if (max_reg_num () > nregs)
9312     {
9313       int i;
9314       int old_nregs;
9315
9316       old_nregs = nregs;
9317       nregs = max_reg_num ();
9318
9319       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9320         {
9321           /* Grow all the arrays.  */
9322           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9323           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9324           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9325           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9326         }
9327       /* Clear the arrays */
9328       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9329       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9330       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9331
9332       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9333                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9334                            insn_count, nregs);
9335
9336       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9337         {
9338           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9339           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9340         }
9341
9342 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9343       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9344          create CCmode register copies.  */
9345       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9346         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9347           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9348 #endif
9349
9350       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9351       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9352              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9353              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9354     }
9355 }
9356
9357 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9358    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9359    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9360
9361 static void
9362 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9363      rtx scan_start;
9364      rtx end;
9365      rtx loop_top;
9366      rtx start;
9367 {
9368   int maybe_never = 0;
9369   int i;
9370   rtx p;
9371   rtx label = NULL_RTX;
9372   rtx end_label;
9373
9374   if (loop_mems_idx > 0)
9375     {
9376       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9377       int next_maybe_never = 0;
9378
9379       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9380          loop are never executed.  */
9381       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9382            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9383            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9384         {
9385           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9386             maybe_never = 1;
9387           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9388                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9389                       around to the beginning, don't set maybe_never
9390                       for that.  This must be an unconditional jump,
9391                       otherwise the code at the top of the loop might
9392                       never be executed.  Unconditional jumps are
9393                       followed a by barrier then loop end.  */
9394                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9395                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9396                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9397                          && simplejump_p (p)))
9398             {
9399               if (!condjump_p (p))
9400                 /* Something complicated.  */
9401                 maybe_never = 1;
9402               else
9403                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9404                    might not be reached.  */
9405                 next_maybe_never = 1;
9406             }
9407           else if (next_maybe_never)
9408             maybe_never = 1;
9409         }
9410
9411       /* Actually move the MEMs.  */
9412       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9413         {
9414           int written = 0;
9415           rtx reg;
9416           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9417           rtx mem_list_entry;
9418
9419           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9420               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9421             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9422             loop_mems[i].optimize = 0;
9423
9424           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9425              one is aliased by one of them.  */
9426           mem_list_entry = loop_store_mems;
9427           while (mem_list_entry)
9428             {
9429               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9430                 written = 1;
9431               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9432                                         mem, rtx_varies_p))
9433                 {
9434                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9435                   loop_mems[i].optimize = 0;
9436                   break;
9437                 }
9438               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9439             }
9440
9441           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9442              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9443           if (loop_mems[i].optimize && written)
9444             {
9445               int j;
9446
9447               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9448                 {
9449                   if (j == i)
9450                     continue;
9451                   else if (true_dependence (mem,
9452                                             VOIDmode,
9453                                             loop_mems[j].mem,
9454                                             rtx_varies_p))
9455                     {
9456                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9457                          the loop because writes to it might not be
9458                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9459                       loop_mems[i].optimize = 0;
9460                       break;
9461                     }
9462                 }
9463             }
9464
9465           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9466             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9467                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9468             loop_mems[i].optimize = 0;
9469
9470           if (!loop_mems[i].optimize)
9471             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9472                loop, but later discovered that we could not.  */
9473             continue;
9474
9475           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9476              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9477              out of the loop just because this REG is neither a
9478              user-variable nor used in the loop test.  */
9479           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9480           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9481           loop_mems[i].reg = reg;
9482
9483           /* Now, replace all references to the MEM with the
9484              corresponding pesudos.  */
9485           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9486                p != NULL_RTX;
9487                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9488             {
9489               rtx_and_int ri;
9490               ri.r = p;
9491               ri.i = i;
9492               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9493             }
9494
9495           if (!apply_change_group ())
9496             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9497             loop_mems[i].optimize = 0;
9498           else
9499             {
9500               rtx set;
9501
9502               /* Load the memory immediately before START, which is
9503                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9504               set = gen_move_insn (reg, mem);
9505               emit_insn_before (set, start);
9506
9507               if (written)
9508                 {
9509                   if (label == NULL_RTX)
9510                     {
9511                       /* We must compute the former
9512                          right-after-the-end label before we insert
9513                          the new one.  */
9514                       end_label = next_label (end);
9515                       label = gen_label_rtx ();
9516                       emit_label_after (label, end);
9517                     }
9518
9519                   /* Store the memory immediately after END, which is
9520                    the NOTE_LOOP_END.  */
9521                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9522                   emit_insn_after (set, label);
9523                 }
9524
9525               if (loop_dump_stream)
9526                 {
9527                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9528                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9529                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9530                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9531                 }
9532             }
9533         }
9534     }
9535
9536   if (label != NULL_RTX)
9537     {
9538       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9539          label with the new one.  */
9540       rtx_pair rr;
9541       rr.r1 = end_label;
9542       rr.r2 = label;
9543
9544       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9545         {
9546           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9547
9548           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9549              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9550              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9551              because the immediately following unroll pass will use it.
9552              replace_label would not work anyways, because that only handles
9553              LABEL_REFs.  */
9554           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9555             JUMP_LABEL (p) = label;
9556         }
9557     }
9558 }
9559
9560 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9561    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9562    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9563    and the MEM we are currently replacing.  */
9564
9565 static int
9566 replace_loop_mem (mem, data)
9567      rtx *mem;
9568      void *data;
9569 {
9570   rtx_and_int *ri;
9571   rtx insn;
9572   int i;
9573   rtx m = *mem;
9574
9575   if (m == NULL_RTX)
9576     return 0;
9577
9578   switch (GET_CODE (m))
9579     {
9580     case MEM:
9581       break;
9582
9583     case CONST_DOUBLE:
9584       /* We're not interested in the MEM associated with a
9585          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9586       return -1;
9587
9588     default:
9589       /* This is not a MEM.  */
9590       return 0;
9591     }
9592
9593   ri = (rtx_and_int*) data;
9594   i = ri->i;
9595
9596   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9597     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9598     return 0;
9599
9600   insn = ri->r;
9601
9602   /* Actually replace the MEM.  */
9603   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9604
9605   return 0;
9606 }
9607
9608 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9609    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9610    respectively.  */
9611
9612 static int
9613 replace_label (x, data)
9614      rtx *x;
9615      void *data;
9616 {
9617   rtx l = *x;
9618   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9619   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9620
9621   if (l == NULL_RTX)
9622     return 0;
9623
9624   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9625     return 0;
9626
9627   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9628     return 0;
9629
9630   XEXP (l, 0) = new_label;
9631   ++LABEL_NUSES (new_label);
9632   --LABEL_NUSES (old_label);
9633
9634   return 0;
9635 }
9636