OSDN Git Service

* gcc.c-torture/execute/strct-stdarg-1.x: New file. Expect
[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
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
151 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
152    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
153    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
154    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
155    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
156    and/or 5.  */
157
158 #define NUM_FACTORS 4
159
160 static struct _factor { const int factor; int count; }
161 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
162
163 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
164
165 enum unroll_types
166 {
167   UNROLL_COMPLETELY,
168   UNROLL_MODULO,
169   UNROLL_NAIVE
170 };
171
172 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
173    them.  */
174
175 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
176 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
177 #endif
178
179 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
180    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
181    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
182    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
183    that were combined with this DEST_REG giv.  */
184
185 static struct induction **addr_combined_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the current value of the register, which depends on the
189    iteration number.  */
190
191 static rtx *splittable_regs;
192
193 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
194    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
195    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
196    a split iv will update the original iv of the dest.  */
197
198 static int *splittable_regs_updates;
199
200 /* Forward declarations.  */
201
202 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
203 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
204 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
205 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
206 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
207                                     struct inline_remap *, rtx, int,
208                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
209 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
210                                          enum unroll_types, int));
211 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
212                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
213                                          rtx, int));
214 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
215 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
216 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
217 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
218 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
219 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
220 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
221 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
222
223 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
224
225    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
226    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
227    strength reduction pass is available.
228
229    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
230    in loop.c.  */
231
232 void
233 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
234      struct loop *loop;
235      int insn_count;
236      int strength_reduce_p;
237 {
238   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
239   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
240   int i, j;
241   unsigned int r;
242   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
243   int unroll_number = 1;
244   rtx copy_start, copy_end;
245   rtx insn, sequence, pattern, tem;
246   int max_labelno, max_insnno;
247   rtx insert_before;
248   struct inline_remap *map;
249   char *local_label = NULL;
250   char *local_regno;
251   unsigned int max_local_regnum;
252   unsigned int maxregnum;
253   rtx exit_label = 0;
254   rtx start_label;
255   struct iv_class *bl;
256   int splitting_not_safe = 0;
257   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
258   int loop_preconditioned = 0;
259   rtx safety_label;
260   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
261      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
262      jumps).  */
263   rtx last_loop_insn;
264   rtx loop_start = loop->start;
265   rtx loop_end = loop->end;
266
267   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
268      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
269      be unrolled.  */
270   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
271     {
272       if (loop_dump_stream)
273         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
274       return;
275     }
276
277   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
278      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
279      structure of the function.  This can happen as a result of the
280      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
281   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
282      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
283      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
284      not be a significant performance problem.  */
285
286   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
287     {
288       int block_begins = 0;
289       int block_ends = 0;
290
291       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
292         {
293           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
294             {
295               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
296                 block_begins++;
297               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
298                 block_ends++;
299               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
300                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
301                 {
302                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
303                      regions, but until that time, we punt (don't
304                      unroll).  For the proper way of doing it, see
305                      expand_inline_function.  */
306
307                   if (loop_dump_stream)
308                     fprintf (loop_dump_stream,
309                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
310                   return;
311                 }
312             }
313         }
314
315       if (block_begins != block_ends)
316         {
317           if (loop_dump_stream)
318             fprintf (loop_dump_stream,
319                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
320           return;
321         }
322     }
323
324   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
325      and the size of the loop.  */
326
327   /* If there is no strength reduce info, then set
328      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
329      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
330      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
331
332   if (! strength_reduce_p)
333     loop_info->n_iterations = 0;
334
335   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
336     {
337       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
338       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
339                loop_info->n_iterations);
340       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
341     }
342
343   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
344
345   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
346
347   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
348      not the loop is being completely unrolled.  */
349
350   if (loop_info->n_iterations == 1)
351     {
352       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
353          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
354          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
355
356       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
357       if (ujump)
358         delete_related_insns (ujump);
359
360       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
361          branch at the end of the loop since they will never be taken.
362          Then return, since no other action is needed here.  */
363
364       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
365          don't do anything.  */
366
367       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
368         {
369           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
370           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
371         }
372       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
373         {
374 #ifdef HAVE_cc0
375           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
376 #endif
377           delete_related_insns (last_loop_insn);
378 #ifdef HAVE_cc0
379           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
380              deleted.  */
381           if (only_sets_cc0_p (prev))
382             delete_related_insns (prev);
383 #endif
384         }
385
386       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
387       if (loop->vtop)
388         delete_related_insns (loop->vtop);
389       if (loop->cont)
390         delete_related_insns (loop->cont);
391       if (loop_start)
392         delete_related_insns (loop_start);
393       if (loop_end)
394         delete_related_insns (loop_end);
395
396       return;
397     }
398   else if (loop_info->n_iterations > 0
399            /* Avoid overflow in the next expression.  */
400            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
401            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
402     {
403       unroll_number = loop_info->n_iterations;
404       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
405     }
406   else if (loop_info->n_iterations > 0)
407     {
408       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
409          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
410          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
411
412       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
413         factors[i].count = 0;
414
415       temp = loop_info->n_iterations;
416       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
417         while (temp % factors[i].factor == 0)
418           {
419             factors[i].count++;
420             temp = temp / factors[i].factor;
421           }
422
423       /* Start with the larger factors first so that we generally
424          get lots of unrolling.  */
425
426       unroll_number = 1;
427       temp = insn_count;
428       for (i = 3; i >= 0; i--)
429         while (factors[i].count--)
430           {
431             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
432               {
433                 unroll_number *= factors[i].factor;
434                 temp *= factors[i].factor;
435               }
436             else
437               break;
438           }
439
440       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
441          case.  */
442       if (unroll_number == 1)
443         {
444           if (loop_dump_stream)
445             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
446         }
447       else
448         unroll_type = UNROLL_MODULO;
449     }
450
451   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
452      size.  */
453   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
454     {
455       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
456         unroll_number = 8;
457       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
458         unroll_number = 4;
459       else
460         unroll_number = 2;
461     }
462
463   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
464
465   if (loop_dump_stream)
466     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
467
468   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
469     {
470       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
471          in rare circumstances.
472
473          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
474          of the exit code for the outer loop.
475
476          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
477          loop, so it will start with a jump to the exit code.
478
479          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
480          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
481          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
482          the instruction stream.
483
484          And finally assume that we can compute the number of iterations
485          for the outer loop.
486
487          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
488          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
489
490          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
491          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
492
493       insn = loop_start;
494       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
495         insn = NEXT_INSN (insn);
496       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
497         return;
498     }
499
500   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
501     {
502       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
503          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
504          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
505          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
506          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
507          instructions.  */
508
509       copy_start = loop_start;
510
511       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
512          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
513          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
514       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
515
516       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
517       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
518         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
519       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
520         {
521           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
522 #ifdef HAVE_cc0
523           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
524              instruction which we do not want to copy.  */
525           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
526             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
527 #endif
528         }
529       else
530         {
531           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
532              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
533              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
534              jumps to after the last loop body.  */
535           if (loop_dump_stream)
536             fprintf (loop_dump_stream,
537                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
538           return;
539         }
540     }
541   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
542     {
543       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
544          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
545          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
546          code immediately before the compare/branch at the end so that the
547          code will fall through to them as before.  */
548
549       copy_start = loop_start;
550
551       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
552          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
553       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
554         {
555           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
556           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
557         }
558       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
559         {
560           insert_before = last_loop_insn;
561 #ifdef HAVE_cc0
562           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
563              instruction which we do not want to copy or delete.  */
564           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
565             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
566 #endif
567           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
568         }
569       else
570         {
571           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
572              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
573              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
574              jumps to after the last loop body.  */
575           if (loop_dump_stream)
576             fprintf (loop_dump_stream,
577                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
578           return;
579         }
580     }
581   else
582     {
583       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
584          end of the loop.  */
585
586       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
587         {
588           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
589              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
590              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
591              unconditional jumps to an immediately following label.
592
593              This will be corrected below if the target of this jump is
594              not the start_label.  */
595
596           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
597           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
598         }
599       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
600         {
601           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
602              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
603              copy_loop_body.  */
604           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
605           copy_end = last_loop_insn;
606         }
607       else
608         {
609           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
610              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
611              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
612              jumps to after the last loop body.  */
613           if (loop_dump_stream)
614             fprintf (loop_dump_stream,
615                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
616           return;
617         }
618
619       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
620          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
621          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
622          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
623          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
624          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
625          the real exit label.  */
626       exit_label = gen_label_rtx ();
627
628       insn = loop_start;
629       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
630         insn = NEXT_INSN (insn);
631
632       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
633         {
634           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
635              Start copying the loop after the barrier following this
636              jump insn.  */
637           copy_start = NEXT_INSN (insn);
638
639           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
640              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
641              a comparison against a new register for a split variable, but
642              we did not execute the set insn for the new register because
643              it was skipped over.  */
644           splitting_not_safe = 1;
645           if (loop_dump_stream)
646             fprintf (loop_dump_stream,
647                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
648         }
649       else
650         copy_start = loop_start;
651     }
652
653   /* This should always be the first label in the loop.  */
654   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
655   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
656   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
657     start_label = NEXT_INSN (start_label);
658   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
659     {
660       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
661          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
662          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
663          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
664
665          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
666
667       if (loop_dump_stream)
668         fprintf (loop_dump_stream,
669                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
670       return;
671     }
672   if (LABEL_NAME (start_label))
673     {
674       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
675          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
676          jumps which go to the named label must be handled differently than
677          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
678          in this case.  */
679       if (loop_dump_stream)
680         fprintf (loop_dump_stream,
681                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
682       return;
683     }
684
685   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
686       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
687       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
688       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
689     {
690       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
691          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
692
693       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
694       copy_end = last_loop_insn;
695     }
696
697   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
698       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
699       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
700     {
701       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
702          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
703          branch to the loop exit after emitting the final branch.
704          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
705          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
706          unrolling would increase the number of branch instructions
707          executed.  */
708       if (loop_dump_stream)
709         fprintf (loop_dump_stream,
710                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
711       return;
712     }
713
714   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
715      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
716
717   max_labelno = max_label_num ();
718   max_insnno = get_max_uid ();
719
720   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
721      without initializing fields within the map structure.
722
723      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
724   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
725
726   /* Allocate the label map.  */
727
728   if (max_labelno > 0)
729     {
730       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
731
732       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
733     }
734
735   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
736      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
737      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
738      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
739      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
740      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
741
742   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
743     {
744       rtx note;
745
746       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
747         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
748       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
749         {
750           if (JUMP_LABEL (insn))
751             set_label_in_map (map,
752                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
753                               JUMP_LABEL (insn));
754           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
755                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
756             {
757               rtx pat = PATTERN (insn);
758               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
759               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
760               rtx label;
761
762               for (i = 0; i < len; i++)
763                 {
764                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
765                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
766                 }
767             }
768         }
769       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
770         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
771                           XEXP (note, 0));
772     }
773
774   /* Allocate space for the insn map.  */
775
776   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
777
778   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
779      not function inlining.  */
780   map->inline_target = 0;
781
782   /* The register and constant maps depend on the number of registers
783      present, so the final maps can't be created until after
784      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
785      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
786      is performed.  */
787
788   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
789   maxregnum = max_reg_num ();
790
791   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
792   max_local_regnum = maxregnum;
793
794   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
795      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
796      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
797
798      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
799      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
800      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
801
802   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
803   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
804   addr_combined_regs
805     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
806   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
807
808   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
809      inside the loop.  */
810   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
811     {
812       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
813       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
814
815       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
816          since it will also be used outside the loop.  */
817       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
818         copy_end_luid--;
819
820       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
821          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
822 #ifdef HAVE_cc0
823       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
824           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
825         copy_end_luid--;
826 #endif
827
828       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
829          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
830          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
831          to duplicate.  */
832       if (copy_start == loop_start)
833         copy_start_luid++;
834
835       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
836          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
837          results in better code.  */
838       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
839          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
840       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
841         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
842             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
843             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
844             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
845           {
846             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
847                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
848                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
849                for each unrolled copy of the loop.  */
850             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
851                set dominates all instructions from regno_first_uid to
852                regno_last_uid.  */
853             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
854                this check was more sophisticated.  */
855             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
856                                    copy_start, copy_end))
857               local_regno[r] = 1;
858
859             if (loop_dump_stream)
860               {
861                 if (local_regno[r])
862                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
863                 else
864                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
865                            r);
866               }
867           }
868     }
869
870   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
871      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
872      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
873      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
874      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
875
876   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
877      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
878      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
879      unrolled loop copies.  */
880
881   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
882      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
883      assumes that each induction variable can be represented as a function
884      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
885      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
886      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
887      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
888      we can not split induction variables here, because we can not calculate
889      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
890      is called.  */
891
892   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
893     {
894       rtx initial_value, final_value, increment;
895       enum machine_mode mode;
896
897       if (precondition_loop_p (loop,
898                                &initial_value, &final_value, &increment,
899                                &mode))
900         {
901           rtx diff;
902           rtx *labels;
903           int abs_inc, neg_inc;
904           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
905           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
906           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
907
908           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
909
910           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
911                                    "unroll_loop_precondition");
912           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
913
914           init_reg_map (map, maxregnum);
915
916           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
917              the loop body.  */
918           if (unroll_number > 4)
919             unroll_number = 4;
920
921           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
922              not it is negative.  */
923           neg_inc = 0;
924           abs_inc = INTVAL (increment);
925           if (abs_inc < 0)
926             {
927               abs_inc = -abs_inc;
928               neg_inc = 1;
929             }
930
931           start_sequence ();
932
933           /* Calculate the difference between the final and initial values.
934              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
935              Let the following cse pass simplify this if initial value is
936              a constant.
937
938              We must copy the final and initial values here to avoid
939              improperly shared rtl.
940
941              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
942              For such loops the real final value is the first time the
943              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
944              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
945              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
946              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
947              exact value, since we are only interested in the diff
948              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
949              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
950
951           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
952             diff = expand_simple_binop (mode, MINUS, copy_rtx (final_value),
953                                         copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
954                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
955           else
956             diff = expand_simple_unop (mode, neg_inc ? NOT : NEG,
957                                        copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0);
958
959           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
960              and instruction.  */
961           diff = expand_simple_binop (GET_MODE (diff), AND, diff,
962                                       GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
963                                       NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
964
965           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
966              loop entry point.  */
967
968           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
969           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
970             labels[i] = gen_label_rtx ();
971
972           /* Check for the case where the initial value is greater than or
973              equal to the final value.  In that case, we want to execute
974              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
975              case.  This check does not apply if the loop has a NE
976              comparison at the end.  */
977
978           if (cc != NE)
979             {
980               rtx incremented_initval;
981               incremented_initval = expand_simple_binop (mode, PLUS,
982                                                          initial_value,
983                                                          increment,
984                                                          NULL_RTX, 0,
985                                                          OPTAB_LIB_WIDEN);
986               emit_cmp_and_jump_insns (incremented_initval, final_value,
987                                        less_p ? GE : LE, NULL_RTX,
988                                        mode, unsigned_p, labels[1]);
989               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION,
990                                 NOT_TAKEN);
991               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
992               LABEL_NUSES (labels[1])++;
993             }
994
995           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
996              for a negative increment:  for a positive increment:
997              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
998              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
999              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
1000              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
1001
1002           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
1003              last case just falls through to the following code.  */
1004
1005           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
1006              instead of the current linear list of branches.  */
1007
1008           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
1009             {
1010               int cmp_const;
1011               enum rtx_code cmp_code;
1012
1013               /* For negative increments, must invert the constant compared
1014                  against, except when comparing against zero.  */
1015               if (i == 0)
1016                 {
1017                   cmp_const = 0;
1018                   cmp_code = EQ;
1019                 }
1020               else if (neg_inc)
1021                 {
1022                   cmp_const = unroll_number - i;
1023                   cmp_code = GE;
1024                 }
1025               else
1026                 {
1027                   cmp_const = i;
1028                   cmp_code = LE;
1029                 }
1030
1031               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1032                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, labels[i]);
1033               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1034               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1035               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1036                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1037             }
1038
1039           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1040              to handle other cases equivalent to 0.  */
1041
1042           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1043              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1044              For the negative increment case, the branch here could easily
1045              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1046              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1047
1048           if (abs_inc != 1)
1049             {
1050               int cmp_const;
1051               enum rtx_code cmp_code;
1052
1053               if (neg_inc)
1054                 {
1055                   cmp_const = abs_inc - 1;
1056                   cmp_code = LE;
1057                 }
1058               else
1059                 {
1060                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1061                   cmp_code = GE;
1062                 }
1063
1064               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1065                                        NULL_RTX, mode, 0, labels[0]);
1066               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1067               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1068             }
1069
1070           sequence = gen_sequence ();
1071           end_sequence ();
1072           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1073
1074           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1075              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1076              and then reset it inside the loop when get to the last
1077              copy.  */
1078
1079           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1080             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1081           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1082             {
1083               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1084 #ifdef HAVE_cc0
1085               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1086                  we do not want to copy.  */
1087               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1088                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1089 #endif
1090             }
1091           else
1092             abort ();
1093
1094           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1095             {
1096               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1097                                 PREV_INSN (loop_start));
1098
1099               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1100               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1101                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1102                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1103               map->const_age = 0;
1104
1105               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1106                 if (local_label[j])
1107                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1108
1109               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1110                 if (local_regno[r])
1111                   {
1112                     map->reg_map[r]
1113                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1114                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1115                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1116                   }
1117               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1118                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1119                  branch.  */
1120
1121               if (i == unroll_number - 1)
1122                 {
1123                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1124                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1125                   else
1126                     copy_end = last_loop_insn;
1127                 }
1128
1129               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1130                  pass zero for that parameter.  */
1131               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1132                               unroll_type, start_label, loop_end,
1133                               loop_start, copy_end);
1134             }
1135           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1136
1137           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1138             {
1139               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1140               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1141             }
1142           else
1143             {
1144               insert_before = last_loop_insn;
1145 #ifdef HAVE_cc0
1146               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1147                  be a compare instruction which we do not want to copy
1148                  or delete.  */
1149               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1150                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1151 #endif
1152               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1153             }
1154
1155           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1156           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1157           loop_preconditioned = 1;
1158
1159           /* Clean up.  */
1160           free (labels);
1161         }
1162     }
1163
1164   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1165      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1166   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1167     {
1168       if (loop_dump_stream)
1169         fprintf (loop_dump_stream,
1170                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1171       goto egress;
1172     }
1173
1174   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1175
1176   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1177   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1178
1179   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1180      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1181      We precalculate and save this info here, since computing it is
1182      expensive.
1183
1184      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1185      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1186
1187   if (splitting_not_safe)
1188     temp = 0;
1189   else
1190     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1191
1192   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1193      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1194      the constant maps also.  */
1195
1196   maxregnum = max_reg_num ();
1197   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1198
1199   init_reg_map (map, maxregnum);
1200
1201   if (map->const_equiv_varray == 0)
1202     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1203                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1204                              "unroll_loop");
1205   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1206
1207   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1208      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1209
1210   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1211     {
1212       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1213         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1214 #if 0
1215       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1216       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1217         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1218           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1219 #endif
1220     }
1221
1222   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1223   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1224   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1225
1226   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1227      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1228      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1229      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1230      will never be replaced if it isn't done here.  */
1231
1232   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1233     {
1234       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1235       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1236         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1237     }
1238
1239   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1240      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1241      before the end of the loop.  */
1242
1243   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1244     {
1245       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1246       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1247               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1248       map->const_age = 0;
1249
1250       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1251         if (local_label[j])
1252           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1253
1254       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1255         if (local_regno[r])
1256           {
1257             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1258             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1259                                regno_reg_rtx[r], 0);
1260           }
1261
1262       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1263          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1264       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1265         {
1266           insn = PREV_INSN (copy_start);
1267           pattern = PATTERN (insn);
1268
1269           tem = get_label_from_map (map,
1270                                     CODE_LABEL_NUMBER
1271                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1272           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1273
1274           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1275              passes.  */
1276           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1277           LABEL_NUSES (tem)++;
1278         }
1279
1280       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1281                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1282                       loop_end, insert_before, insert_before);
1283     }
1284
1285   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1286      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1287      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1288
1289   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1290      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1291      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1292      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1293
1294   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1295     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1296   else
1297     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1298
1299   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1300      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1301
1302   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1303   while (insn != safety_label)
1304     {
1305       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1306          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1307          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1308          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1309          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1310          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1311          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1312       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1313       if (insn != start_label
1314           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1315           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1316                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1317         insn = delete_related_insns (insn);
1318       else
1319         insn = NEXT_INSN (insn);
1320     }
1321
1322   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1323      delete_related_insns calls.  */
1324   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1325     abort ();
1326   delete_related_insns (safety_label);
1327
1328   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1329      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1330      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1331      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1332      not taken.  */
1333   if (exit_label)
1334     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1335
1336  egress:
1337   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1338     {
1339       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1340       if (loop->vtop)
1341         delete_related_insns (loop->vtop);
1342       if (loop->cont)
1343         delete_related_insns (loop->cont);
1344       if (loop_start)
1345         delete_related_insns (loop_start);
1346       if (loop_end)
1347         delete_related_insns (loop_end);
1348     }
1349
1350   if (map->const_equiv_varray)
1351     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1352   if (map->label_map)
1353     {
1354       free (map->label_map);
1355       free (local_label);
1356     }
1357   free (map->insn_map);
1358   free (splittable_regs);
1359   free (splittable_regs_updates);
1360   free (addr_combined_regs);
1361   free (local_regno);
1362   if (map->reg_map)
1363     free (map->reg_map);
1364   free (map);
1365 }
1366 \f
1367 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1368    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1369
1370    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1371    determined, and if increment is a constant power of 2.
1372    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1373    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1374    is not considered `profitable'.  */
1375
1376 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1377    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1378    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1379    whether divide is cheap.
1380    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1381    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1382    reflected in RTX_COST.  */
1383
1384 int
1385 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1386      const struct loop *loop;
1387      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1388      enum machine_mode *mode;
1389 {
1390   rtx loop_start = loop->start;
1391   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1392
1393   if (loop_info->n_iterations > 0)
1394     {
1395       *initial_value = const0_rtx;
1396       *increment = const1_rtx;
1397       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1398       *mode = word_mode;
1399
1400       if (loop_dump_stream)
1401         {
1402           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1403                  loop_dump_stream);
1404           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1405                    loop_info->n_iterations);
1406           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1407         }
1408       return 1;
1409     }
1410
1411   if (loop_info->iteration_var == 0)
1412     {
1413       if (loop_dump_stream)
1414         fprintf (loop_dump_stream,
1415                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1416       return 0;
1417     }
1418   else if (loop_info->initial_value == 0)
1419     {
1420       if (loop_dump_stream)
1421         fprintf (loop_dump_stream,
1422                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1423       return 0;
1424     }
1425   else if (loop_info->increment == 0)
1426     {
1427       if (loop_dump_stream)
1428         fprintf (loop_dump_stream,
1429                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1430       return 0;
1431     }
1432   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1433     {
1434       if (loop_dump_stream)
1435         fprintf (loop_dump_stream,
1436                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1437       return 0;
1438     }
1439   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1440            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1441     {
1442       if (loop_dump_stream)
1443         fprintf (loop_dump_stream,
1444                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1445       return 0;
1446     }
1447
1448   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1449      not matter for preconditioning.  */
1450
1451   if (loop_info->final_value == 0)
1452     {
1453       if (loop_dump_stream)
1454         fprintf (loop_dump_stream,
1455                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1456       return 0;
1457     }
1458
1459   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1460      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1461      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1462      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1463      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1464   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1465        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1466       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1467           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1468       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1469     {
1470       if (loop_dump_stream)
1471         fprintf (loop_dump_stream,
1472                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1473       return 0;
1474     }
1475
1476   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1477      does not have code to deal with them.  */
1478   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1479       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1480     {
1481       if (loop_dump_stream)
1482         fprintf (loop_dump_stream,
1483                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1484       return 0;
1485     }
1486
1487   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1488      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1489
1490   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1491       > INSN_LUID (loop_start))
1492     {
1493       if (loop_dump_stream)
1494         fprintf (loop_dump_stream,
1495                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1496       return 0;
1497     }
1498
1499   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1500      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1501      iterations just like for BIV iterators.
1502
1503      Also note that the absolute values of initial_value and
1504      final_value are unimportant as only their difference is used for
1505      calculating the number of loop iterations.  */
1506   *initial_value = loop_info->initial_value;
1507   *increment = loop_info->increment;
1508   *final_value = loop_info->final_value;
1509
1510   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1511      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1512      both are constants.  */
1513   *mode = GET_MODE (*final_value);
1514   if (*mode == VOIDmode)
1515     {
1516       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1517       if (*mode == VOIDmode)
1518         *mode = word_mode;
1519     }
1520   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1521            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1522                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1523     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1524
1525   /* Success!  */
1526   if (loop_dump_stream)
1527     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1528   return 1;
1529 }
1530
1531 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1532    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1533    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1534    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1535    used with different
1536    modes.  */
1537
1538 static void
1539 init_reg_map (map, maxregnum)
1540      struct inline_remap *map;
1541      int maxregnum;
1542 {
1543   int i;
1544
1545   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1546     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1547   /* Just clear the rest of the entries.  */
1548   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1549     map->reg_map[i] = 0;
1550
1551   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1552     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1553   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1554     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1555 }
1556 \f
1557 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1558    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1559    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1560    verifying that all operands are of the proper form.
1561
1562    PATTERN must be the result of single_set.
1563    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1564
1565 static rtx
1566 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1567      rtx pattern, src_insn;
1568      unsigned int regno;
1569 {
1570   rtx increment;
1571   rtx increment_total = 0;
1572   int tries = 0;
1573
1574  retry:
1575   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1576      as the set source.  */
1577   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1578     {
1579       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1580          to the new_reg.  */
1581       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1582       pattern = single_set (src_insn);
1583       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1584         abort ();
1585
1586       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1587          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1588       delete_related_insns (get_last_insn ());
1589     }
1590
1591   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1592   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1593   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1594     {
1595       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1596          too big to be an add immed operand.  */
1597       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1598
1599       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1600          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1601          one of the LO_SUM rtx.  */
1602       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1603         increment = XEXP (increment, 1);
1604
1605       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1606          note to the store insn.  */
1607       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1608         {
1609           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1610           if (note)
1611             increment = XEXP (note, 0);
1612         }
1613
1614       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1615                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1616                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1617         {
1618           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1619              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1620           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1621           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1622
1623           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0), 
1624                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1625           /* Don't need the last insn anymore.  */
1626           delete_related_insns (get_last_insn ());
1627
1628           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1629               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1630             abort ();
1631
1632           if (code == IOR)
1633             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1634           else if (code == PLUS)
1635             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1636           else
1637             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1638         }
1639
1640       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1641         abort ();
1642
1643       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1644          so delete it.  */
1645       delete_related_insns (get_last_insn ());
1646     }
1647
1648   if (increment_total)
1649     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1650   else
1651     increment_total = increment;
1652
1653   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1654      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1655   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1656       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1657     {
1658       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1659          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1660          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1661
1662       if (tries == 0)
1663         {
1664           tries++;
1665
1666           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1667           pattern = single_set (src_insn);
1668
1669           delete_related_insns (get_last_insn ());
1670
1671           goto retry;
1672         }
1673
1674       abort ();
1675     }
1676
1677   return increment_total;
1678 }
1679
1680 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1681    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1682    the reg_map entries can change during copying.  */
1683
1684 static rtx
1685 initial_reg_note_copy (notes, map)
1686      rtx notes;
1687      struct inline_remap *map;
1688 {
1689   rtx copy;
1690
1691   if (notes == 0)
1692     return 0;
1693
1694   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1695   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1696
1697   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1698     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1699   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1700     /* Don't substitute for these yet.  */
1701     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1702   else
1703     abort ();
1704
1705   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1706
1707   return copy;
1708 }
1709
1710 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1711
1712 static void
1713 final_reg_note_copy (notesp, map)
1714      rtx *notesp;
1715      struct inline_remap *map;
1716 {
1717   while (*notesp)
1718     {
1719       rtx note = *notesp;
1720       
1721       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1722         {
1723           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1724              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1725              note.  */
1726           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1727             {
1728               *notesp = XEXP (note, 1);
1729               continue;
1730             }
1731           else
1732             {
1733               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1734
1735               /* If we failed to remap the note, something is awry.  */
1736               if (!insn)
1737                 abort ();
1738
1739               XEXP (note, 0) = insn;
1740             }
1741         }
1742
1743       notesp = &XEXP (note, 1);
1744     }
1745 }
1746
1747 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1748    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1749
1750 static void
1751 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1752                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1753                 copy_notes_from)
1754      struct loop *loop;
1755      rtx copy_start, copy_end;
1756      struct inline_remap *map;
1757      rtx exit_label;
1758      int last_iteration;
1759      enum unroll_types unroll_type;
1760      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1761 {
1762   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1763   rtx insn, pattern;
1764   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1765   int dest_reg_was_split, i;
1766 #ifdef HAVE_cc0
1767   rtx cc0_insn = 0;
1768 #endif
1769   rtx final_label = 0;
1770   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1771
1772   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1773      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1774      after the end of this loop body if it was ever used.
1775
1776      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1777      to itself.  */
1778   if (! last_iteration)
1779     {
1780       final_label = gen_label_rtx ();
1781       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1782     }
1783   else
1784     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1785
1786   start_sequence ();
1787
1788   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1789      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1790      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1791      a variety of losing behaviors later.  */
1792   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1793
1794   insn = copy_start;
1795   do
1796     {
1797       insn = NEXT_INSN (insn);
1798
1799       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1800
1801       switch (GET_CODE (insn))
1802         {
1803         case INSN:
1804           pattern = PATTERN (insn);
1805           copy = 0;
1806           giv_inc = 0;
1807
1808           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1809              some split address givs.  (Combined in the sense that
1810              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1811              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1812              find the address givs.  Then split the address givs.
1813              Do this before splitting the giv, since that may map the
1814              SET_DEST to a new register.  */
1815
1816           if ((set = single_set (insn))
1817               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1818               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1819             {
1820               struct iv_class *bl;
1821               struct induction *v, *tv;
1822               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1823
1824               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1825               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1826
1827               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1828                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1829                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1830                  we might accidentally delete insns generated immediately
1831                  below by emit_unrolled_add.  */
1832
1833               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1834
1835               /* Now find all address giv's that were combined with this
1836                  giv 'v'.  */
1837               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1838                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1839                   {
1840                     int this_giv_inc;
1841
1842                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1843                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1844                       continue;
1845
1846                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1847                        the two givs are different.  */
1848                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1849                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1850                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1851                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1852
1853                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1854                     *tv->location = tv->dest_reg;
1855
1856                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1857                       {
1858                         /* Must emit an insn to increment the split address
1859                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1860                            was a constant eliminated from the address.  */
1861                         rtx value, dest_reg;
1862
1863                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1864                            or else a register plus a constant.  */
1865                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1866                           dest_reg = tv->dest_reg;
1867                         else
1868                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1869
1870                         /* Check for shared address givs, and avoid
1871                            incrementing the shared pseudo reg more than
1872                            once.  */
1873                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1874                           {
1875                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1876                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1877                                to add the const_adjust amount before calling
1878                                emit_unrolled_add below.  */
1879                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1880                                                    tv->const_adjust);
1881
1882                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1883                               {
1884                                 /* The constant could be too large for an add
1885                                    immediate, so can't directly emit an insn
1886                                    here.  */
1887                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1888                                                    XEXP (value, 1));
1889                               }
1890                           }
1891
1892                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1893                            it is used after the set we have just emitted.
1894                            We must subtract the const_adjust factor added in
1895                            above.  */
1896                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1897                                                       -tv->const_adjust);
1898                         *tv->location = tv->dest_reg;
1899                       }
1900                   }
1901             }
1902
1903           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1904              how to split the variable, create a new set based on this split,
1905              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1906              use the new split variable.  */
1907
1908           dest_reg_was_split = 0;
1909
1910           if ((set = single_set (insn))
1911               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1912               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1913             {
1914               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1915               unsigned int src_regno;
1916
1917               dest_reg_was_split = 1;
1918
1919               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1920               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1921               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1922                  already computed above.  */
1923               if (giv_inc == 0)
1924                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1925
1926               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1927
1928               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1929                 {
1930                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1931                      variable to a known constant value.  */
1932
1933                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1934                      value, so we must use plus_constant here.  */
1935                   splittable_regs[regno]
1936                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1937                                      INTVAL (giv_inc));
1938
1939                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1940                     {
1941                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1942                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1943                     }
1944                   else
1945                     {
1946                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1947                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1948                          variable.  */
1949                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1950                       giv_inc = const0_rtx;
1951                     }
1952                 }
1953               else
1954                 {
1955                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1956                      register for the iteration variable, and set it to
1957                      be a constant plus the original register.  Except
1958                      on the last iteration, when the result has to
1959                      go back into the original iteration var register.  */
1960
1961                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1962                      when split.  This happens for bivs which need their
1963                      final value set before loop entry.  The new register
1964                      for the biv was stored in the biv's first struct
1965                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1966
1967                   if (regno < ivs->n_regs
1968                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1969                     {
1970                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1971                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1972                     }
1973
1974 #if 0
1975                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1976                      this would have to remap those givs also.  See
1977                      find_splittable_regs.  */
1978 #endif
1979
1980                   splittable_regs[regno]
1981                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1982                                            giv_inc,
1983                                            splittable_regs[src_regno]);
1984                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1985
1986                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1987                      of this insn to a new register, and setting its
1988                      reg_map entry to point to this new register.
1989
1990                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1991                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1992                      to ensure that the iv will have the proper value when
1993                      the loop exits or repeats.
1994
1995                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1996                      because it can only be greater than one if all
1997                      instructions modifying the iv are always executed in
1998                      order.  */
1999
2000                   if (! last_iteration
2001                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
2002                     {
2003                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
2004                       giv_dest_reg = tem;
2005                       map->reg_map[regno] = tem;
2006                       record_base_value (REGNO (tem),
2007                                          giv_inc == const0_rtx
2008                                          ? giv_src_reg
2009                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
2010                                                          giv_src_reg, giv_inc),
2011                                          1);
2012                     }
2013                   else
2014                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
2015                 }
2016
2017               /* The constant being added could be too large for an add
2018                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
2019               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
2020               copy = get_last_insn ();
2021               pattern = PATTERN (copy);
2022             }
2023           else
2024             {
2025               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2026               copy = emit_insn (pattern);
2027             }
2028           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2029
2030 #ifdef HAVE_cc0
2031           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2032              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2033              In that case, the call to recog via validate_change will
2034              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2035              do it when we emit the following insn.
2036
2037              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2038              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2039              following branch insn to see which what kind of compare to
2040              emit.
2041
2042              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2043              well.  */
2044           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2045             cc0_insn = copy;
2046           else
2047             {
2048               if (cc0_insn)
2049                 try_constants (cc0_insn, map);
2050               cc0_insn = 0;
2051               try_constants (copy, map);
2052             }
2053 #else
2054           try_constants (copy, map);
2055 #endif
2056
2057           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2058              know there are no backward branches across iteration variable
2059              settings which would invalidate this.  */
2060           if (dest_reg_was_split)
2061             {
2062               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2063
2064               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2065                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2066                       == map->const_age))
2067                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2068             }
2069           break;
2070
2071         case JUMP_INSN:
2072           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2073           copy = emit_jump_insn (pattern);
2074           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2075
2076           if (JUMP_LABEL (insn))
2077             {
2078               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2079                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2080                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2081               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2082             }
2083           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2084               && ! last_iteration)
2085             {
2086
2087               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2088                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2089                  In this case, we want to change the original fall through
2090                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2091                  original jump label case to fall_through.  */
2092
2093               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2094                 {
2095                   rtx jmp;
2096                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2097                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2098                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2099                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2100                      that.  */
2101                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2102                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2103                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2104                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2105                   emit_label_after (lab, jmp);
2106                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2107                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2108                     abort ();
2109                 }
2110             }
2111
2112 #ifdef HAVE_cc0
2113           if (cc0_insn)
2114             try_constants (cc0_insn, map);
2115           cc0_insn = 0;
2116 #endif
2117           try_constants (copy, map);
2118
2119           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2120              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2121           if (JUMP_LABEL (insn))
2122             {
2123               rtx label = 0;
2124
2125               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2126                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2127               if ((set = single_set (copy)))
2128                 {
2129                   tem = SET_SRC (set);
2130                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2131                     label = XEXP (tem, 0);
2132                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2133                     {
2134                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2135                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2136                       else
2137                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2138                     }
2139                 }
2140
2141               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2142                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2143               else
2144                 {
2145                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2146                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2147                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2148                   JUMP_LABEL (copy)
2149                     = get_label_from_map (map,
2150                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2151                 }
2152
2153               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2154                  use count so that the label will not be deleted when the
2155                  original jump is deleted.  */
2156               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2157             }
2158           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2159                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2160             {
2161               rtx pat = PATTERN (copy);
2162               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2163               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2164               int i;
2165
2166               for (i = 0; i < len; i++)
2167                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2168             }
2169
2170           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2171              direction is now known, we must do something special.  */
2172           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2173             {
2174 #ifdef HAVE_cc0
2175               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2176               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2177                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2178 #endif
2179
2180               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2181               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2182                 {
2183                   delete_insn (copy);
2184                   copy = 0;
2185                 }
2186               else
2187                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2188                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2189                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2190                 emit_barrier ();
2191             }
2192           break;
2193
2194         case CALL_INSN:
2195           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2196           copy = emit_call_insn (pattern);
2197           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2198
2199           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2200              than hard registers, we need to copy it.  */
2201           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2202             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2203                                        map, 0);
2204
2205 #ifdef HAVE_cc0
2206           if (cc0_insn)
2207             try_constants (cc0_insn, map);
2208           cc0_insn = 0;
2209 #endif
2210           try_constants (copy, map);
2211
2212           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2213           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2214             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2215           break;
2216
2217         case CODE_LABEL:
2218           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2219              copy of this label since no one will use it.  */
2220
2221           if (insn != start_label)
2222             {
2223               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2224                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2225               map->const_age++;
2226             }
2227           break;
2228
2229         case BARRIER:
2230           copy = emit_barrier ();
2231           break;
2232
2233         case NOTE:
2234           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2235              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2236           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2237              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2238              this new block.  */
2239
2240           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2241               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2242               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2243               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2244                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2245                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2246             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2247                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2248           else
2249             copy = 0;
2250           break;
2251
2252         default:
2253           abort ();
2254         }
2255
2256       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2257     }
2258   while (insn != copy_end);
2259
2260   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2261   insn = copy_start;
2262   do
2263     {
2264       insn = NEXT_INSN (insn);
2265       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2266            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2267           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2268         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2269     }
2270   while (insn != copy_end);
2271
2272   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2273      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2274      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2275      iteration, because the original notes won't be deleted.
2276
2277      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2278      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2279      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2280      copy) when not from preconditioning code.  */
2281
2282   if (! last_iteration)
2283     {
2284       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2285         {
2286           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2287              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2288              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2289              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2290              instructions before the last insn in the loop, and if the
2291              end test is that short, there will be a VTOP note between
2292              the CONT note and the test.  */
2293           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2294               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2295               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2296               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2297             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2298         }
2299     }
2300
2301   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2302     emit_label (final_label);
2303
2304   tem = gen_sequence ();
2305   end_sequence ();
2306   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2307 }
2308 \f
2309 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2310    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2311    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2312
2313 void
2314 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2315      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2316 {
2317   rtx result;
2318
2319   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2320                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2321
2322   if (dest_reg != result)
2323     emit_move_insn (dest_reg, result);
2324 }
2325 \f
2326 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2327    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2328    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2329
2330 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2331    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2332    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2333
2334 int
2335 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2336      const struct loop *loop;
2337      rtx insn;
2338 {
2339   rtx p, q, target_insn;
2340   rtx loop_start = loop->start;
2341   rtx loop_end = loop->end;
2342   rtx orig_loop_end = loop->end;
2343
2344   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2345   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2346   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2347     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2348
2349   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2350      deleted insn following it.  */
2351   while (INSN_DELETED_P (insn))
2352     insn = NEXT_INSN (insn);
2353
2354   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2355      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2356      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2357   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2358     return 0;
2359
2360   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2361     {
2362       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2363         {
2364           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2365
2366           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2367              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2368              since insn may not have an LUID entry.  */
2369           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2370             if (q == target_insn)
2371               return 1;
2372         }
2373     }
2374
2375   return 0;
2376 }
2377
2378 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2379    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2380    value of giv's.  */
2381
2382 static rtx
2383 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2384      rtx mult1, mult2, add1;
2385      enum machine_mode mode;
2386 {
2387   rtx temp, mult_res;
2388   rtx result;
2389
2390   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2391      check to make sure.  */
2392   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2393       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2394       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2395     abort ();
2396
2397   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2398      will be a constant.  */
2399   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2400     {
2401       temp = mult2;
2402       mult2 = mult1;
2403       mult1 = temp;
2404     }
2405
2406   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2407   if (! mult_res)
2408     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2409
2410   /* Again, put the constant second.  */
2411   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2412     {
2413       temp = add1;
2414       add1 = mult_res;
2415       mult_res = temp;
2416     }
2417
2418   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2419   if (! result)
2420     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2421
2422   return result;
2423 }
2424
2425 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2426    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2427
2428    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2429    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2430
2431 rtx
2432 biv_total_increment (bl)
2433      const struct iv_class *bl;
2434 {
2435   struct induction *v;
2436   rtx result;
2437
2438   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2439      instruction must be executed only once each time through the loop.
2440      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2441      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2442      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2443      an increment).  */
2444
2445   result = const0_rtx;
2446   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2447     {
2448       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2449           && ! v->maybe_multiple)
2450         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2451       else
2452         return 0;
2453     }
2454
2455   return result;
2456 }
2457
2458 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2459    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2460    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2461    in the splittable_regs array.
2462
2463    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2464    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2465    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2466    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2467    value of the induction variable and the value the induction variable had
2468    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2469
2470    Returns the total number of instructions that set registers that are
2471    splittable.  */
2472
2473 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2474    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2475    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2476    should not involve a multiply however.  */
2477
2478 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2479    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2480    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2481
2482 static int
2483 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2484      const struct loop *loop;
2485      enum unroll_types unroll_type;
2486      int unroll_number;
2487 {
2488   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2489   struct iv_class *bl;
2490   struct induction *v;
2491   rtx increment, tem;
2492   rtx biv_final_value;
2493   int biv_splittable;
2494   int result = 0;
2495
2496   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2497     {
2498       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2499          otherwise we can not calculate the split values.  */
2500
2501       increment = biv_total_increment (bl);
2502       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2503         continue;
2504
2505       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2506          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2507          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2508          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2509          value on loop exit.  */
2510
2511       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2512          a fall through at the end.  */
2513
2514       biv_splittable = 1;
2515       biv_final_value = 0;
2516       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2517           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2518           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2519               || ! bl->init_insn
2520               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2521               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2522                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2523               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2524           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2525         biv_splittable = 0;
2526
2527       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2528          PLUS, we don't know how to split it.  */
2529       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2530         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2531             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2532             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2533             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2534           biv_splittable = 0;
2535
2536       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2537          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2538          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2539          biv's value in their initialization code.  */
2540
2541       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2542          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2543
2544       if (biv_splittable == 1)
2545         {
2546           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2547             {
2548               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2549                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2550                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2551                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2552
2553               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2554                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2555                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2556                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2557                 {
2558                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2559
2560                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2561                   loop_insn_hoist (loop, 
2562                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2563
2564                   if (loop_dump_stream)
2565                     fprintf (loop_dump_stream,
2566                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2567                              bl->regno, REGNO (tem));
2568
2569                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2570                 }
2571               else
2572                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2573             }
2574           else
2575             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2576
2577           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2578              we can treat the last one specially.  */
2579
2580           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2581           result += bl->biv_count;
2582
2583           if (loop_dump_stream)
2584             fprintf (loop_dump_stream,
2585                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2586         }
2587
2588       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2589          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2590          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2591          loop, and the givs aren't.  */
2592
2593       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2594                                       unroll_number);
2595
2596       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2597          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2598          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2599          biv's value in their initialization code.  */
2600       if (biv_final_value)
2601         {
2602           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2603              loop to ensure that it will always be executed no matter
2604              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2605              since this is slightly more efficient.  */
2606           if (! loop->exit_count)
2607             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2608                                                  biv_final_value));
2609           else
2610             {
2611               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2612                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2613                  is set to its final value before loop start to ensure that
2614                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2615                  exits.  */
2616               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2617               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2618
2619               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2620               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2621                                                     biv_final_value));
2622
2623               if (loop_dump_stream)
2624                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2625                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2626
2627               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2628                  register.  */
2629               bl->biv->src_reg = tem;
2630             }
2631         }
2632     }
2633   return result;
2634 }
2635
2636 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2637    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2638    instruction.  */
2639
2640 static int
2641 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2642      struct induction *v;
2643      rtx giv_inc;
2644      int unroll_number;
2645 {
2646   int ret = 1;
2647   rtx orig_addr = *v->location;
2648   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2649                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2650
2651   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2652      that we have may have a match_dup.  */
2653   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2654       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2655     ret = 0;
2656
2657   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2658    succeed.  */
2659   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2660     abort ();
2661
2662   return ret;
2663 }
2664
2665 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2666    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2667
2668    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2669
2670 static int
2671 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2672      const struct loop *loop;
2673      struct iv_class *bl;
2674      enum unroll_types unroll_type;
2675      rtx increment;
2676      int unroll_number;
2677 {
2678   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2679   struct induction *v, *v2;
2680   rtx final_value;
2681   rtx tem;
2682   int result = 0;
2683
2684   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2685      multiple identical givs in the same insn.  */
2686   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2687     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2688       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2689           && ! v2->same_insn)
2690         v2->same_insn = v;
2691
2692   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2693     {
2694       rtx giv_inc, value;
2695
2696       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2697          being completely unrolled.  */
2698       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2699         continue;
2700
2701       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2702          and only once on every iteration of the loop.  */
2703       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2704          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2705          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2706          won't reach here if they aren't.  */
2707       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2708           && (! v->always_computable
2709               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2710         continue;
2711
2712       /* The giv increment value must be a constant.  */
2713       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2714                                    v->mode);
2715       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2716         continue;
2717
2718       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2719          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2720          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2721          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2722          proper value on loop exit.  */
2723
2724       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2725          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2726          DEST_ADDR giv.  */
2727
2728       final_value = 0;
2729       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2730           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2731           && v->giv_type != DEST_ADDR
2732           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2733              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2734              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2735           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2736               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2737                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2738                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2739                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2740                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2741                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2742                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2743               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2744               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2745                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2746           && ! (final_value = v->final_value))
2747         continue;
2748
2749 #if 0
2750       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2751       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2752          code below does.  */
2753
2754       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2755          then must emit an instruction to set the final value.  */
2756       if (final_value && !v->new_reg)
2757         {
2758           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2759              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2760              to its final value before loop start to ensure that this insn
2761              will always be executed, no matter how we exit.  */
2762           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2763           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2764           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2765
2766           if (loop_dump_stream)
2767             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2768                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2769
2770           v->src_reg = tem;
2771         }
2772 #endif
2773
2774       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2775          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2776
2777       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2778         {
2779           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2780              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2781              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2782              be set, so then we do exactly the same thing as
2783              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2784           rtx biv_initial_value;
2785
2786           if (splittable_regs[bl->regno])
2787             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2788           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2789                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2790                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2791             biv_initial_value = bl->initial_value;
2792           else
2793             {
2794               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2795
2796               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2797               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2798               biv_initial_value = tem;
2799             }
2800           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2801           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2802                                      v->add_val, v->mode);
2803         }
2804       else
2805         value = const0_rtx;
2806
2807       if (v->new_reg)
2808         {
2809           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2810              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2811              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2812              case.  */
2813           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2814             {
2815               if (loop_dump_stream)
2816                 fprintf (loop_dump_stream,
2817                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2818               continue;
2819             }
2820           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2821              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2822           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2823             {
2824               /* If value is not a constant, register, or register plus
2825                  constant, then compute its value into a register before
2826                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2827                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2828                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2829                  is going before the loop start.  */
2830               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2831                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2832                   && GET_CODE (value) != REG
2833                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2834                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2835                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2836                 {
2837                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2838                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2839                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2840                                           v->add_val, tem);
2841                   value = tem;
2842                 }
2843
2844               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2845             }
2846           else
2847             {
2848               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2849                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2850                  unnecessary.  */
2851
2852               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2853                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2854                  what we want for split addr regs. We always create a new
2855                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2856
2857               /* If we have multiple identical address givs within a
2858                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2859                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2860                  of the other.  */
2861
2862               v->const_adjust = 0;
2863
2864               if (v->same_insn)
2865                 {
2866                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2867                   if (loop_dump_stream)
2868                     fprintf (loop_dump_stream,
2869                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2870                              INSN_UID (v->insn));
2871                 }
2872               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2873                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2874                  each.  */
2875               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2876                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2877                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2878                        && v->same->unrolled
2879                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2880                           where the add and mult values are not equal.
2881                           To share a register here, the values must be
2882                           equal.  */
2883                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2884                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2885                        /* If the memory references have different modes,
2886                           then the address may not be valid and we must
2887                           not share registers.  */
2888                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2889                 {
2890                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2891                   v->shared = 1;
2892                 }
2893               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2894                 {
2895                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2896                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2897                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2898
2899                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2900                   struct induction *same = v->same;
2901                   rtx new_reg = v->new_reg;
2902                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2903
2904                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2905                      then this constant can be pulled out and put in value,
2906                      instead of being part of the initialization code.  */
2907
2908                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2909                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2910                     {
2911                       v->dest_reg
2912                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2913
2914                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2915                          Try to validate both the first and the last
2916                          address resulting from loop unrolling, if
2917                          one fails, then can't do const elim here.  */
2918                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2919                         {
2920                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2921                              that we can calculate the dest_reg's increment
2922                              value later.  */
2923                           v->const_adjust = -INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2924
2925                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2926                           if (loop_dump_stream)
2927                             fprintf (loop_dump_stream,
2928                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2929                                      REGNO (tem));
2930                         }
2931                       else
2932                         v->dest_reg = tem;
2933                     }
2934                   else
2935                     v->dest_reg = tem;
2936
2937                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2938                      now, and fail completely if either the first or the last
2939                      unrolled copy of the address is not a valid address
2940                      for the instruction that uses it.  */
2941                   if (v->dest_reg == tem
2942                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2943                     {
2944                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2945                         if (v2->same_insn == v)
2946                           v2->same_insn = 0;
2947
2948                       if (loop_dump_stream)
2949                         fprintf (loop_dump_stream,
2950                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2951                                  INSN_UID (v->insn));
2952                       continue;
2953                     }
2954
2955                   v->new_reg = new_reg;
2956                   v->same = same;
2957
2958                   /* We set this after the address check, to guarantee that
2959                      the register will be initialized.  */
2960                   v->unrolled = 1;
2961
2962                   /* To initialize the new register, just move the value of
2963                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2964                      instruction on machines with complex addressing modes.
2965                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2966                      to calculate the value from scratch.  */
2967                   loop_insn_hoist (loop, gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2968                                                       copy_rtx (v->new_reg)));
2969                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
2970                     {
2971                       rtx sequence, ret;
2972
2973                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2974                          value, because the loop may have been preconditioned.
2975                          We must calculate it from NEW_REG.  */
2976                       delete_related_insns (PREV_INSN (loop->start));
2977
2978                       start_sequence ();
2979                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2980                       if (ret != tem)
2981                         emit_move_insn (tem, ret);
2982                       sequence = gen_sequence ();
2983                       end_sequence ();
2984                       loop_insn_hoist (loop, sequence);
2985
2986                       if (loop_dump_stream)
2987                         fprintf (loop_dump_stream,
2988                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2989                     }
2990                 }
2991               else
2992                 {
2993                   v->dest_reg = value;
2994
2995                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2996                      if the resulting address would be invalid.  */
2997                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2998                     {
2999                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3000                         if (v2->same_insn == v)
3001                           v2->same_insn = 0;
3002
3003                       if (loop_dump_stream)
3004                         fprintf (loop_dump_stream,
3005                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3006                                  INSN_UID (v->insn));
3007                       continue;
3008                     }
3009                 }
3010
3011               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3012                  will not be a problem as this insn will always be copied
3013                  later.  */
3014
3015               *v->location = v->dest_reg;
3016
3017               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3018                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3019                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3020                  itself does not have to be splittable.  */
3021
3022               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3023                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3024
3025               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3026                 {
3027                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3028                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3029
3030                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3031
3032                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3033                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3034                   if (! v->same)
3035                     {
3036                       v->same = v;
3037                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3038                     }
3039                 }
3040
3041               if (loop_dump_stream)
3042                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3043             }
3044         }
3045       else
3046         {
3047 #if 0
3048           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3049              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3050              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3051              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3052              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3053              be live across loop iterations.  */
3054
3055           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3056           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3057                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3058 #else
3059           continue;
3060 #endif
3061         }
3062
3063       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3064          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3065          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3066          where this may not be a register.  */
3067
3068       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3069         {
3070           int count = 1;
3071           if (! v->ignore)
3072             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
3073
3074           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3075         }
3076
3077       result++;
3078
3079       if (loop_dump_stream)
3080         {
3081           int regnum;
3082
3083           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3084             regnum = -1;
3085           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3086             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3087           else
3088             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3089           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3090                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3091         }
3092     }
3093
3094   return result;
3095 }
3096 \f
3097 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3098    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3099    the register to some value, and appears before the first use of the register
3100    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3101
3102 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3103    it can search past if statements and other similar structures.  */
3104
3105 static int
3106 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3107      const struct loop *loop;
3108      rtx reg;
3109 {
3110   rtx insn, label;
3111   enum rtx_code code;
3112   int jump_count = 0;
3113   int label_count = 0;
3114
3115   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3116      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3117      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3118      such inner loop exits.  */
3119
3120   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3121     label_count++;
3122
3123   if (label_count != loop->exit_count)
3124     return 0;
3125
3126   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3127      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3128      list to it.  */
3129   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3130   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3131
3132   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3133     {
3134       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3135          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3136          a conditional jump.  */
3137
3138       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3139       while (insn)
3140         {
3141           code = GET_CODE (insn);
3142           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3143             {
3144               rtx set;
3145
3146               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3147                 return 0;
3148
3149               set = single_set (insn);
3150               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3151                 break;
3152             }
3153
3154           if (code == JUMP_INSN)
3155             {
3156               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3157                 break;
3158               else if (!any_uncondjump_p (insn)
3159                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3160                        || jump_count++ > 20)
3161                 return 0;
3162               else
3163                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3164             }
3165
3166           insn = NEXT_INSN (insn);
3167         }
3168     }
3169
3170   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3171   return 1;
3172 }
3173
3174 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3175    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3176
3177 rtx
3178 final_biv_value (loop, bl)
3179      const struct loop *loop;
3180      struct iv_class *bl;
3181 {
3182   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3183   rtx increment, tem;
3184
3185   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3186
3187   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3188     return 0;
3189
3190   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3191      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3192      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3193      no other loop exits, so we can return any value.  */
3194   if (bl->reversed)
3195     {
3196       if (loop_dump_stream)
3197         fprintf (loop_dump_stream,
3198                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3199
3200       return const0_rtx;
3201     }
3202
3203   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3204      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3205      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3206      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3207      value of the biv must be invariant.  */
3208
3209   if (n_iterations != 0
3210       && ! loop->exit_count
3211       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3212     {
3213       increment = biv_total_increment (bl);
3214
3215       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3216         {
3217           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3218              end to calculate this value into a temporary register in
3219              case it is needed later.  */
3220
3221           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3222           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3223           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3224                                  bl->initial_value, tem);
3225
3226           if (loop_dump_stream)
3227             fprintf (loop_dump_stream,
3228                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3229
3230           return tem;
3231         }
3232     }
3233
3234   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3235   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3236     {
3237       if (loop_dump_stream)
3238         fprintf (loop_dump_stream,
3239                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3240                  bl->regno);
3241
3242       return const0_rtx;
3243     }
3244
3245   return 0;
3246 }
3247
3248 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3249    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3250
3251 rtx
3252 final_giv_value (loop, v)
3253      const struct loop *loop;
3254      struct induction *v;
3255 {
3256   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3257   struct iv_class *bl;
3258   rtx insn;
3259   rtx increment, tem;
3260   rtx seq;
3261   rtx loop_end = loop->end;
3262   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3263
3264   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3265
3266   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3267      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3268      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3269      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3270   if (bl->reversed)
3271     {
3272       if (loop_dump_stream)
3273         fprintf (loop_dump_stream,
3274                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3275                  REGNO (v->dest_reg));
3276       return const0_rtx;
3277     }
3278
3279   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3280      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3281      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3282
3283   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3284      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3285      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3286      to be known.  */
3287
3288   if (n_iterations != 0
3289       && ! loop->exit_count)
3290     {
3291       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3292          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3293          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3294          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3295          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3296          biv value here if it is not eliminable.  */
3297
3298       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3299          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3300          be valid if it is invariant.  */
3301
3302       increment = biv_total_increment (bl);
3303
3304       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3305           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3306         {
3307           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3308              (n_iterations * increment) + initial_value */
3309
3310           /* The loop exit value of the giv is then
3311              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3312              The extra increments are any increments to the biv which
3313              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3314              We must search from the insn that sets the giv to the end
3315              of the loop to calculate this value.  */
3316
3317           /* Put the final biv value in tem.  */
3318           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3319           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3320           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3321                                  GEN_INT (n_iterations),
3322                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3323                                  tem);
3324
3325           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3326           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3327                insn = NEXT_INSN (insn))
3328             {
3329               struct induction *biv;
3330
3331               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3332                 if (biv->insn == insn)
3333                   {
3334                     start_sequence ();
3335                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3336                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3337                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3338                     seq = gen_sequence ();
3339                     end_sequence ();
3340                     loop_insn_sink (loop, seq);
3341                   }
3342             }
3343
3344           /* Now calculate the giv's final value.  */
3345           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3346
3347           if (loop_dump_stream)
3348             fprintf (loop_dump_stream,
3349                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3350                      REGNO (v->dest_reg));
3351
3352           return tem;
3353         }
3354     }
3355
3356   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3357   if (v->replaceable)
3358     abort ();
3359
3360   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3361   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3362     {
3363       if (loop_dump_stream)
3364         fprintf (loop_dump_stream,
3365                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3366                  REGNO (v->dest_reg));
3367
3368       return const0_rtx;
3369     }
3370
3371   return 0;
3372 }
3373
3374 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3375    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3376    the SET_SRC of REG.  */
3377
3378 static rtx
3379 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3380      const struct loop *loop;
3381      rtx reg;
3382 {
3383   rtx loop_start = loop->start;
3384   rtx insn, set;
3385   rtx ret;
3386
3387   ret = reg;
3388   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3389     {
3390       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3391         break;
3392
3393       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3394         {
3395           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3396              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3397              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3398           if ((set = single_set (insn))
3399               && (SET_DEST (set) == reg))
3400             {
3401               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3402
3403               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3404                  Other things, divide in particular, will cause
3405                  problems later if we use them.  */
3406               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3407                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3408                 ret = XEXP (note, 0);
3409               else
3410                 ret = SET_SRC (set);
3411
3412               /* We cannot do this if it changes between the
3413                  assignment and loop start though.  */
3414               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3415                 ret = reg;
3416             }
3417           break;
3418         }
3419     }
3420   return ret;
3421 }
3422
3423 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3424
3425    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3426    and a second term.
3427
3428    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3429
3430    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3431    the proper form.  */
3432
3433 static rtx
3434 subtract_reg_term (op, reg)
3435      rtx op, reg;
3436 {
3437   if (op == reg)
3438     return const0_rtx;
3439   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3440     {
3441       if (XEXP (op, 0) == reg)
3442         return XEXP (op, 1);
3443       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3444         return XEXP (op, 0);
3445     }
3446   /* OP does not contain REG as a term.  */
3447   abort ();
3448 }
3449
3450 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3451    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3452    REG or a PLUS of a REG.  */
3453
3454 static rtx
3455 find_common_reg_term (op0, op1)
3456      rtx op0, op1;
3457 {
3458   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3459       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3460     {
3461       rtx op00;
3462       rtx op01;
3463       rtx op10;
3464       rtx op11;
3465
3466       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3467         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3468       else
3469         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3470
3471       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3472         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3473       else
3474         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3475
3476       /* Find and return common register term if present.  */
3477       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3478         return op00;
3479       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3480         return op01;
3481     }
3482
3483   /* No common register term found.  */
3484   return NULL_RTX;
3485 }
3486
3487 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3488    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3489    be calculated, otherwise returns zero.  */
3490
3491 unsigned HOST_WIDE_INT
3492 loop_iterations (loop)
3493      struct loop *loop;
3494 {
3495   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3496   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3497   rtx comparison, comparison_value;
3498   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3499   enum rtx_code comparison_code;
3500   HOST_WIDE_INT inc;
3501   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3502   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3503   int off_by_one;
3504   int increment_dir;
3505   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3506   rtx last_loop_insn;
3507   rtx reg_term;
3508   struct iv_class *bl;
3509
3510   loop_info->n_iterations = 0;
3511   loop_info->initial_value = 0;
3512   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3513   loop_info->comparison_value = 0;
3514   loop_info->final_value = 0;
3515   loop_info->final_equiv_value = 0;
3516   loop_info->increment = 0;
3517   loop_info->iteration_var = 0;
3518   loop_info->unroll_number = 1;
3519   loop_info->iv = 0;
3520
3521   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3522      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3523      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3524      loop_end.  */
3525   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3526
3527   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3528      at the end of the loop.  The following code assumes that
3529      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3530   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3531     {
3532       if (loop_dump_stream)
3533         fprintf (loop_dump_stream,
3534                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3535       return 0;
3536     }
3537
3538   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3539      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3540   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3541     {
3542       if (loop_dump_stream)
3543         fprintf (loop_dump_stream,
3544                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3545       return 0;
3546     }
3547
3548   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3549      back to differing CODE_LABELs.  */
3550   if (loop->top && loop->cont)
3551     {
3552       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3553
3554       do
3555         {
3556           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3557             {
3558               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3559               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3560                 {
3561                   if (loop_dump_stream)
3562                     fprintf
3563                       (loop_dump_stream,
3564                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3565                   return 0;
3566                 }
3567
3568               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3569                      covered by the uid_luid array.  */
3570                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3571                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3572                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3573                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3574                 {
3575                   if (loop_dump_stream)
3576                     fprintf 
3577                       (loop_dump_stream,
3578                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3579                   return 0;
3580                 }
3581             }
3582         }
3583       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3584     }
3585
3586   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3587      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3588      iteration variable.  */
3589
3590   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3591   if (comparison == 0)
3592     {
3593       if (loop_dump_stream)
3594         fprintf (loop_dump_stream,
3595                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3596       return 0;
3597     }
3598
3599   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3600      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3601
3602   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3603   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3604   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3605
3606   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3607     {
3608       if (loop_dump_stream)
3609         fprintf (loop_dump_stream,
3610                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3611       return 0;
3612     }
3613
3614   /* The only new registers that are created before loop iterations
3615      are givs made from biv increments or registers created by
3616      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3617      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3618      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3619
3620   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3621       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3622     abort ();
3623
3624   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3625      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3626      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3627
3628   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3629   initial_value = 0;
3630   increment = 0;
3631
3632   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3633      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3634      value if possible.  */
3635
3636   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3637      reg_iv_type entry for it.  */
3638   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3639     {
3640       if (loop_dump_stream)
3641         fprintf (loop_dump_stream,
3642                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3643       return 0;
3644     }
3645
3646   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3647      could result in a number of iterations greater than the range of our
3648      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3649   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3650             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3651     {
3652       if (loop_dump_stream)
3653         fprintf (loop_dump_stream,
3654                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3655       return 0;
3656     }
3657   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3658     {
3659       if (loop_dump_stream)
3660         fprintf (loop_dump_stream,
3661                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3662       return 0;
3663     }
3664   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3665     {
3666       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3667         abort ();
3668
3669       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3670       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3671       initial_value = bl->initial_value;
3672       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3673         {
3674           if (loop_dump_stream)
3675             fprintf (loop_dump_stream,
3676                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3677           return 0;
3678         }
3679
3680       increment = biv_total_increment (bl);
3681     }
3682   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3683     {
3684       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3685       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3686       rtx biv_initial_value;
3687
3688       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3689         abort ();
3690
3691       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3692         {
3693           if (loop_dump_stream)
3694             fprintf (loop_dump_stream,
3695                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3696           return 0;
3697         }
3698
3699       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3700
3701       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3702
3703       increment = biv_total_increment (bl);
3704       if (increment)
3705         {
3706           struct induction *biv_inc;
3707
3708           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3709                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3710                                          const0_rtx, v->mode);
3711           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3712              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3713              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3714              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3715              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3716              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3717           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3718             {
3719               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3720                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3721             }
3722         }
3723       if (loop_dump_stream)
3724         fprintf (loop_dump_stream,
3725                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3726                  (long) offset);
3727
3728       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3729          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3730       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3731       initial_value
3732         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3733                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3734                              v->add_val, v->mode);
3735     }
3736   else
3737     {
3738       if (loop_dump_stream)
3739         fprintf (loop_dump_stream,
3740                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3741       return 0;
3742     }
3743
3744   if (initial_value == 0)
3745     return 0;
3746
3747   unsigned_p = 0;
3748   off_by_one = 0;
3749   switch (comparison_code)
3750     {
3751     case LEU:
3752       unsigned_p = 1;
3753     case LE:
3754       compare_dir = 1;
3755       off_by_one = 1;
3756       break;
3757     case GEU:
3758       unsigned_p = 1;
3759     case GE:
3760       compare_dir = -1;
3761       off_by_one = -1;
3762       break;
3763     case EQ:
3764       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3765       compare_dir = 0;
3766       break;
3767     case LTU:
3768       unsigned_p = 1;
3769     case LT:
3770       compare_dir = 1;
3771       break;
3772     case GTU:
3773       unsigned_p = 1;
3774     case GT:
3775       compare_dir = -1;
3776     case NE:
3777       compare_dir = 0;
3778       break;
3779     default:
3780       abort ();
3781     }
3782
3783   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3784      its value from the insns before the start of the loop.  */
3785
3786   final_value = comparison_value;
3787   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3788       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3789     {
3790       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3791
3792       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3793          off with the original register.  */
3794       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3795         final_value = comparison_value;
3796     }
3797
3798   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3799      (on the last successful iteration).  The exact final value
3800      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3801      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3802      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3803      initial_value) % increment != 0.
3804      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3805      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3806      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3807   if (off_by_one)
3808     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3809
3810   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3811      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3812      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3813      optimizations may obscure the loop's structure.
3814
3815      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3816      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3817      Only the difference between final_value and initial_value is
3818      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3819   loop_info->initial_value = initial_value;
3820   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3821   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3822   loop_info->increment = increment;
3823   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3824   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3825   loop_info->iv = bl;
3826
3827   /* Try to determine the iteration count for loops such
3828      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3829      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3830      loops into this form.  */
3831
3832   if (REG_P (initial_value))
3833     {
3834       rtx reg1;
3835       rtx reg2;
3836       rtx const2;
3837
3838       reg1 = initial_value;
3839       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3840         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3841       else
3842         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3843
3844       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3845          where reg1 != reg2.  */
3846       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3847         {
3848           rtx temp;
3849
3850           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3851              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3852           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3853
3854           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3855             initial_value = temp;
3856           else
3857             {
3858               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3859                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3860                  the latter case for now since it is not so common.  */
3861               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3862
3863               if (temp == loop_info->iteration_var)
3864                 temp = initial_value;
3865               if (temp == reg1)
3866                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3867                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3868             }
3869         }
3870       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3871         {
3872           rtx temp;
3873
3874           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3875              further obfuscates reversible loops of the form:
3876              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3877              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3878              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3879              can replace initial_value with const.  */
3880
3881           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3882
3883           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3884             {
3885               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3886
3887               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3888                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3889                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3890             }
3891         }
3892     }
3893
3894   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3895      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3896      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3897      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3898      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3899      when using modulo arithmetic.
3900
3901      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3902      the initial and final values carefully.  */
3903   if (loop->vtop
3904       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3905     {
3906       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3907       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3908     }
3909
3910   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3911   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3912
3913   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3914      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3915      return early for any other reason.  */
3916   if (comparison_code == EQ)
3917     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3918
3919   if (increment == 0)
3920     {
3921       if (loop_dump_stream)
3922         fprintf (loop_dump_stream,
3923                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3924       return 0;
3925     }
3926
3927   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3928     {
3929       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3930       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3931          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3932       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3933         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3934
3935       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3936         {
3937           if (loop_dump_stream)
3938             {
3939               fprintf (loop_dump_stream,
3940                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3941               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3942               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3943             }
3944           return 0;
3945         }
3946       loop_info->increment = increment;
3947     }
3948
3949   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3950     {
3951       if (loop_dump_stream)
3952         {
3953           fprintf (loop_dump_stream,
3954                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3955           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3956           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3957         }
3958       return 0;
3959     }
3960   else if (comparison_code == EQ)
3961     {
3962       if (loop_dump_stream)
3963         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3964       return 0;
3965     }
3966   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3967     {
3968       if (loop_dump_stream)
3969         {
3970           fprintf (loop_dump_stream,
3971                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3972           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3973           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3974         }
3975       return 0;
3976     }
3977
3978   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3979   if (unsigned_p)
3980     final_larger
3981       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3982          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3983         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3984            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3985   else
3986     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3987       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3988
3989   if (INTVAL (increment) > 0)
3990     increment_dir = 1;
3991   else if (INTVAL (increment) == 0)
3992     increment_dir = 0;
3993   else
3994     increment_dir = -1;
3995
3996   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3997      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3998      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3999      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
4000      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
4001      Only try to optimize the normal cases.  */
4002
4003   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
4004      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
4005      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
4006      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
4007      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
4008
4009   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
4010      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
4011      eliminate all of these special checks, and just always assume
4012      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
4013      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
4014      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
4015      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
4016      loops can be optimized.
4017
4018      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
4019      because the action on overflow is undefined.
4020
4021      See also the special test for NE loops below.  */
4022
4023   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
4024       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
4025     /* Normal case.  */
4026     ;
4027   else
4028     {
4029       if (loop_dump_stream)
4030         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
4031       return 0;
4032     }
4033
4034   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
4035      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
4036      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
4037
4038   inc = INTVAL (increment);
4039   if (inc > 0)
4040     {
4041       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4042       abs_inc = inc;
4043     }
4044   else if (inc < 0)
4045     {
4046       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4047       abs_inc = -inc;
4048     }
4049   else
4050     abort ();
4051
4052   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
4053      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
4054      into the picture due to sign extension of initial and final
4055      values.  */
4056   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT)1
4057                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
4058                << 1) - 1;
4059
4060   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4061      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4062      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4063      can not calculate the number of iterations.  */
4064   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4065     return 0;
4066
4067   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4068      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4069      handle potential overflow of the summation.  */
4070   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4071   return loop_info->n_iterations;
4072 }
4073
4074 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4075    for original instructions which remain after loop unrolling without
4076    copying.  */
4077
4078 static rtx
4079 remap_split_bivs (loop, x)
4080      struct loop *loop;
4081      rtx x;
4082 {
4083   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4084   enum rtx_code code;
4085   int i;
4086   const char *fmt;
4087
4088   if (x == 0)
4089     return x;
4090
4091   code = GET_CODE (x);
4092   switch (code)
4093     {
4094     case SCRATCH:
4095     case PC:
4096     case CC0:
4097     case CONST_INT:
4098     case CONST_DOUBLE:
4099     case CONST:
4100     case SYMBOL_REF:
4101     case LABEL_REF:
4102       return x;
4103
4104     case REG:
4105 #if 0
4106       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4107          have to remap those givs also.  */
4108 #endif
4109       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
4110           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4111         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
4112       break;
4113
4114     default:
4115       break;
4116     }
4117
4118   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4119   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4120     {
4121       if (fmt[i] == 'e')
4122         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
4123       else if (fmt[i] == 'E')
4124         {
4125           int j;
4126           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4127             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
4128         }
4129     }
4130   return x;
4131 }
4132
4133 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4134    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4135    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4136    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4137    insns.
4138
4139    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4140    must dominate LAST_UID.
4141
4142    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4143    may not dominate LAST_UID.
4144
4145    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4146    must dominate LAST_UID.  */
4147
4148 int
4149 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4150      int regno;
4151      int first_uid;
4152      int last_uid;
4153      rtx copy_start;
4154      rtx copy_end;
4155 {
4156   int passed_jump = 0;
4157   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4158
4159   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4160     {
4161       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4162         passed_jump = 1;
4163       /* Could not find FIRST_UID.  */
4164       if (p == copy_end)
4165         return 0;
4166       p = NEXT_INSN (p);
4167     }
4168
4169   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4170   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4171     return 0;
4172
4173   /* FIRST_UID is always executed.  */
4174   if (passed_jump == 0)
4175     return 1;
4176
4177   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4178     {
4179       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4180          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4181       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4182         return 0;
4183       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4184          it must be safe.  */
4185       else if (p == copy_end)
4186         return 1;
4187       p = NEXT_INSN (p);
4188     }
4189
4190   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4191   return 1;
4192 }
4193
4194 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4195    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4196    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4197    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4198    deleted so that we execute the single iteration.  */
4199
4200 static rtx
4201 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4202      rtx loop_start;
4203      rtx loop_cont;
4204 {
4205   rtx x, label, label_ref;
4206
4207   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4208   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4209
4210   x = pc_set (loop_start);
4211   if (!x)
4212     return NULL_RTX;
4213
4214   label_ref = SET_SRC (x);
4215   if (!label_ref)
4216     return NULL_RTX;
4217
4218   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4219   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4220   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4221     return NULL_RTX;
4222
4223   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4224   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4225     return loop_start;
4226   else
4227     return NULL_RTX;
4228 }