OSDN Git Service

* ifcvt.c (noce_get_alt_condition): Use reg_overlap_mentioned_p.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
24
25    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
26    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
27    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
28    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
29    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
30    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
31    the insn count.
32
33    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
34    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
35    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
36    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
37    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
38    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
39    with only one exit test needed at the end of the loop.
40
41    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
42    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
43    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
44    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
45
46    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
47    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
48    calculate its value at each place where it is set as a function of the
49    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
50    the induction variable is split into `N' different variables, one for
51    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
52    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
53    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
54    for cse.  */
55
56 /* Possible improvements follow:  */
57
58 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
59    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
60    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
61
62    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
63      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
64      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
65      eliminated.
66    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
67      can be performed for the loop.
68    Add code to check for these and similar cases.  */
69
70 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
71    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
72    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
73    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
74
75 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
76    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
77    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
78    best results, because then all register copies can be eliminated.
79    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
80    while (this)
81      {
82        next = this->cdr;
83        this->cdr = prev;
84        prev = this;
85        this = next;
86      }
87
88    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
89    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
90    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
91
92 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
93    determine the number of loop iterations for more complex loops.
94    For example, consider this loop from gdb
95    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
96      {
97        char tmp;
98        char *p = (char *) buffer;
99        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
100        int iterations = (len + 1) >> 1;
101        int i;
102        for (p; p < q; p++, q--;)
103          {
104            tmp = *q;
105            *q = *p;
106            *p = tmp;
107          }
108      }
109    Note that:
110      start value = p = &buffer + current_iteration
111      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
112    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
113    set equal to zero and solve for number of iterations:
114      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
115      current_iteration = (len - 1) / 2
116    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
117    iterations of this loop.  */
118
119 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
120    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
121    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
122    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
123    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
124    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
125    different address.  A case where this happens is when a loop containing
126    a switch statement is unrolled.
127
128    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
129    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
130    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
131    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
132    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
133
134 #include "config.h"
135 #include "system.h"
136 #include "rtl.h"
137 #include "tm_p.h"
138 #include "insn-config.h"
139 #include "integrate.h"
140 #include "regs.h"
141 #include "recog.h"
142 #include "flags.h"
143 #include "function.h"
144 #include "expr.h"
145 #include "loop.h"
146 #include "toplev.h"
147 #include "hard-reg-set.h"
148 #include "basic-block.h"
149 #include "predict.h"
150 #include "params.h"
151
152 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
153    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
154    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
155    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
156    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
157    and/or 5.  */
158
159 #define NUM_FACTORS 4
160
161 static struct _factor { const int factor; int count; }
162 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
163
164 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
165
166 enum unroll_types
167 {
168   UNROLL_COMPLETELY,
169   UNROLL_MODULO,
170   UNROLL_NAIVE
171 };
172
173 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
174    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
175    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
176    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
177    that were combined with this DEST_REG giv.  */
178
179 static struct induction **addr_combined_regs;
180
181 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
182    then this will hold the current value of the register, which depends on the
183    iteration number.  */
184
185 static rtx *splittable_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
189    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
190    a split iv will update the original iv of the dest.  */
191
192 static int *splittable_regs_updates;
193
194 /* Forward declarations.  */
195
196 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
197 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
198 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
199 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
200 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
201                                     struct inline_remap *, rtx, int,
202                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
203 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
204                                          enum unroll_types, int));
205 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
206                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
207                                          rtx, int));
208 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
209 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
210 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
211 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
212 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
213 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
214 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
215
216 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
217
218    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
219    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
220    strength reduction pass is available.
221
222    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
223    in loop.c.  */
224
225 void
226 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
227      struct loop *loop;
228      int insn_count;
229      int strength_reduce_p;
230 {
231   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
232   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
233   int i, j;
234   unsigned int r;
235   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
236   int unroll_number = 1;
237   rtx copy_start, copy_end;
238   rtx insn, sequence, pattern, tem;
239   int max_labelno, max_insnno;
240   rtx insert_before;
241   struct inline_remap *map;
242   char *local_label = NULL;
243   char *local_regno;
244   unsigned int max_local_regnum;
245   unsigned int maxregnum;
246   rtx exit_label = 0;
247   rtx start_label;
248   struct iv_class *bl;
249   int splitting_not_safe = 0;
250   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
251   int loop_preconditioned = 0;
252   rtx safety_label;
253   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
254      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
255      jumps).  */
256   rtx last_loop_insn;
257   rtx loop_start = loop->start;
258   rtx loop_end = loop->end;
259
260   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
261      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
262      be unrolled.  */
263   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
264     {
265       if (loop_dump_stream)
266         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
267       return;
268     }
269
270   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
271      and the size of the loop.  */
272
273   /* If there is no strength reduce info, then set
274      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
275      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
276      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
277
278   if (! strength_reduce_p)
279     loop_info->n_iterations = 0;
280
281   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
282     {
283       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
284       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
285                loop_info->n_iterations);
286       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
287     }
288
289   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
290
291   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
292
293   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
294      not the loop is being completely unrolled.  */
295
296   if (loop_info->n_iterations == 1)
297     {
298       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
299          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
300          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
301
302       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
303       if (ujump)
304         delete_related_insns (ujump);
305
306       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
307          branch at the end of the loop since they will never be taken.
308          Then return, since no other action is needed here.  */
309
310       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
311          don't do anything.  */
312
313       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
314         {
315           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
316           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
317         }
318       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
319         {
320 #ifdef HAVE_cc0
321           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
322 #endif
323           delete_related_insns (last_loop_insn);
324 #ifdef HAVE_cc0
325           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
326              deleted.  */
327           if (only_sets_cc0_p (prev))
328             delete_related_insns (prev);
329 #endif
330         }
331
332       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
333       if (loop->vtop)
334         delete_related_insns (loop->vtop);
335       if (loop->cont)
336         delete_related_insns (loop->cont);
337       if (loop_start)
338         delete_related_insns (loop_start);
339       if (loop_end)
340         delete_related_insns (loop_end);
341
342       return;
343     }
344   else if (loop_info->n_iterations > 0
345            /* Avoid overflow in the next expression.  */
346            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
347            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
348     {
349       unroll_number = loop_info->n_iterations;
350       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
351     }
352   else if (loop_info->n_iterations > 0)
353     {
354       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
355          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
356          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
357
358       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
359         factors[i].count = 0;
360
361       temp = loop_info->n_iterations;
362       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
363         while (temp % factors[i].factor == 0)
364           {
365             factors[i].count++;
366             temp = temp / factors[i].factor;
367           }
368
369       /* Start with the larger factors first so that we generally
370          get lots of unrolling.  */
371
372       unroll_number = 1;
373       temp = insn_count;
374       for (i = 3; i >= 0; i--)
375         while (factors[i].count--)
376           {
377             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
378               {
379                 unroll_number *= factors[i].factor;
380                 temp *= factors[i].factor;
381               }
382             else
383               break;
384           }
385
386       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
387          case.  */
388       if (unroll_number == 1)
389         {
390           if (loop_dump_stream)
391             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
392         }
393       else
394         unroll_type = UNROLL_MODULO;
395     }
396
397   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
398      size.  */
399   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
400     {
401       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
402         unroll_number = 8;
403       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
404         unroll_number = 4;
405       else
406         unroll_number = 2;
407     }
408
409   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
410
411   if (loop_dump_stream)
412     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
413
414   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
415     {
416       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
417          in rare circumstances.
418
419          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
420          of the exit code for the outer loop.
421
422          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
423          loop, so it will start with a jump to the exit code.
424
425          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
426          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
427          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
428          the instruction stream.
429
430          And finally assume that we can compute the number of iterations
431          for the outer loop.
432
433          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
434          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
435
436          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
437          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
438
439       insn = loop_start;
440       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
441         insn = NEXT_INSN (insn);
442       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
443         return;
444     }
445
446   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
447     {
448       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
449          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
450          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
451          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
452          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
453          instructions.  */
454
455       copy_start = loop_start;
456
457       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
458          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
459          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
460       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
461
462       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
463       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
464         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
465       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
466         {
467           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
468 #ifdef HAVE_cc0
469           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
470              instruction which we do not want to copy.  */
471           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
472             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
473 #endif
474         }
475       else
476         {
477           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
478              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
479              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
480              jumps to after the last loop body.  */
481           if (loop_dump_stream)
482             fprintf (loop_dump_stream,
483                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
484           return;
485         }
486     }
487   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
488     {
489       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
490          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
491          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
492          code immediately before the compare/branch at the end so that the
493          code will fall through to them as before.  */
494
495       copy_start = loop_start;
496
497       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
498          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
499       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
500         {
501           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
502           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
503         }
504       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
505         {
506           insert_before = last_loop_insn;
507 #ifdef HAVE_cc0
508           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
509              instruction which we do not want to copy or delete.  */
510           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
511             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
512 #endif
513           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
514         }
515       else
516         {
517           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
518              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
519              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
520              jumps to after the last loop body.  */
521           if (loop_dump_stream)
522             fprintf (loop_dump_stream,
523                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
524           return;
525         }
526     }
527   else
528     {
529       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
530          end of the loop.  */
531
532       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
533         {
534           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
535              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
536              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
537              unconditional jumps to an immediately following label.
538
539              This will be corrected below if the target of this jump is
540              not the start_label.  */
541
542           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
543           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
544         }
545       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
546         {
547           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
548              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
549              copy_loop_body.  */
550           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
551           copy_end = last_loop_insn;
552         }
553       else
554         {
555           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
556              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
557              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
558              jumps to after the last loop body.  */
559           if (loop_dump_stream)
560             fprintf (loop_dump_stream,
561                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
562           return;
563         }
564
565       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
566          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
567          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
568          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
569          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
570          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
571          the real exit label.  */
572       exit_label = gen_label_rtx ();
573
574       insn = loop_start;
575       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
576         insn = NEXT_INSN (insn);
577
578       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
579         {
580           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
581              Start copying the loop after the barrier following this
582              jump insn.  */
583           copy_start = NEXT_INSN (insn);
584
585           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
586              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
587              a comparison against a new register for a split variable, but
588              we did not execute the set insn for the new register because
589              it was skipped over.  */
590           splitting_not_safe = 1;
591           if (loop_dump_stream)
592             fprintf (loop_dump_stream,
593                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
594         }
595       else
596         copy_start = loop_start;
597     }
598
599   /* This should always be the first label in the loop.  */
600   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
601   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
602   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
603     start_label = NEXT_INSN (start_label);
604   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
605     {
606       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
607          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
608          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
609          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
610
611          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
612
613       if (loop_dump_stream)
614         fprintf (loop_dump_stream,
615                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
616       return;
617     }
618   if (LABEL_NAME (start_label))
619     {
620       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
621          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
622          jumps which go to the named label must be handled differently than
623          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
624          in this case.  */
625       if (loop_dump_stream)
626         fprintf (loop_dump_stream,
627                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
628       return;
629     }
630
631   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
632       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
633       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
634       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
635     {
636       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
637          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
638
639       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
640       copy_end = last_loop_insn;
641     }
642
643   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
644       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
645       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
646     {
647       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
648          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
649          branch to the loop exit after emitting the final branch.
650          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
651          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
652          unrolling would increase the number of branch instructions
653          executed.  */
654       if (loop_dump_stream)
655         fprintf (loop_dump_stream,
656                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
657       return;
658     }
659
660   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
661      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
662
663   max_labelno = max_label_num ();
664   max_insnno = get_max_uid ();
665
666   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
667      without initializing fields within the map structure.
668
669      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
670   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
671
672   /* Allocate the label map.  */
673
674   if (max_labelno > 0)
675     {
676       map->label_map = (rtx *) xcalloc (max_labelno, sizeof (rtx));
677       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
678     }
679
680   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
681      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
682      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
683      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
684      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
685      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
686
687   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
688     {
689       rtx note;
690
691       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
692         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
693       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
694         {
695           if (JUMP_LABEL (insn))
696             set_label_in_map (map,
697                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
698                               JUMP_LABEL (insn));
699           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
700                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
701             {
702               rtx pat = PATTERN (insn);
703               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
704               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
705               rtx label;
706
707               for (i = 0; i < len; i++)
708                 {
709                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
710                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
711                 }
712             }
713         }
714       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
715         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
716                           XEXP (note, 0));
717     }
718
719   /* Allocate space for the insn map.  */
720
721   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
722
723   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
724      not function inlining.  */
725   map->inline_target = 0;
726
727   /* The register and constant maps depend on the number of registers
728      present, so the final maps can't be created until after
729      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
730      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
731      is performed.  */
732
733   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
734   maxregnum = max_reg_num ();
735
736   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
737   max_local_regnum = maxregnum;
738
739   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
740      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
741      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
742
743      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
744      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
745      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
746
747   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
748   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
749   addr_combined_regs
750     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
751   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
752
753   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
754      inside the loop.  */
755   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
756     {
757       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
758       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
759
760       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
761          since it will also be used outside the loop.  */
762       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
763         copy_end_luid--;
764
765       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
766          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
767 #ifdef HAVE_cc0
768       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
769           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
770         copy_end_luid--;
771 #endif
772
773       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
774          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
775          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
776          to duplicate.  */
777       if (copy_start == loop_start)
778         copy_start_luid++;
779
780       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
781          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
782          results in better code.  */
783       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
784          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
785       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
786         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
787             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
788             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
789             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
790           {
791             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
792                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
793                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
794                for each unrolled copy of the loop.  */
795             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
796                set dominates all instructions from regno_first_uid to
797                regno_last_uid.  */
798             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
799                this check was more sophisticated.  */
800             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
801                                    copy_start, copy_end))
802               local_regno[r] = 1;
803
804             if (loop_dump_stream)
805               {
806                 if (local_regno[r])
807                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
808                 else
809                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
810                            r);
811               }
812           }
813     }
814
815   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
816      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
817      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
818      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
819      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
820
821   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
822      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
823      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
824      unrolled loop copies.  */
825
826   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
827      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
828      assumes that each induction variable can be represented as a function
829      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
830      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
831      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
832      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
833      we can not split induction variables here, because we can not calculate
834      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
835      is called.  */
836
837   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
838     {
839       rtx initial_value, final_value, increment;
840       enum machine_mode mode;
841
842       if (precondition_loop_p (loop,
843                                &initial_value, &final_value, &increment,
844                                &mode))
845         {
846           rtx diff;
847           rtx *labels;
848           int abs_inc, neg_inc;
849           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
850           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
851           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
852
853           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
854
855           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
856                                    "unroll_loop_precondition");
857           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
858
859           init_reg_map (map, maxregnum);
860
861           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
862              the loop body.  */
863           if (unroll_number > 4)
864             unroll_number = 4;
865
866           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
867              not it is negative.  */
868           neg_inc = 0;
869           abs_inc = INTVAL (increment);
870           if (abs_inc < 0)
871             {
872               abs_inc = -abs_inc;
873               neg_inc = 1;
874             }
875
876           start_sequence ();
877
878           /* Final value may have form of (PLUS val1 const1_rtx).  We need
879              to convert it into general operand, so compute the real value.  */
880
881           if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
882             {
883               final_value = expand_simple_binop (mode, PLUS,
884                                                  copy_rtx (XEXP (final_value, 0)),
885                                                  copy_rtx (XEXP (final_value, 1)),
886                                                  NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
887             }
888           if (!nonmemory_operand (final_value, VOIDmode))
889             final_value = force_reg (mode, copy_rtx (final_value));
890
891           /* Calculate the difference between the final and initial values.
892              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
893              Let the following cse pass simplify this if initial value is
894              a constant.
895
896              We must copy the final and initial values here to avoid
897              improperly shared rtl.
898
899              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
900              For such loops the real final value is the first time the
901              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
902              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
903              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
904              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
905              exact value, since we are only interested in the diff
906              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
907              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
908
909           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
910             diff = expand_simple_binop (mode, MINUS, final_value,
911                                         copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
912                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
913           else
914             diff = expand_simple_unop (mode, neg_inc ? NOT : NEG,
915                                        copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0);
916
917           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
918              and instruction.  */
919           diff = expand_simple_binop (GET_MODE (diff), AND, diff,
920                                       GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
921                                       NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
922
923           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
924              loop entry point.  */
925
926           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
927           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
928             labels[i] = gen_label_rtx ();
929
930           /* Check for the case where the initial value is greater than or
931              equal to the final value.  In that case, we want to execute
932              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
933              case.  This check does not apply if the loop has a NE
934              comparison at the end.  */
935
936           if (cc != NE)
937             {
938               rtx incremented_initval;
939               incremented_initval = expand_simple_binop (mode, PLUS,
940                                                          initial_value,
941                                                          increment,
942                                                          NULL_RTX, 0,
943                                                          OPTAB_LIB_WIDEN);
944               emit_cmp_and_jump_insns (incremented_initval, final_value,
945                                        less_p ? GE : LE, NULL_RTX,
946                                        mode, unsigned_p, labels[1]);
947               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION,
948                                 TAKEN);
949               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
950               LABEL_NUSES (labels[1])++;
951             }
952
953           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
954              for a negative increment:  for a positive increment:
955              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
956              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
957              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
958              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
959
960           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
961              last case just falls through to the following code.  */
962
963           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
964              instead of the current linear list of branches.  */
965
966           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
967             {
968               int cmp_const;
969               enum rtx_code cmp_code;
970
971               /* For negative increments, must invert the constant compared
972                  against, except when comparing against zero.  */
973               if (i == 0)
974                 {
975                   cmp_const = 0;
976                   cmp_code = EQ;
977                 }
978               else if (neg_inc)
979                 {
980                   cmp_const = unroll_number - i;
981                   cmp_code = GE;
982                 }
983               else
984                 {
985                   cmp_const = i;
986                   cmp_code = LE;
987                 }
988
989               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
990                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, labels[i]);
991               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
992               LABEL_NUSES (labels[i])++;
993               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
994                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
995             }
996
997           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
998              to handle other cases equivalent to 0.  */
999
1000           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1001              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1002              For the negative increment case, the branch here could easily
1003              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1004              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1005
1006           if (abs_inc != 1)
1007             {
1008               int cmp_const;
1009               enum rtx_code cmp_code;
1010
1011               if (neg_inc)
1012                 {
1013                   cmp_const = abs_inc - 1;
1014                   cmp_code = LE;
1015                 }
1016               else
1017                 {
1018                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1019                   cmp_code = GE;
1020                 }
1021
1022               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1023                                        NULL_RTX, mode, 0, labels[0]);
1024               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1025               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1026             }
1027
1028           sequence = get_insns ();
1029           end_sequence ();
1030           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1031
1032           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1033              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1034              and then reset it inside the loop when get to the last
1035              copy.  */
1036
1037           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1038             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1039           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1040             {
1041               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1042 #ifdef HAVE_cc0
1043               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1044                  we do not want to copy.  */
1045               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1046                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1047 #endif
1048             }
1049           else
1050             abort ();
1051
1052           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1053             {
1054               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1055                                 PREV_INSN (loop_start));
1056
1057               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1058               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1059                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1060                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1061               map->const_age = 0;
1062
1063               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1064                 if (local_label[j])
1065                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1066
1067               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1068                 if (local_regno[r])
1069                   {
1070                     map->reg_map[r]
1071                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1072                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1073                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1074                   }
1075               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1076                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1077                  branch.  */
1078
1079               if (i == unroll_number - 1)
1080                 {
1081                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1082                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1083                   else
1084                     copy_end = last_loop_insn;
1085                 }
1086
1087               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1088                  pass zero for that parameter.  */
1089               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1090                               unroll_type, start_label, loop_end,
1091                               loop_start, copy_end);
1092             }
1093           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1094
1095           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1096             {
1097               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1098               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1099             }
1100           else
1101             {
1102               insert_before = last_loop_insn;
1103 #ifdef HAVE_cc0
1104               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1105                  be a compare instruction which we do not want to copy
1106                  or delete.  */
1107               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1108                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1109 #endif
1110               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1111             }
1112
1113           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1114           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1115           loop_preconditioned = 1;
1116
1117           /* Clean up.  */
1118           free (labels);
1119         }
1120     }
1121
1122   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1123      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1124   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1125     {
1126       if (loop_dump_stream)
1127         fprintf (loop_dump_stream,
1128                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1129       goto egress;
1130     }
1131
1132   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1133
1134   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1135   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1136
1137   /* And whether the loop has been preconditioned.  */
1138   loop_info->preconditioned = loop_preconditioned;
1139
1140   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1141      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1142      We precalculate and save this info here, since computing it is
1143      expensive.
1144
1145      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1146      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1147
1148   if (splitting_not_safe)
1149     temp = 0;
1150   else
1151     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1152
1153   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1154      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1155      the constant maps also.  */
1156
1157   maxregnum = max_reg_num ();
1158   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1159
1160   init_reg_map (map, maxregnum);
1161
1162   if (map->const_equiv_varray == 0)
1163     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1164                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1165                              "unroll_loop");
1166   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1167
1168   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1169      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1170
1171   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1172     {
1173       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1174         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1175 #if 0
1176       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1177       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1178         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1179           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1180 #endif
1181     }
1182
1183   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1184   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1185   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1186
1187   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1188      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1189      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1190      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1191      will never be replaced if it isn't done here.  */
1192
1193   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1194     {
1195       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1196       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1197         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1198     }
1199
1200   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1201      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1202      before the end of the loop.  */
1203
1204   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1205     {
1206       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1207       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1208               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1209       map->const_age = 0;
1210
1211       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1212         if (local_label[j])
1213           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1214
1215       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1216         if (local_regno[r])
1217           {
1218             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1219             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1220                                regno_reg_rtx[r], 0);
1221           }
1222
1223       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1224          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1225       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1226         {
1227           insn = PREV_INSN (copy_start);
1228           pattern = PATTERN (insn);
1229
1230           tem = get_label_from_map (map,
1231                                     CODE_LABEL_NUMBER
1232                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1233           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1234
1235           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1236              passes.  */
1237           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1238           LABEL_NUSES (tem)++;
1239         }
1240
1241       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1242                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1243                       loop_end, insert_before, insert_before);
1244     }
1245
1246   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1247      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1248      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1249
1250   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1251      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1252      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1253      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1254
1255   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1256     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1257   else
1258     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1259
1260   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1261      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1262
1263   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1264   while (insn != safety_label)
1265     {
1266       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1267          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1268          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1269          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1270          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1271          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1272          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1273       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1274       if (insn != start_label
1275           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1276           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1277                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1278         insn = delete_related_insns (insn);
1279       else
1280         insn = NEXT_INSN (insn);
1281     }
1282
1283   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1284      delete_related_insns calls.  */
1285   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1286     abort ();
1287   delete_related_insns (safety_label);
1288
1289   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1290      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1291      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1292      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1293      not taken.  */
1294   if (exit_label)
1295     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1296
1297  egress:
1298   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1299     {
1300       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1301       if (loop->vtop)
1302         delete_related_insns (loop->vtop);
1303       if (loop->cont)
1304         delete_related_insns (loop->cont);
1305       if (loop_start)
1306         delete_related_insns (loop_start);
1307       if (loop_end)
1308         delete_related_insns (loop_end);
1309     }
1310
1311   if (map->const_equiv_varray)
1312     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1313   if (map->label_map)
1314     {
1315       free (map->label_map);
1316       free (local_label);
1317     }
1318   free (map->insn_map);
1319   free (splittable_regs);
1320   free (splittable_regs_updates);
1321   free (addr_combined_regs);
1322   free (local_regno);
1323   if (map->reg_map)
1324     free (map->reg_map);
1325   free (map);
1326 }
1327 \f
1328 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1329    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1330
1331    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1332    determined, and if increment is a constant power of 2.
1333    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1334    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1335    is not considered `profitable'.  */
1336
1337 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1338    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1339    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1340    whether divide is cheap.
1341    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1342    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1343    reflected in RTX_COST.  */
1344
1345 int
1346 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1347      const struct loop *loop;
1348      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1349      enum machine_mode *mode;
1350 {
1351   rtx loop_start = loop->start;
1352   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1353
1354   if (loop_info->n_iterations > 0)
1355     {
1356       if (INTVAL (loop_info->increment) > 0)
1357         {
1358           *initial_value = const0_rtx;
1359           *increment = const1_rtx;
1360           *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1361         }
1362       else
1363         {
1364           *initial_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1365           *increment = constm1_rtx;
1366           *final_value = const0_rtx;
1367         }
1368       *mode = word_mode;
1369
1370       if (loop_dump_stream)
1371         {
1372           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1373                  loop_dump_stream);
1374           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1375                    loop_info->n_iterations);
1376           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1377         }
1378       return 1;
1379     }
1380
1381   if (loop_info->iteration_var == 0)
1382     {
1383       if (loop_dump_stream)
1384         fprintf (loop_dump_stream,
1385                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1386       return 0;
1387     }
1388   else if (loop_info->initial_value == 0)
1389     {
1390       if (loop_dump_stream)
1391         fprintf (loop_dump_stream,
1392                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1393       return 0;
1394     }
1395   else if (loop_info->increment == 0)
1396     {
1397       if (loop_dump_stream)
1398         fprintf (loop_dump_stream,
1399                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1400       return 0;
1401     }
1402   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1403     {
1404       if (loop_dump_stream)
1405         fprintf (loop_dump_stream,
1406                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1407       return 0;
1408     }
1409   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1410            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1411     {
1412       if (loop_dump_stream)
1413         fprintf (loop_dump_stream,
1414                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1415       return 0;
1416     }
1417
1418   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1419      not matter for preconditioning.  */
1420
1421   if (loop_info->final_value == 0)
1422     {
1423       if (loop_dump_stream)
1424         fprintf (loop_dump_stream,
1425                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1426       return 0;
1427     }
1428
1429   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1430      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1431      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1432      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1433      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1434   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1435        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1436       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1437           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1438       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1439     {
1440       if (loop_dump_stream)
1441         fprintf (loop_dump_stream,
1442                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1443       return 0;
1444     }
1445
1446   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1447      does not have code to deal with them.  */
1448   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1449       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1450     {
1451       if (loop_dump_stream)
1452         fprintf (loop_dump_stream,
1453                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1454       return 0;
1455     }
1456
1457   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1458      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1459
1460   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1461       > INSN_LUID (loop_start))
1462     {
1463       if (loop_dump_stream)
1464         fprintf (loop_dump_stream,
1465                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1466       return 0;
1467     }
1468
1469   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1470      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1471      iterations just like for BIV iterators.
1472
1473      Also note that the absolute values of initial_value and
1474      final_value are unimportant as only their difference is used for
1475      calculating the number of loop iterations.  */
1476   *initial_value = loop_info->initial_value;
1477   *increment = loop_info->increment;
1478   *final_value = loop_info->final_value;
1479
1480   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1481      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1482      both are constants.  */
1483   *mode = GET_MODE (*final_value);
1484   if (*mode == VOIDmode)
1485     {
1486       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1487       if (*mode == VOIDmode)
1488         *mode = word_mode;
1489     }
1490   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1491            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1492                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1493     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1494
1495   /* Success!  */
1496   if (loop_dump_stream)
1497     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1498   return 1;
1499 }
1500
1501 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1502    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1503    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1504    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1505    used with different
1506    modes.  */
1507
1508 static void
1509 init_reg_map (map, maxregnum)
1510      struct inline_remap *map;
1511      int maxregnum;
1512 {
1513   int i;
1514
1515   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1516     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1517   /* Just clear the rest of the entries.  */
1518   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1519     map->reg_map[i] = 0;
1520
1521   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1522     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1523   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1524     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1525 }
1526 \f
1527 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1528    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1529    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1530    verifying that all operands are of the proper form.
1531
1532    PATTERN must be the result of single_set.
1533    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1534
1535 static rtx
1536 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1537      rtx pattern, src_insn;
1538      unsigned int regno;
1539 {
1540   rtx increment;
1541   rtx increment_total = 0;
1542   int tries = 0;
1543
1544  retry:
1545   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1546      as the set source.  */
1547   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1548     {
1549       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1550          to the new_reg.  */
1551       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1552       pattern = single_set (src_insn);
1553       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1554         abort ();
1555
1556       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1557          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1558       delete_related_insns (get_last_insn ());
1559     }
1560
1561   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1562   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1563   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1564     {
1565       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1566          too big to be an add immed operand.  */
1567       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1568
1569       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1570          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1571          one of the LO_SUM rtx.  */
1572       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1573         increment = XEXP (increment, 1);
1574
1575       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1576          note to the store insn.  */
1577       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1578         {
1579           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1580           if (note)
1581             increment = XEXP (note, 0);
1582         }
1583
1584       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1585                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1586                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1587         {
1588           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1589              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1590           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1591           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1592
1593           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0),
1594                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1595           /* Don't need the last insn anymore.  */
1596           delete_related_insns (get_last_insn ());
1597
1598           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1599               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1600             abort ();
1601
1602           if (code == IOR)
1603             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1604           else if (code == PLUS)
1605             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1606           else
1607             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1608         }
1609
1610       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1611         abort ();
1612
1613       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1614          so delete it.  */
1615       delete_related_insns (get_last_insn ());
1616     }
1617
1618   if (increment_total)
1619     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1620   else
1621     increment_total = increment;
1622
1623   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1624      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1625   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1626       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1627     {
1628       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1629          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1630          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1631
1632       if (tries == 0)
1633         {
1634           tries++;
1635
1636           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1637           pattern = single_set (src_insn);
1638
1639           delete_related_insns (get_last_insn ());
1640
1641           goto retry;
1642         }
1643
1644       abort ();
1645     }
1646
1647   return increment_total;
1648 }
1649
1650 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1651    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1652    the reg_map entries can change during copying.  */
1653
1654 static rtx
1655 initial_reg_note_copy (notes, map)
1656      rtx notes;
1657      struct inline_remap *map;
1658 {
1659   rtx copy;
1660
1661   if (notes == 0)
1662     return 0;
1663
1664   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1665   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1666
1667   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1668     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1669   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1670     /* Don't substitute for these yet.  */
1671     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1672   else
1673     abort ();
1674
1675   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1676
1677   return copy;
1678 }
1679
1680 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1681
1682 static void
1683 final_reg_note_copy (notesp, map)
1684      rtx *notesp;
1685      struct inline_remap *map;
1686 {
1687   while (*notesp)
1688     {
1689       rtx note = *notesp;
1690
1691       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1692         {
1693           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1694              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1695              note.  */
1696           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1697             {
1698               *notesp = XEXP (note, 1);
1699               continue;
1700             }
1701           else
1702             {
1703               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1704
1705               /* If we failed to remap the note, something is awry.
1706                  Allow REG_LABEL as it may reference label outside
1707                  the unrolled loop.  */
1708               if (!insn)
1709                 {
1710                   if (REG_NOTE_KIND (note) != REG_LABEL)
1711                     abort ();
1712                 }
1713               else
1714                 XEXP (note, 0) = insn;
1715             }
1716         }
1717
1718       notesp = &XEXP (note, 1);
1719     }
1720 }
1721
1722 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1723    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1724
1725 static void
1726 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1727                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1728                 copy_notes_from)
1729      struct loop *loop;
1730      rtx copy_start, copy_end;
1731      struct inline_remap *map;
1732      rtx exit_label;
1733      int last_iteration;
1734      enum unroll_types unroll_type;
1735      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1736 {
1737   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1738   rtx insn, pattern;
1739   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1740   int dest_reg_was_split, i;
1741 #ifdef HAVE_cc0
1742   rtx cc0_insn = 0;
1743 #endif
1744   rtx final_label = 0;
1745   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1746
1747   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1748      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1749      after the end of this loop body if it was ever used.
1750
1751      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1752      to itself.  */
1753   if (! last_iteration)
1754     {
1755       final_label = gen_label_rtx ();
1756       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1757     }
1758   else
1759     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1760
1761   start_sequence ();
1762
1763   insn = copy_start;
1764   do
1765     {
1766       insn = NEXT_INSN (insn);
1767
1768       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1769
1770       switch (GET_CODE (insn))
1771         {
1772         case INSN:
1773           pattern = PATTERN (insn);
1774           copy = 0;
1775           giv_inc = 0;
1776
1777           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1778              some split address givs.  (Combined in the sense that
1779              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1780              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1781              find the address givs.  Then split the address givs.
1782              Do this before splitting the giv, since that may map the
1783              SET_DEST to a new register.  */
1784
1785           if ((set = single_set (insn))
1786               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1787               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1788             {
1789               struct iv_class *bl;
1790               struct induction *v, *tv;
1791               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1792
1793               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1794               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1795
1796               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1797                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1798                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1799                  we might accidentally delete insns generated immediately
1800                  below by emit_unrolled_add.  */
1801
1802               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1803
1804               /* Now find all address giv's that were combined with this
1805                  giv 'v'.  */
1806               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1807                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1808                   {
1809                     int this_giv_inc;
1810
1811                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1812                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1813                       continue;
1814
1815                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1816                        the two givs are different.  */
1817                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1818                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1819                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1820                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1821
1822                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1823                     *tv->location = tv->dest_reg;
1824
1825                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1826                       {
1827                         /* Must emit an insn to increment the split address
1828                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1829                            was a constant eliminated from the address.  */
1830                         rtx value, dest_reg;
1831
1832                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1833                            or else a register plus a constant.  */
1834                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1835                           dest_reg = tv->dest_reg;
1836                         else
1837                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1838
1839                         /* Check for shared address givs, and avoid
1840                            incrementing the shared pseudo reg more than
1841                            once.  */
1842                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1843                           {
1844                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1845                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1846                                to add the const_adjust amount before calling
1847                                emit_unrolled_add below.  */
1848                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1849                                                    tv->const_adjust);
1850
1851                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1852                               {
1853                                 /* The constant could be too large for an add
1854                                    immediate, so can't directly emit an insn
1855                                    here.  */
1856                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1857                                                    XEXP (value, 1));
1858                               }
1859                           }
1860
1861                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1862                            it is used after the set we have just emitted.
1863                            We must subtract the const_adjust factor added in
1864                            above.  */
1865                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1866                                                       -tv->const_adjust);
1867                         *tv->location = tv->dest_reg;
1868                       }
1869                   }
1870             }
1871
1872           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1873              how to split the variable, create a new set based on this split,
1874              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1875              use the new split variable.  */
1876
1877           dest_reg_was_split = 0;
1878
1879           if ((set = single_set (insn))
1880               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1881               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1882             {
1883               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1884               unsigned int src_regno;
1885
1886               dest_reg_was_split = 1;
1887
1888               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1889               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1890               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1891                  already computed above.  */
1892               if (giv_inc == 0)
1893                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1894
1895               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1896
1897               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1898                 {
1899                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1900                      variable to a known constant value.  */
1901
1902                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1903                      value, so we must use plus_constant here.  */
1904                   splittable_regs[regno]
1905                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1906                                      INTVAL (giv_inc));
1907
1908                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1909                     {
1910                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1911                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1912                     }
1913                   else
1914                     {
1915                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1916                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1917                          variable.  */
1918                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1919                       giv_inc = const0_rtx;
1920                     }
1921                 }
1922               else
1923                 {
1924                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1925                      register for the iteration variable, and set it to
1926                      be a constant plus the original register.  Except
1927                      on the last iteration, when the result has to
1928                      go back into the original iteration var register.  */
1929
1930                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1931                      when split.  This happens for bivs which need their
1932                      final value set before loop entry.  The new register
1933                      for the biv was stored in the biv's first struct
1934                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1935
1936                   if (regno < ivs->n_regs
1937                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1938                     {
1939                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1940                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1941                     }
1942
1943 #if 0
1944                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1945                      this would have to remap those givs also.  See
1946                      find_splittable_regs.  */
1947 #endif
1948
1949                   splittable_regs[regno]
1950                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1951                                            giv_inc,
1952                                            splittable_regs[src_regno]);
1953                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1954
1955                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1956                      of this insn to a new register, and setting its
1957                      reg_map entry to point to this new register.
1958
1959                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1960                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1961                      to ensure that the iv will have the proper value when
1962                      the loop exits or repeats.
1963
1964                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1965                      because it can only be greater than one if all
1966                      instructions modifying the iv are always executed in
1967                      order.  */
1968
1969                   if (! last_iteration
1970                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1971                     {
1972                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1973                       giv_dest_reg = tem;
1974                       map->reg_map[regno] = tem;
1975                       record_base_value (REGNO (tem),
1976                                          giv_inc == const0_rtx
1977                                          ? giv_src_reg
1978                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1979                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1980                                          1);
1981                     }
1982                   else
1983                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1984                 }
1985
1986               /* The constant being added could be too large for an add
1987                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1988               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1989               copy = get_last_insn ();
1990               pattern = PATTERN (copy);
1991             }
1992           else
1993             {
1994               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
1995               copy = emit_insn (pattern);
1996             }
1997           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1998           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
1999
2000 #ifdef HAVE_cc0
2001           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2002              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2003              In that case, the call to recog via validate_change will
2004              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2005              do it when we emit the following insn.
2006
2007              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2008              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2009              following branch insn to see which what kind of compare to
2010              emit.
2011
2012              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2013              well.  */
2014           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2015             cc0_insn = copy;
2016           else
2017             {
2018               if (cc0_insn)
2019                 try_constants (cc0_insn, map);
2020               cc0_insn = 0;
2021               try_constants (copy, map);
2022             }
2023 #else
2024           try_constants (copy, map);
2025 #endif
2026
2027           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2028              know there are no backward branches across iteration variable
2029              settings which would invalidate this.  */
2030           if (dest_reg_was_split)
2031             {
2032               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2033
2034               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2035                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2036                       == map->const_age))
2037                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2038             }
2039           break;
2040
2041         case JUMP_INSN:
2042           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2043           copy = emit_jump_insn (pattern);
2044           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2045           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2046
2047           if (JUMP_LABEL (insn))
2048             {
2049               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2050                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2051                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2052               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2053             }
2054           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2055               && ! last_iteration)
2056             {
2057
2058               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2059                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2060                  In this case, we want to change the original fall through
2061                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2062                  original jump label case to fall_through.  */
2063
2064               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2065                 {
2066                   rtx jmp;
2067                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2068                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2069                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2070                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2071                      that.  */
2072                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2073                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2074                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2075                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2076                   emit_label_after (lab, jmp);
2077                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2078                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2079                     abort ();
2080                 }
2081             }
2082
2083 #ifdef HAVE_cc0
2084           if (cc0_insn)
2085             try_constants (cc0_insn, map);
2086           cc0_insn = 0;
2087 #endif
2088           try_constants (copy, map);
2089
2090           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2091              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2092           if (JUMP_LABEL (insn))
2093             {
2094               rtx label = 0;
2095
2096               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2097                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2098               if ((set = single_set (copy)))
2099                 {
2100                   tem = SET_SRC (set);
2101                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2102                     label = XEXP (tem, 0);
2103                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2104                     {
2105                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2106                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2107                       else
2108                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2109                     }
2110                 }
2111
2112               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2113                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2114               else
2115                 {
2116                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2117                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2118                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2119                   JUMP_LABEL (copy)
2120                     = get_label_from_map (map,
2121                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2122                 }
2123
2124               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2125                  use count so that the label will not be deleted when the
2126                  original jump is deleted.  */
2127               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2128             }
2129           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2130                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2131             {
2132               rtx pat = PATTERN (copy);
2133               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2134               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2135               int i;
2136
2137               for (i = 0; i < len; i++)
2138                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2139             }
2140
2141           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2142              direction is now known, we must do something special.  */
2143           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2144             {
2145 #ifdef HAVE_cc0
2146               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2147               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2148                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2149 #endif
2150
2151               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2152               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2153                 {
2154                   delete_insn (copy);
2155                   copy = 0;
2156                 }
2157               else
2158                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2159                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2160                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2161                 emit_barrier ();
2162             }
2163           break;
2164
2165         case CALL_INSN:
2166           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2167           copy = emit_call_insn (pattern);
2168           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2169           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2170           SIBLING_CALL_P (copy) = SIBLING_CALL_P (insn);
2171
2172           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2173              than hard registers, we need to copy it.  */
2174           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2175             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2176                                        map, 0);
2177
2178 #ifdef HAVE_cc0
2179           if (cc0_insn)
2180             try_constants (cc0_insn, map);
2181           cc0_insn = 0;
2182 #endif
2183           try_constants (copy, map);
2184
2185           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2186           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2187             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2188           break;
2189
2190         case CODE_LABEL:
2191           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2192              copy of this label since no one will use it.  */
2193
2194           if (insn != start_label)
2195             {
2196               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2197                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2198               map->const_age++;
2199             }
2200           break;
2201
2202         case BARRIER:
2203           copy = emit_barrier ();
2204           break;
2205
2206         case NOTE:
2207           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2208              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2209           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2210              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2211              this new block.  */
2212
2213           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2214               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2215               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2216               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2217                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2218                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2219             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2220                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2221           else
2222             copy = 0;
2223           break;
2224
2225         default:
2226           abort ();
2227         }
2228
2229       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2230     }
2231   while (insn != copy_end);
2232
2233   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2234   insn = copy_start;
2235   do
2236     {
2237       insn = NEXT_INSN (insn);
2238       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2239            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2240           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2241         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2242     }
2243   while (insn != copy_end);
2244
2245   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2246      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2247      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2248      iteration, because the original notes won't be deleted.
2249
2250      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2251      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2252      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2253      copy) when not from preconditioning code.  */
2254
2255   if (! last_iteration)
2256     {
2257       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2258         {
2259           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2260              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2261              Although COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2262              instructions before the last insn in the loop, COPY_NOTES_FROM
2263              can be a NOTE_INSN_LOOP_CONT note if there is no VTOP note,
2264              as in a do .. while loop.  */
2265           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2266               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2267               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2268               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2269               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2270             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2271         }
2272     }
2273
2274   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2275     emit_label (final_label);
2276
2277   tem = get_insns ();
2278   end_sequence ();
2279   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2280 }
2281 \f
2282 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2283    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2284    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2285
2286 void
2287 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2288      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2289 {
2290   rtx result;
2291
2292   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2293                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2294
2295   if (dest_reg != result)
2296     emit_move_insn (dest_reg, result);
2297 }
2298 \f
2299 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2300    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2301    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2302
2303 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2304    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2305    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2306
2307 int
2308 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2309      const struct loop *loop;
2310      rtx insn;
2311 {
2312   rtx p, q, target_insn;
2313   rtx loop_start = loop->start;
2314   rtx loop_end = loop->end;
2315   rtx orig_loop_end = loop->end;
2316
2317   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2318   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2319   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2320     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2321
2322   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2323      deleted insn following it.  */
2324   while (INSN_DELETED_P (insn))
2325     insn = NEXT_INSN (insn);
2326
2327   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2328      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2329      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2330   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2331     return 0;
2332
2333   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2334     {
2335       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2336         {
2337           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2338
2339           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2340              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2341              since insn may not have an LUID entry.  */
2342           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2343             if (q == target_insn)
2344               return 1;
2345         }
2346     }
2347
2348   return 0;
2349 }
2350
2351 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2352    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2353    value of giv's.  */
2354
2355 static rtx
2356 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2357      rtx mult1, mult2, add1;
2358      enum machine_mode mode;
2359 {
2360   rtx temp, mult_res;
2361   rtx result;
2362
2363   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2364      check to make sure.  */
2365   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2366       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2367       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2368     abort ();
2369
2370   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2371      will be a constant.  */
2372   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2373     {
2374       temp = mult2;
2375       mult2 = mult1;
2376       mult1 = temp;
2377     }
2378
2379   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2380   if (! mult_res)
2381     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2382
2383   /* Again, put the constant second.  */
2384   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2385     {
2386       temp = add1;
2387       add1 = mult_res;
2388       mult_res = temp;
2389     }
2390
2391   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2392   if (! result)
2393     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2394
2395   return result;
2396 }
2397
2398 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2399    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2400
2401    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2402    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2403
2404 rtx
2405 biv_total_increment (bl)
2406      const struct iv_class *bl;
2407 {
2408   struct induction *v;
2409   rtx result;
2410
2411   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2412      instruction must be executed only once each time through the loop.
2413      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2414      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2415      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2416      an increment).  */
2417
2418   result = const0_rtx;
2419   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2420     {
2421       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2422           && ! v->maybe_multiple)
2423         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2424       else
2425         return 0;
2426     }
2427
2428   return result;
2429 }
2430
2431 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2432    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2433    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2434    in the splittable_regs array.
2435
2436    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2437    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2438    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2439    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2440    value of the induction variable and the value the induction variable had
2441    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2442
2443    Returns the total number of instructions that set registers that are
2444    splittable.  */
2445
2446 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2447    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2448    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2449    should not involve a multiply however.  */
2450
2451 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2452    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2453    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2454
2455 static int
2456 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2457      const struct loop *loop;
2458      enum unroll_types unroll_type;
2459      int unroll_number;
2460 {
2461   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2462   struct iv_class *bl;
2463   struct induction *v;
2464   rtx increment, tem;
2465   rtx biv_final_value;
2466   int biv_splittable;
2467   int result = 0;
2468
2469   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2470     {
2471       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2472          otherwise we can not calculate the split values.  */
2473
2474       increment = biv_total_increment (bl);
2475       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2476         continue;
2477
2478       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2479          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2480          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2481          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2482          value on loop exit.  */
2483
2484       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2485          a fall through at the end.  */
2486
2487       biv_splittable = 1;
2488       biv_final_value = 0;
2489       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2490           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2491           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2492               || ! bl->init_insn
2493               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2494               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2495                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2496               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2497           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2498         biv_splittable = 0;
2499
2500       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2501          PLUS, we don't know how to split it.  */
2502       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2503         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2504             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2505             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2506             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2507           biv_splittable = 0;
2508
2509       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2510          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2511          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2512          biv's value in their initialization code.  */
2513
2514       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2515          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2516
2517       if (biv_splittable == 1)
2518         {
2519           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2520             {
2521               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2522                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2523                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2524                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2525
2526               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2527                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2528                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2529                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2530                 {
2531                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2532
2533                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2534                   loop_insn_hoist (loop,
2535                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2536
2537                   if (loop_dump_stream)
2538                     fprintf (loop_dump_stream,
2539                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2540                              bl->regno, REGNO (tem));
2541
2542                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2543                 }
2544               else
2545                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2546             }
2547           else
2548             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2549
2550           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2551              we can treat the last one specially.  */
2552
2553           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2554           result += bl->biv_count;
2555
2556           if (loop_dump_stream)
2557             fprintf (loop_dump_stream,
2558                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2559         }
2560
2561       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2562          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2563          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2564          loop, and the givs aren't.  */
2565
2566       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2567                                       unroll_number);
2568
2569       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2570          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2571          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2572          biv's value in their initialization code.  */
2573       if (biv_final_value)
2574         {
2575           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2576              loop to ensure that it will always be executed no matter
2577              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2578              since this is slightly more efficient.  */
2579           if (! loop->exit_count)
2580             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2581                                                  biv_final_value));
2582           else
2583             {
2584               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2585                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2586                  is set to its final value before loop start to ensure that
2587                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2588                  exits.  */
2589               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2590               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2591
2592               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2593               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2594                                                     biv_final_value));
2595
2596               if (loop_dump_stream)
2597                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2598                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2599
2600               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2601                  register.  */
2602               bl->biv->src_reg = tem;
2603             }
2604         }
2605     }
2606   return result;
2607 }
2608
2609 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2610    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2611
2612    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2613
2614 static int
2615 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2616      const struct loop *loop;
2617      struct iv_class *bl;
2618      enum unroll_types unroll_type;
2619      rtx increment;
2620      int unroll_number ATTRIBUTE_UNUSED;
2621 {
2622   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2623   struct induction *v, *v2;
2624   rtx final_value;
2625   rtx tem;
2626   int result = 0;
2627
2628   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2629      multiple identical givs in the same insn.  */
2630   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2631     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2632       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2633           && ! v2->same_insn)
2634         v2->same_insn = v;
2635
2636   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2637     {
2638       rtx giv_inc, value;
2639
2640       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2641          being completely unrolled.  */
2642       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2643         continue;
2644
2645       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2646          and only once on every iteration of the loop.  */
2647       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2648          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2649          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2650          won't reach here if they aren't.  */
2651       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2652           && (! v->always_computable
2653               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2654         continue;
2655
2656       /* The giv increment value must be a constant.  */
2657       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2658                                    v->mode);
2659       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2660         continue;
2661
2662       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2663          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2664          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2665          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2666          proper value on loop exit.  */
2667
2668       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2669          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2670          DEST_ADDR giv.  */
2671
2672       final_value = 0;
2673       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2674           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2675           && v->giv_type != DEST_ADDR
2676           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2677              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2678              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2679           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2680               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2681                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2682                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2683                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2684                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2685                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2686                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2687               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2688               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2689                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2690           && ! (final_value = v->final_value))
2691         continue;
2692
2693 #if 0
2694       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2695       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2696          code below does.  */
2697
2698       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2699          then must emit an instruction to set the final value.  */
2700       if (final_value && !v->new_reg)
2701         {
2702           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2703              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2704              to its final value before loop start to ensure that this insn
2705              will always be executed, no matter how we exit.  */
2706           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2707           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2708           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2709
2710           if (loop_dump_stream)
2711             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2712                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2713
2714           v->src_reg = tem;
2715         }
2716 #endif
2717
2718       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2719          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2720
2721       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2722         {
2723           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2724              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2725              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2726              be set, so then we do exactly the same thing as
2727              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2728           rtx biv_initial_value;
2729
2730           if (splittable_regs[bl->regno])
2731             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2732           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2733                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2734                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2735             biv_initial_value = bl->initial_value;
2736           else
2737             {
2738               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2739
2740               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2741               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2742               biv_initial_value = tem;
2743             }
2744           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2745           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2746                                      v->add_val, v->mode);
2747         }
2748       else
2749         value = const0_rtx;
2750
2751       if (v->new_reg)
2752         {
2753           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2754              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2755              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2756              case.  */
2757           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2758             {
2759               if (loop_dump_stream)
2760                 fprintf (loop_dump_stream,
2761                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2762               continue;
2763             }
2764           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2765              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2766           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2767             {
2768               /* If value is not a constant, register, or register plus
2769                  constant, then compute its value into a register before
2770                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2771                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2772                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2773                  is going before the loop start.  */
2774               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2775                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2776                   && GET_CODE (value) != REG
2777                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2778                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2779                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2780                 {
2781                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2782                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2783                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2784                                           v->add_val, tem);
2785                   value = tem;
2786                 }
2787
2788               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2789             }
2790           else
2791             continue;
2792         }
2793       else
2794         {
2795 #if 0
2796           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
2797              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
2798              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
2799              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
2800              result in simpler instructions, and will not require that a reg
2801              be live across loop iterations.  */
2802
2803           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
2804           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
2805                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
2806 #else
2807           continue;
2808 #endif
2809         }
2810
2811       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
2812          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
2813          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
2814          where this may not be a register.  */
2815
2816       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2817         {
2818           int count = 1;
2819           if (! v->ignore)
2820             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
2821
2822           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
2823         }
2824
2825       result++;
2826
2827       if (loop_dump_stream)
2828         {
2829           int regnum;
2830
2831           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
2832             regnum = -1;
2833           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
2834             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
2835           else
2836             regnum = REGNO (v->dest_reg);
2837           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
2838                    regnum, INSN_UID (v->insn));
2839         }
2840     }
2841
2842   return result;
2843 }
2844 \f
2845 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
2846    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
2847    the register to some value, and appears before the first use of the register
2848    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
2849
2850 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
2851    it can search past if statements and other similar structures.  */
2852
2853 static int
2854 reg_dead_after_loop (loop, reg)
2855      const struct loop *loop;
2856      rtx reg;
2857 {
2858   rtx insn, label;
2859   enum rtx_code code;
2860   int jump_count = 0;
2861   int label_count = 0;
2862
2863   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
2864      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
2865      have any way to identify those, so we just give up if there are any
2866      such inner loop exits.  */
2867
2868   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2869     label_count++;
2870
2871   if (label_count != loop->exit_count)
2872     return 0;
2873
2874   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
2875      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
2876      list to it.  */
2877   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
2878   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
2879
2880   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2881     {
2882       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
2883          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
2884          a conditional jump.  */
2885
2886       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
2887       while (insn)
2888         {
2889           code = GET_CODE (insn);
2890           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
2891             {
2892               rtx set;
2893
2894               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
2895                 return 0;
2896
2897               set = single_set (insn);
2898               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
2899                 break;
2900             }
2901
2902           if (code == JUMP_INSN)
2903             {
2904               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
2905                 break;
2906               else if (!any_uncondjump_p (insn)
2907                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
2908                        || jump_count++ > 20)
2909                 return 0;
2910               else
2911                 insn = JUMP_LABEL (insn);
2912             }
2913
2914           insn = NEXT_INSN (insn);
2915         }
2916     }
2917
2918   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
2919   return 1;
2920 }
2921
2922 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
2923    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2924
2925 rtx
2926 final_biv_value (loop, bl)
2927      const struct loop *loop;
2928      struct iv_class *bl;
2929 {
2930   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
2931   rtx increment, tem;
2932
2933   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
2934
2935   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
2936     return 0;
2937
2938   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
2939      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
2940      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
2941      no other loop exits, so we can return any value.  */
2942   if (bl->reversed)
2943     {
2944       if (loop_dump_stream)
2945         fprintf (loop_dump_stream,
2946                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
2947
2948       return const0_rtx;
2949     }
2950
2951   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
2952      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
2953      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
2954      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
2955      value of the biv must be invariant.  */
2956
2957   if (n_iterations != 0
2958       && ! loop->exit_count
2959       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
2960     {
2961       increment = biv_total_increment (bl);
2962
2963       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
2964         {
2965           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
2966              end to calculate this value into a temporary register in
2967              case it is needed later.  */
2968
2969           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2970           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2971           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
2972                                  bl->initial_value, tem);
2973
2974           if (loop_dump_stream)
2975             fprintf (loop_dump_stream,
2976                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
2977
2978           return tem;
2979         }
2980     }
2981
2982   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
2983   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
2984     {
2985       if (loop_dump_stream)
2986         fprintf (loop_dump_stream,
2987                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
2988                  bl->regno);
2989
2990       return const0_rtx;
2991     }
2992
2993   return 0;
2994 }
2995
2996 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
2997    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2998
2999 rtx
3000 final_giv_value (loop, v)
3001      const struct loop *loop;
3002      struct induction *v;
3003 {
3004   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3005   struct iv_class *bl;
3006   rtx insn;
3007   rtx increment, tem;
3008   rtx seq;
3009   rtx loop_end = loop->end;
3010   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3011
3012   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3013
3014   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3015      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3016      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3017      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3018   if (bl->reversed)
3019     {
3020       if (loop_dump_stream)
3021         fprintf (loop_dump_stream,
3022                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3023                  REGNO (v->dest_reg));
3024       return const0_rtx;
3025     }
3026
3027   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3028      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3029      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
3030      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
3031
3032   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3033      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3034      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3035      to be known.  */
3036
3037   if (n_iterations != 0
3038       && ! loop->exit_count
3039       && v->always_executed)
3040     {
3041       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3042          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3043          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3044          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3045          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3046          biv value here if it is not eliminable.  */
3047
3048       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3049          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3050          be valid if it is invariant.  */
3051
3052       increment = biv_total_increment (bl);
3053
3054       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3055           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3056         {
3057           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3058              (n_iterations * increment) + initial_value */
3059
3060           /* The loop exit value of the giv is then
3061              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3062              The extra increments are any increments to the biv which
3063              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3064              We must search from the insn that sets the giv to the end
3065              of the loop to calculate this value.  */
3066
3067           /* Put the final biv value in tem.  */
3068           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3069           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3070           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3071                                  GEN_INT (n_iterations),
3072                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3073                                  tem);
3074
3075           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3076           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3077                insn = NEXT_INSN (insn))
3078             {
3079               struct induction *biv;
3080
3081               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3082                 if (biv->insn == insn)
3083                   {
3084                     start_sequence ();
3085                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3086                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3087                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3088                     seq = get_insns ();
3089                     end_sequence ();
3090                     loop_insn_sink (loop, seq);
3091                   }
3092             }
3093
3094           /* Now calculate the giv's final value.  */
3095           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3096
3097           if (loop_dump_stream)
3098             fprintf (loop_dump_stream,
3099                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3100                      REGNO (v->dest_reg));
3101
3102           return tem;
3103         }
3104     }
3105
3106   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3107   if (v->replaceable)
3108     abort ();
3109
3110   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3111   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3112     {
3113       if (loop_dump_stream)
3114         fprintf (loop_dump_stream,
3115                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3116                  REGNO (v->dest_reg));
3117
3118       return const0_rtx;
3119     }
3120
3121   return 0;
3122 }
3123
3124 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3125    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3126    the SET_SRC of REG.  */
3127
3128 static rtx
3129 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3130      const struct loop *loop;
3131      rtx reg;
3132 {
3133   rtx loop_start = loop->start;
3134   rtx insn, set;
3135   rtx ret;
3136
3137   ret = reg;
3138   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3139     {
3140       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3141         break;
3142
3143       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3144         {
3145           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3146              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3147              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3148           if ((set = single_set (insn))
3149               && (SET_DEST (set) == reg))
3150             {
3151               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3152
3153               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3154                  Other things, divide in particular, will cause
3155                  problems later if we use them.  */
3156               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3157                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3158                 ret = XEXP (note, 0);
3159               else
3160                 ret = SET_SRC (set);
3161
3162               /* We cannot do this if it changes between the
3163                  assignment and loop start though.  */
3164               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3165                 ret = reg;
3166             }
3167           break;
3168         }
3169     }
3170   return ret;
3171 }
3172
3173 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3174
3175    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3176    and a second term.
3177
3178    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3179
3180    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3181    the proper form.  */
3182
3183 static rtx
3184 subtract_reg_term (op, reg)
3185      rtx op, reg;
3186 {
3187   if (op == reg)
3188     return const0_rtx;
3189   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3190     {
3191       if (XEXP (op, 0) == reg)
3192         return XEXP (op, 1);
3193       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3194         return XEXP (op, 0);
3195     }
3196   /* OP does not contain REG as a term.  */
3197   abort ();
3198 }
3199
3200 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3201    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3202    REG or a PLUS of a REG.  */
3203
3204 static rtx
3205 find_common_reg_term (op0, op1)
3206      rtx op0, op1;
3207 {
3208   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3209       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3210     {
3211       rtx op00;
3212       rtx op01;
3213       rtx op10;
3214       rtx op11;
3215
3216       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3217         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3218       else
3219         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3220
3221       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3222         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3223       else
3224         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3225
3226       /* Find and return common register term if present.  */
3227       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3228         return op00;
3229       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3230         return op01;
3231     }
3232
3233   /* No common register term found.  */
3234   return NULL_RTX;
3235 }
3236
3237 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3238    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3239    be calculated, otherwise returns zero.  */
3240
3241 unsigned HOST_WIDE_INT
3242 loop_iterations (loop)
3243      struct loop *loop;
3244 {
3245   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3246   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3247   rtx comparison, comparison_value;
3248   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3249   enum rtx_code comparison_code;
3250   HOST_WIDE_INT inc;
3251   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3252   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3253   int off_by_one;
3254   int increment_dir;
3255   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3256   rtx last_loop_insn;
3257   rtx reg_term;
3258   struct iv_class *bl;
3259
3260   loop_info->n_iterations = 0;
3261   loop_info->initial_value = 0;
3262   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3263   loop_info->comparison_value = 0;
3264   loop_info->final_value = 0;
3265   loop_info->final_equiv_value = 0;
3266   loop_info->increment = 0;
3267   loop_info->iteration_var = 0;
3268   loop_info->unroll_number = 1;
3269   loop_info->iv = 0;
3270
3271   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3272      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3273      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3274      loop_end.  */
3275   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3276
3277   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3278      at the end of the loop.  The following code assumes that
3279      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3280   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3281     {
3282       if (loop_dump_stream)
3283         fprintf (loop_dump_stream,
3284                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3285       return 0;
3286     }
3287
3288   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3289      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3290   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3291     {
3292       if (loop_dump_stream)
3293         fprintf (loop_dump_stream,
3294                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3295       return 0;
3296     }
3297
3298   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3299      back to differing CODE_LABELs.  */
3300   if (loop->top && loop->cont)
3301     {
3302       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3303
3304       do
3305         {
3306           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3307             {
3308               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3309               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3310                 {
3311                   if (loop_dump_stream)
3312                     fprintf
3313                       (loop_dump_stream,
3314                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3315                   return 0;
3316                 }
3317
3318               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3319                      covered by the uid_luid array.  */
3320                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3321                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3322                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3323                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3324                 {
3325                   if (loop_dump_stream)
3326                     fprintf
3327                       (loop_dump_stream,
3328                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3329                   return 0;
3330                 }
3331             }
3332         }
3333       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3334     }
3335
3336   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3337      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3338      iteration variable.  */
3339
3340   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3341   if (comparison == 0)
3342     {
3343       if (loop_dump_stream)
3344         fprintf (loop_dump_stream,
3345                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3346       return 0;
3347     }
3348
3349   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3350      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3351
3352   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3353   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3354   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3355
3356   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3357     {
3358       if (loop_dump_stream)
3359         fprintf (loop_dump_stream,
3360                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3361       return 0;
3362     }
3363
3364   /* The only new registers that are created before loop iterations
3365      are givs made from biv increments or registers created by
3366      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3367      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3368      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3369
3370   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3371       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3372     abort ();
3373
3374   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3375      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3376      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3377
3378   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3379   initial_value = 0;
3380   increment = 0;
3381
3382   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3383      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3384      value if possible.  */
3385
3386   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3387      reg_iv_type entry for it.  */
3388   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3389     {
3390       if (loop_dump_stream)
3391         fprintf (loop_dump_stream,
3392                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3393       return 0;
3394     }
3395
3396   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3397      could result in a number of iterations greater than the range of our
3398      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3399   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3400             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3401     {
3402       if (loop_dump_stream)
3403         fprintf (loop_dump_stream,
3404                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3405       return 0;
3406     }
3407   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3408     {
3409       if (loop_dump_stream)
3410         fprintf (loop_dump_stream,
3411                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3412       return 0;
3413     }
3414   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3415     {
3416       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3417         abort ();
3418
3419       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3420       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3421       initial_value = bl->initial_value;
3422       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3423         {
3424           if (loop_dump_stream)
3425             fprintf (loop_dump_stream,
3426                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3427           return 0;
3428         }
3429
3430       increment = biv_total_increment (bl);
3431     }
3432   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3433     {
3434       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3435       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3436       rtx biv_initial_value;
3437
3438       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3439         abort ();
3440
3441       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3442         {
3443           if (loop_dump_stream)
3444             fprintf (loop_dump_stream,
3445                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3446           return 0;
3447         }
3448
3449       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3450
3451       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3452
3453       increment = biv_total_increment (bl);
3454       if (increment)
3455         {
3456           struct induction *biv_inc;
3457
3458           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3459                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3460                                          const0_rtx, v->mode);
3461           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3462              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3463              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3464              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3465              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3466              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3467           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3468             {
3469               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3470                 {
3471                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
3472                     {
3473                       if (loop_dump_stream)
3474                         fprintf (loop_dump_stream,
3475                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
3476                                  REGNO (biv_inc->add_val));
3477                         return 0;
3478                     }
3479
3480                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3481                 }
3482             }
3483         }
3484       if (loop_dump_stream)
3485         fprintf (loop_dump_stream,
3486                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3487                  (long) offset);
3488
3489       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3490          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3491       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3492       initial_value
3493         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3494                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3495                              v->add_val, v->mode);
3496     }
3497   else
3498     {
3499       if (loop_dump_stream)
3500         fprintf (loop_dump_stream,
3501                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3502       return 0;
3503     }
3504
3505   if (initial_value == 0)
3506     return 0;
3507
3508   unsigned_p = 0;
3509   off_by_one = 0;
3510   switch (comparison_code)
3511     {
3512     case LEU:
3513       unsigned_p = 1;
3514     case LE:
3515       compare_dir = 1;
3516       off_by_one = 1;
3517       break;
3518     case GEU:
3519       unsigned_p = 1;
3520     case GE:
3521       compare_dir = -1;
3522       off_by_one = -1;
3523       break;
3524     case EQ:
3525       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3526       compare_dir = 0;
3527       break;
3528     case LTU:
3529       unsigned_p = 1;
3530     case LT:
3531       compare_dir = 1;
3532       break;
3533     case GTU:
3534       unsigned_p = 1;
3535     case GT:
3536       compare_dir = -1;
3537     case NE:
3538       compare_dir = 0;
3539       break;
3540     default:
3541       abort ();
3542     }
3543
3544   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3545      its value from the insns before the start of the loop.  */
3546
3547   final_value = comparison_value;
3548   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3549       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3550     {
3551       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3552
3553       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3554          off with the original register.  */
3555       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3556         final_value = comparison_value;
3557     }
3558
3559   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3560      (on the last successful iteration).  The exact final value
3561      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3562      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3563      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3564      initial_value) % increment != 0.
3565      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3566      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3567      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3568   if (off_by_one)
3569     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3570
3571   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3572      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3573      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3574      optimizations may obscure the loop's structure.
3575
3576      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3577      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3578      Only the difference between final_value and initial_value is
3579      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3580   loop_info->initial_value = initial_value;
3581   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3582   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3583   loop_info->increment = increment;
3584   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3585   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3586   loop_info->iv = bl;
3587
3588   /* Try to determine the iteration count for loops such
3589      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3590      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3591      loops into this form.  */
3592
3593   if (REG_P (initial_value))
3594     {
3595       rtx reg1;
3596       rtx reg2;
3597       rtx const2;
3598
3599       reg1 = initial_value;
3600       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3601         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3602       else
3603         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3604
3605       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3606          where reg1 != reg2.  */
3607       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3608         {
3609           rtx temp;
3610
3611           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3612              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3613           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3614
3615           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3616             initial_value = temp;
3617           else
3618             {
3619               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3620                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3621                  the latter case for now since it is not so common.  */
3622               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3623
3624               if (temp == loop_info->iteration_var)
3625                 temp = initial_value;
3626               if (temp == reg1)
3627                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3628                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3629             }
3630         }
3631       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3632         {
3633           rtx temp;
3634
3635           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3636              further obfuscates reversible loops of the form:
3637              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3638              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3639              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3640              can replace initial_value with const.  */
3641
3642           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3643
3644           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3645             {
3646               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3647
3648               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3649                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3650                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3651             }
3652         }
3653     }
3654
3655   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3656      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3657      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3658      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3659      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3660      when using modulo arithmetic.
3661
3662      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3663      the initial and final values carefully.  */
3664   if (loop->vtop
3665       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3666     {
3667       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3668       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3669     }
3670
3671   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3672   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3673
3674   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3675      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3676      return early for any other reason.  */
3677   if (comparison_code == EQ)
3678     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3679
3680   if (increment == 0)
3681     {
3682       if (loop_dump_stream)
3683         fprintf (loop_dump_stream,
3684                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3685       return 0;
3686     }
3687
3688   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3689     {
3690       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3691       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3692          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3693       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3694         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3695
3696       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3697         {
3698           if (loop_dump_stream)
3699             {
3700               fprintf (loop_dump_stream,
3701                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3702               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3703               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3704             }
3705           return 0;
3706         }
3707       loop_info->increment = increment;
3708     }
3709
3710   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3711     {
3712       if (loop_dump_stream)
3713         {
3714           fprintf (loop_dump_stream,
3715                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3716           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3717           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3718         }
3719       return 0;
3720     }
3721   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3722     {
3723       if (loop_dump_stream)
3724         {
3725           fprintf (loop_dump_stream,
3726                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3727           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3728           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3729         }
3730       return 0;
3731     }
3732   else if (comparison_code == EQ)
3733     {
3734       rtx inc_once;
3735
3736       if (loop_dump_stream)
3737         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3738
3739       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
3740                                GET_MODE (iteration_var));
3741
3742       if (inc_once == final_value)
3743         {
3744           /* The iterator value once through the loop is equal to the
3745              comparision value.  Either we have an infinite loop, or
3746              we'll loop twice.  */
3747           if (increment == const0_rtx)
3748             return 0;
3749           loop_info->n_iterations = 2;
3750         }
3751       else
3752         loop_info->n_iterations = 1;
3753
3754       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
3755         loop_info->final_value
3756           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
3757                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3758                           GET_MODE (iteration_var));
3759       else
3760         loop_info->final_value
3761           = plus_constant (loop_info->initial_value,
3762                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
3763       loop_info->final_equiv_value
3764         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
3765                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3766                         GET_MODE (iteration_var));
3767       return loop_info->n_iterations;
3768     }
3769
3770   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3771   if (unsigned_p)
3772     final_larger
3773       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3774          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3775         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3776            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3777   else
3778     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3779       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3780
3781   if (INTVAL (increment) > 0)
3782     increment_dir = 1;
3783   else if (INTVAL (increment) == 0)
3784     increment_dir = 0;
3785   else
3786     increment_dir = -1;
3787
3788   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3789      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3790      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3791      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3792      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3793      Only try to optimize the normal cases.  */
3794
3795   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3796      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3797      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3798      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3799      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3800
3801   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3802      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3803      eliminate all of these special checks, and just always assume
3804      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3805      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3806      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3807      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3808      loops can be optimized.
3809
3810      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3811      because the action on overflow is undefined.
3812
3813      See also the special test for NE loops below.  */
3814
3815   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3816       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3817     /* Normal case.  */
3818     ;
3819   else
3820     {
3821       if (loop_dump_stream)
3822         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3823       return 0;
3824     }
3825
3826   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3827      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3828      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3829
3830   inc = INTVAL (increment);
3831   if (inc > 0)
3832     {
3833       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3834       abs_inc = inc;
3835     }
3836   else if (inc < 0)
3837     {
3838       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3839       abs_inc = -inc;
3840     }
3841   else
3842     abort ();
3843
3844   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
3845      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
3846      into the picture due to sign extension of initial and final
3847      values.  */
3848   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
3849                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
3850                << 1) - 1;
3851
3852   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
3853      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
3854      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
3855      can not calculate the number of iterations.  */
3856   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
3857     return 0;
3858
3859   /* Note that the number of iterations could be calculated using
3860      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
3861      handle potential overflow of the summation.  */
3862   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
3863   return loop_info->n_iterations;
3864 }
3865
3866 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
3867    for original instructions which remain after loop unrolling without
3868    copying.  */
3869
3870 static rtx
3871 remap_split_bivs (loop, x)
3872      struct loop *loop;
3873      rtx x;
3874 {
3875   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3876   enum rtx_code code;
3877   int i;
3878   const char *fmt;
3879
3880   if (x == 0)
3881     return x;
3882
3883   code = GET_CODE (x);
3884   switch (code)
3885     {
3886     case SCRATCH:
3887     case PC:
3888     case CC0:
3889     case CONST_INT:
3890     case CONST_DOUBLE:
3891     case CONST:
3892     case SYMBOL_REF:
3893     case LABEL_REF:
3894       return x;
3895
3896     case REG:
3897 #if 0
3898       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
3899          have to remap those givs also.  */
3900 #endif
3901       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
3902           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
3903         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
3904       break;
3905
3906     default:
3907       break;
3908     }
3909
3910   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3911   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3912     {
3913       if (fmt[i] == 'e')
3914         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
3915       else if (fmt[i] == 'E')
3916         {
3917           int j;
3918           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3919             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
3920         }
3921     }
3922   return x;
3923 }
3924
3925 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
3926    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
3927    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
3928    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
3929    insns.
3930
3931    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
3932    must dominate LAST_UID.
3933
3934    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3935    may not dominate LAST_UID.
3936
3937    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3938    must dominate LAST_UID.  */
3939
3940 int
3941 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
3942      int regno;
3943      int first_uid;
3944      int last_uid;
3945      rtx copy_start;
3946      rtx copy_end;
3947 {
3948   int passed_jump = 0;
3949   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
3950
3951   while (INSN_UID (p) != first_uid)
3952     {
3953       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3954         passed_jump = 1;
3955       /* Could not find FIRST_UID.  */
3956       if (p == copy_end)
3957         return 0;
3958       p = NEXT_INSN (p);
3959     }
3960
3961   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
3962   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
3963     return 0;
3964
3965   /* FIRST_UID is always executed.  */
3966   if (passed_jump == 0)
3967     return 1;
3968
3969   while (INSN_UID (p) != last_uid)
3970     {
3971       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
3972          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
3973       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3974         return 0;
3975       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
3976          it must be safe.  */
3977       else if (p == copy_end)
3978         return 1;
3979       p = NEXT_INSN (p);
3980     }
3981
3982   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
3983   return 1;
3984 }
3985
3986 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
3987    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
3988    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
3989    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
3990    deleted so that we execute the single iteration.  */
3991
3992 static rtx
3993 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
3994      rtx loop_start;
3995      rtx loop_cont;
3996 {
3997   rtx x, label, label_ref;
3998
3999   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4000   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4001
4002   x = pc_set (loop_start);
4003   if (!x)
4004     return NULL_RTX;
4005
4006   label_ref = SET_SRC (x);
4007   if (!label_ref)
4008     return NULL_RTX;
4009
4010   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4011   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4012   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4013     return NULL_RTX;
4014
4015   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4016   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4017     return loop_start;
4018   else
4019     return NULL_RTX;
4020 }