OSDN Git Service

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