OSDN Git Service

* rtl.h (only_sets_cc0_p): New prototype.
[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 GNU CC.
7
8 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
9 it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11 any later version.
12
13 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
14 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 GNU General Public License for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
20 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
21 Boston, MA 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 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
135    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
136    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
137    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
138    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
139    and/or 5.  */
140
141 #define NUM_FACTORS 4
142
143 struct _factor { int factor, count; }
144 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
145
146 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
147
148 enum unroll_types
149 {
150   UNROLL_COMPLETELY,
151   UNROLL_MODULO,
152   UNROLL_NAIVE
153 };
154
155 #include "config.h"
156 #include "system.h"
157 #include "rtl.h"
158 #include "tm_p.h"
159 #include "insn-config.h"
160 #include "integrate.h"
161 #include "regs.h"
162 #include "recog.h"
163 #include "flags.h"
164 #include "function.h"
165 #include "expr.h"
166 #include "optabs.h"
167 #include "loop.h"
168 #include "toplev.h"
169 #include "hard-reg-set.h"
170 #include "basic-block.h"
171 #include "predict.h"
172
173 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
174    them.  */
175
176 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
177 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
178 #endif
179
180 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
181    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
182    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
183    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
184    that were combined with this DEST_REG giv.  */
185
186 static struct induction **addr_combined_regs;
187
188 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
189    then this will hold the current value of the register, which depends on the
190    iteration number.  */
191
192 static rtx *splittable_regs;
193
194 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
195    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
196    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
197    a split iv will update the original iv of the dest.  */
198
199 static int *splittable_regs_updates;
200
201 /* Forward declarations.  */
202
203 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
204 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
205 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
206 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
207 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
208                                     struct inline_remap *, rtx, int,
209                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
210 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
211                                          enum unroll_types, int));
212 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
213                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
214                                          rtx, int));
215 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
216 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
217 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
218 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
219 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
220 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
221 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
222 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
223
224 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
225
226    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
227    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
228    strength reduction pass is available.
229
230    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
231    in loop.c.  */
232
233 void
234 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
235      struct loop *loop;
236      int insn_count;
237      int strength_reduce_p;
238 {
239   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
240   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
241   int i, j;
242   unsigned int r;
243   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
244   int unroll_number = 1;
245   rtx copy_start, copy_end;
246   rtx insn, sequence, pattern, tem;
247   int max_labelno, max_insnno;
248   rtx insert_before;
249   struct inline_remap *map;
250   char *local_label = NULL;
251   char *local_regno;
252   unsigned int max_local_regnum;
253   unsigned int maxregnum;
254   rtx exit_label = 0;
255   rtx start_label;
256   struct iv_class *bl;
257   int splitting_not_safe = 0;
258   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
259   int loop_preconditioned = 0;
260   rtx safety_label;
261   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
262      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
263      jumps).  */
264   rtx last_loop_insn;
265   rtx loop_start = loop->start;
266   rtx loop_end = loop->end;
267
268   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
269      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
270      be unrolled.  */
271   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
272     {
273       if (loop_dump_stream)
274         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
275       return;
276     }
277
278   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
279      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
280      structure of the function.  This can happen as a result of the
281      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
282   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
283      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
284      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
285      not be a significant performance problem.  */
286
287   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
288     {
289       int block_begins = 0;
290       int block_ends = 0;
291
292       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
293         {
294           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
295             {
296               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
297                 block_begins++;
298               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
299                 block_ends++;
300               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
301                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
302                 {
303                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
304                      regions, but until that time, we punt (don't
305                      unroll).  For the proper way of doing it, see
306                      expand_inline_function.  */
307
308                   if (loop_dump_stream)
309                     fprintf (loop_dump_stream,
310                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
311                   return;
312                 }
313             }
314         }
315
316       if (block_begins != block_ends)
317         {
318           if (loop_dump_stream)
319             fprintf (loop_dump_stream,
320                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
321           return;
322         }
323     }
324
325   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
326      and the size of the loop.  */
327
328   /* If there is no strength reduce info, then set
329      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
330      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
331      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
332
333   if (! strength_reduce_p)
334     loop_info->n_iterations = 0;
335
336   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
337     {
338       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
339       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
340                loop_info->n_iterations);
341       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
342     }
343
344   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
345
346   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
347
348   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
349      not the loop is being completely unrolled.  */
350
351   if (loop_info->n_iterations == 1)
352     {
353       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
354          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
355          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
356
357       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
358       if (ujump)
359         delete_insn (ujump);
360
361       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
362          branch at the end of the loop since they will never be taken.
363          Then return, since no other action is needed here.  */
364
365       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
366          don't do anything.  */
367
368       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
369         {
370           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
371           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
372         }
373       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
374         {
375 #ifdef HAVE_cc0
376           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
377 #endif
378           delete_insn (last_loop_insn);
379 #ifdef HAVE_cc0
380           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
381              deleted.  */
382           if (only_sets_cc0_p (prev))
383             delete_insn (prev);
384 #endif
385         }
386
387       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
388       if (loop->vtop)
389         delete_insn (loop->vtop);
390       if (loop->cont)
391         delete_insn (loop->cont);
392       if (loop_start)
393         delete_insn (loop_start);
394       if (loop_end)
395         delete_insn (loop_end);
396
397       return;
398     }
399   else if (loop_info->n_iterations > 0
400            /* Avoid overflow in the next expression.  */
401            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
402            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
403     {
404       unroll_number = loop_info->n_iterations;
405       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
406     }
407   else if (loop_info->n_iterations > 0)
408     {
409       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
410          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
411          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
412
413       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
414         factors[i].count = 0;
415
416       temp = loop_info->n_iterations;
417       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
418         while (temp % factors[i].factor == 0)
419           {
420             factors[i].count++;
421             temp = temp / factors[i].factor;
422           }
423
424       /* Start with the larger factors first so that we generally
425          get lots of unrolling.  */
426
427       unroll_number = 1;
428       temp = insn_count;
429       for (i = 3; i >= 0; i--)
430         while (factors[i].count--)
431           {
432             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
433               {
434                 unroll_number *= factors[i].factor;
435                 temp *= factors[i].factor;
436               }
437             else
438               break;
439           }
440
441       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
442          case.  */
443       if (unroll_number == 1)
444         {
445           if (loop_dump_stream)
446             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
447         }
448       else
449         unroll_type = UNROLL_MODULO;
450     }
451
452   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
453      size.  */
454   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
455     {
456       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
457         unroll_number = 8;
458       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
459         unroll_number = 4;
460       else
461         unroll_number = 2;
462     }
463
464   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
465
466   if (loop_dump_stream)
467     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
468
469   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
470     {
471       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
472          in rare circumstances.
473
474          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
475          of the exit code for the outer loop.
476
477          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
478          loop, so it will start with a jump to the exit code.
479
480          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
481          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
482          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
483          the instruction stream.
484
485          And finally assume that we can compute the number of iterations
486          for the outer loop.
487
488          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
489          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
490
491          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
492          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
493
494       insn = loop_start;
495       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
496         insn = NEXT_INSN (insn);
497       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
498         return;
499     }
500
501   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
502     {
503       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
504          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
505          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
506          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
507          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
508          instructions.  */
509
510       copy_start = loop_start;
511
512       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
513          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
514          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
515       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
516
517       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
518       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
519         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
520       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
521         {
522           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
523 #ifdef HAVE_cc0
524           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
525              instruction which we do not want to copy.  */
526           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
527             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
528 #endif
529         }
530       else
531         {
532           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
533              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
534              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
535              jumps to after the last loop body.  */
536           if (loop_dump_stream)
537             fprintf (loop_dump_stream,
538                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
539           return;
540         }
541     }
542   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
543     {
544       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
545          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
546          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
547          code immediately before the compare/branch at the end so that the
548          code will fall through to them as before.  */
549
550       copy_start = loop_start;
551
552       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
553          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
554       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
555         {
556           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
557           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
558         }
559       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
560         {
561           insert_before = last_loop_insn;
562 #ifdef HAVE_cc0
563           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
564              instruction which we do not want to copy or delete.  */
565           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
566             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
567 #endif
568           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
569         }
570       else
571         {
572           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
573              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
574              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
575              jumps to after the last loop body.  */
576           if (loop_dump_stream)
577             fprintf (loop_dump_stream,
578                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
579           return;
580         }
581     }
582   else
583     {
584       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
585          end of the loop.  */
586
587       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
588         {
589           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
590              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
591              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
592              unconditional jumps to an immediately following label.
593
594              This will be corrected below if the target of this jump is
595              not the start_label.  */
596
597           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
598           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
599         }
600       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
601         {
602           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
603              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
604              copy_loop_body.  */
605           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
606           copy_end = last_loop_insn;
607         }
608       else
609         {
610           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
611              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
612              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
613              jumps to after the last loop body.  */
614           if (loop_dump_stream)
615             fprintf (loop_dump_stream,
616                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
617           return;
618         }
619
620       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
621          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
622          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
623          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
624          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
625          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
626          the real exit label.  */
627       exit_label = gen_label_rtx ();
628
629       insn = loop_start;
630       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
631         insn = NEXT_INSN (insn);
632
633       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
634         {
635           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
636              Start copying the loop after the barrier following this
637              jump insn.  */
638           copy_start = NEXT_INSN (insn);
639
640           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
641              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
642              a comparison against a new register for a split variable, but
643              we did not execute the set insn for the new register because
644              it was skipped over.  */
645           splitting_not_safe = 1;
646           if (loop_dump_stream)
647             fprintf (loop_dump_stream,
648                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
649         }
650       else
651         copy_start = loop_start;
652     }
653
654   /* This should always be the first label in the loop.  */
655   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
656   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
657   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
658     start_label = NEXT_INSN (start_label);
659   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
660     {
661       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
662          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
663          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
664          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
665
666          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
667
668       if (loop_dump_stream)
669         fprintf (loop_dump_stream,
670                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
671       return;
672     }
673   if (LABEL_NAME (start_label))
674     {
675       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
676          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
677          jumps which go to the named label must be handled differently than
678          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
679          in this case.  */
680       if (loop_dump_stream)
681         fprintf (loop_dump_stream,
682                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
683       return;
684     }
685
686   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
687       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
688       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
689       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
690     {
691       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
692          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
693
694       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
695       copy_end = last_loop_insn;
696     }
697
698   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
699       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
700       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
701     {
702       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
703          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
704          branch to the loop exit after emitting the final branch.
705          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
706          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
707          unrolling would increase the number of branch instructions
708          executed.  */
709       if (loop_dump_stream)
710         fprintf (loop_dump_stream,
711                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
712       return;
713     }
714
715   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
716      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
717
718   max_labelno = max_label_num ();
719   max_insnno = get_max_uid ();
720
721   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
722      without initializing fields within the map structure.
723
724      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
725   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
726
727   /* Allocate the label map.  */
728
729   if (max_labelno > 0)
730     {
731       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
732
733       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
734     }
735
736   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
737      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
738      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
739      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
740      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
741      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
742
743   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
744     {
745       rtx note;
746
747       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
748         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
749       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
750         {
751           if (JUMP_LABEL (insn))
752             set_label_in_map (map,
753                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
754                               JUMP_LABEL (insn));
755           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
756                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
757             {
758               rtx pat = PATTERN (insn);
759               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
760               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
761               rtx label;
762
763               for (i = 0; i < len; i++)
764                 {
765                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
766                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
767                 }
768             }
769         }
770       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
771         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
772                           XEXP (note, 0));
773     }
774
775   /* Allocate space for the insn map.  */
776
777   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
778
779   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
780      not function inlining.  */
781   map->inline_target = 0;
782
783   /* The register and constant maps depend on the number of registers
784      present, so the final maps can't be created until after
785      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
786      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
787      is performed.  */
788
789   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
790   maxregnum = max_reg_num ();
791
792   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
793   max_local_regnum = maxregnum;
794
795   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
796      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
797      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
798
799      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
800      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
801      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
802
803   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
804   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
805   addr_combined_regs
806     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
807   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
808
809   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
810      inside the loop.  */
811   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
812     {
813       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
814       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
815
816       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
817          since it will also be used outside the loop.  */
818       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
819         copy_end_luid--;
820
821       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
822          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
823 #ifdef HAVE_cc0
824       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
825           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
826         copy_end_luid--;
827 #endif
828
829       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
830          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
831          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
832          to duplicate.  */
833       if (copy_start == loop_start)
834         copy_start_luid++;
835
836       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
837          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
838          results in better code.  */
839       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
840          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
841       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
842         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
843             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
844             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
845             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
846           {
847             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
848                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
849                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
850                for each unrolled copy of the loop.  */
851             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
852                set dominates all instructions from regno_first_uid to
853                regno_last_uid.  */
854             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
855                this check was more sophisticated.  */
856             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
857                                    copy_start, copy_end))
858               local_regno[r] = 1;
859
860             if (loop_dump_stream)
861               {
862                 if (local_regno[r])
863                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
864                 else
865                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
866                            r);
867               }
868           }
869     }
870
871   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
872      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
873      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
874      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
875      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
876
877   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
878      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
879      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
880      unrolled loop copies.  */
881
882   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
883      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
884      assumes that each induction variable can be represented as a function
885      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
886      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
887      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
888      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
889      we can not split induction variables here, because we can not calculate
890      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
891      is called.  */
892
893   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
894     {
895       rtx initial_value, final_value, increment;
896       enum machine_mode mode;
897
898       if (precondition_loop_p (loop,
899                                &initial_value, &final_value, &increment,
900                                &mode))
901         {
902           register rtx diff;
903           rtx *labels;
904           int abs_inc, neg_inc;
905
906           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
907
908           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
909                                    "unroll_loop_precondition");
910           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
911
912           init_reg_map (map, maxregnum);
913
914           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
915              the loop body.  */
916           if (unroll_number > 4)
917             unroll_number = 4;
918
919           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
920              not it is negative.  */
921           neg_inc = 0;
922           abs_inc = INTVAL (increment);
923           if (abs_inc < 0)
924             {
925               abs_inc = -abs_inc;
926               neg_inc = 1;
927             }
928
929           start_sequence ();
930
931           /* Calculate the difference between the final and initial values.
932              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
933              Let the following cse pass simplify this if initial value is
934              a constant.
935
936              We must copy the final and initial values here to avoid
937              improperly shared rtl.  */
938
939           diff = expand_binop (mode, sub_optab, copy_rtx (final_value),
940                                copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
941                                OPTAB_LIB_WIDEN);
942
943           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
944              and instruction.  */
945           diff = expand_binop (GET_MODE (diff), and_optab, diff,
946                                GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
947                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
948
949           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
950              loop entry point.  */
951
952           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
953           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
954             labels[i] = gen_label_rtx ();
955
956           /* Check for the case where the initial value is greater than or
957              equal to the final value.  In that case, we want to execute
958              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
959              case.  This check does not apply if the loop has a NE
960              comparison at the end.  */
961
962           if (loop_info->comparison_code != NE)
963             {
964               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
965                                        neg_inc ? LE : GE,
966                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[1]);
967               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION, NOT_TAKEN);
968               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
969               LABEL_NUSES (labels[1])++;
970             }
971
972           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
973              for a negative increment:  for a positive increment:
974              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
975              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
976              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
977              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
978
979           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
980              last case just falls through to the following code.  */
981
982           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
983              instead of the current linear list of branches.  */
984
985           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
986             {
987               int cmp_const;
988               enum rtx_code cmp_code;
989
990               /* For negative increments, must invert the constant compared
991                  against, except when comparing against zero.  */
992               if (i == 0)
993                 {
994                   cmp_const = 0;
995                   cmp_code = EQ;
996                 }
997               else if (neg_inc)
998                 {
999                   cmp_const = unroll_number - i;
1000                   cmp_code = GE;
1001                 }
1002               else
1003                 {
1004                   cmp_const = i;
1005                   cmp_code = LE;
1006                 }
1007
1008               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1009                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, 0,
1010                                        labels[i]);
1011               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1012               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1013               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1014                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1015             }
1016
1017           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1018              to handle other cases equivalent to 0.  */
1019
1020           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1021              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1022              For the negative increment case, the branch here could easily
1023              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1024              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1025
1026           if (abs_inc != 1)
1027             {
1028               int cmp_const;
1029               enum rtx_code cmp_code;
1030
1031               if (neg_inc)
1032                 {
1033                   cmp_const = abs_inc - 1;
1034                   cmp_code = LE;
1035                 }
1036               else
1037                 {
1038                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1039                   cmp_code = GE;
1040                 }
1041
1042               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1043                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[0]);
1044               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1045               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1046             }
1047
1048           sequence = gen_sequence ();
1049           end_sequence ();
1050           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1051
1052           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1053              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1054              and then reset it inside the loop when get to the last
1055              copy.  */
1056
1057           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1058             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1059           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1060             {
1061               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1062 #ifdef HAVE_cc0
1063               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1064                  we do not want to copy.  */
1065               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1066                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1067 #endif
1068             }
1069           else
1070             abort ();
1071
1072           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1073             {
1074               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1075                                 PREV_INSN (loop_start));
1076
1077               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1078               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1079                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1080                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1081               map->const_age = 0;
1082
1083               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1084                 if (local_label[j])
1085                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1086
1087               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1088                 if (local_regno[r])
1089                   {
1090                     map->reg_map[r]
1091                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1092                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1093                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1094                   }
1095               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1096                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1097                  branch.  */
1098
1099               if (i == unroll_number - 1)
1100                 {
1101                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1102                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1103                   else
1104                     copy_end = last_loop_insn;
1105                 }
1106
1107               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1108                  pass zero for that parameter.  */
1109               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1110                               unroll_type, start_label, loop_end,
1111                               loop_start, copy_end);
1112             }
1113           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1114
1115           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1116             {
1117               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1118               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1119             }
1120           else
1121             {
1122               insert_before = last_loop_insn;
1123 #ifdef HAVE_cc0
1124               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1125                  be a compare instruction which we do not want to copy
1126                  or delete.  */
1127               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1128                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1129 #endif
1130               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1131             }
1132
1133           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1134           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1135           loop_preconditioned = 1;
1136
1137           /* Clean up.  */
1138           free (labels);
1139         }
1140     }
1141
1142   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1143      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1144   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1145     {
1146       if (loop_dump_stream)
1147         fprintf (loop_dump_stream,
1148                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1149       goto egress;
1150     }
1151
1152   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1153
1154   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1155   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1156
1157   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1158      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1159      We precalculate and save this info here, since computing it is
1160      expensive.
1161
1162      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1163      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1164
1165   if (splitting_not_safe)
1166     temp = 0;
1167   else
1168     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1169
1170   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1171      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1172      the constant maps also.  */
1173
1174   maxregnum = max_reg_num ();
1175   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1176
1177   init_reg_map (map, maxregnum);
1178
1179   if (map->const_equiv_varray == 0)
1180     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1181                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1182                              "unroll_loop");
1183   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1184
1185   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1186      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1187
1188   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1189     {
1190       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1191         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1192 #if 0
1193       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1194       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1195         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1196           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1197 #endif
1198     }
1199
1200   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1201   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1202   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1203
1204   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1205      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1206      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1207      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1208      will never be replaced if it isn't done here.  */
1209
1210   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1211     {
1212       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1213       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1214         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1215     }
1216
1217   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1218      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1219      before the end of the loop.  */
1220
1221   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1222     {
1223       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1224       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1225               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1226       map->const_age = 0;
1227
1228       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1229         if (local_label[j])
1230           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1231
1232       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1233         if (local_regno[r])
1234           {
1235             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1236             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1237                                regno_reg_rtx[r], 0);
1238           }
1239
1240       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1241          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1242       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1243         {
1244           insn = PREV_INSN (copy_start);
1245           pattern = PATTERN (insn);
1246
1247           tem = get_label_from_map (map,
1248                                     CODE_LABEL_NUMBER
1249                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1250           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1251
1252           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1253              passes.  */
1254           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1255           LABEL_NUSES (tem)++;
1256         }
1257
1258       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1259                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1260                       loop_end, insert_before, insert_before);
1261     }
1262
1263   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1264      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1265      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1266
1267   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1268      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1269      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1270      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1271
1272   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1273     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1274   else
1275     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1276
1277   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1278      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1279
1280   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1281   while (insn != safety_label)
1282     {
1283       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1284          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1285          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1286          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1287          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1288          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1289          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1290       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1291       if (insn != start_label
1292           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1293           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1294                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1295         insn = delete_insn (insn);
1296       else
1297         insn = NEXT_INSN (insn);
1298     }
1299
1300   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1301      delete_insn calls.  */
1302   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1303     abort ();
1304   delete_insn (safety_label);
1305
1306   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1307      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1308      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1309      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1310      not taken.  */
1311   if (exit_label)
1312     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1313
1314  egress:
1315   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1316     {
1317       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1318       if (loop->vtop)
1319         delete_insn (loop->vtop);
1320       if (loop->cont)
1321         delete_insn (loop->cont);
1322       if (loop_start)
1323         delete_insn (loop_start);
1324       if (loop_end)
1325         delete_insn (loop_end);
1326     }
1327
1328   if (map->const_equiv_varray)
1329     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1330   if (map->label_map)
1331     {
1332       free (map->label_map);
1333       free (local_label);
1334     }
1335   free (map->insn_map);
1336   free (splittable_regs);
1337   free (splittable_regs_updates);
1338   free (addr_combined_regs);
1339   free (local_regno);
1340   if (map->reg_map)
1341     free (map->reg_map);
1342   free (map);
1343 }
1344 \f
1345 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1346    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1347
1348    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1349    determined, and if increment is a constant power of 2.
1350    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1351    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1352    is not considered `profitable'.  */
1353
1354 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1355    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1356    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1357    whether divide is cheap.
1358    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1359    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1360    reflected in RTX_COST.  */
1361
1362 int
1363 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1364      const struct loop *loop;
1365      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1366      enum machine_mode *mode;
1367 {
1368   rtx loop_start = loop->start;
1369   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1370
1371   if (loop_info->n_iterations > 0)
1372     {
1373       *initial_value = const0_rtx;
1374       *increment = const1_rtx;
1375       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1376       *mode = word_mode;
1377
1378       if (loop_dump_stream)
1379         {
1380           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1381                  loop_dump_stream);
1382           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1383                    loop_info->n_iterations);
1384           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1385         }
1386       return 1;
1387     }
1388
1389   if (loop_info->iteration_var == 0)
1390     {
1391       if (loop_dump_stream)
1392         fprintf (loop_dump_stream,
1393                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1394       return 0;
1395     }
1396   else if (loop_info->initial_value == 0)
1397     {
1398       if (loop_dump_stream)
1399         fprintf (loop_dump_stream,
1400                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1401       return 0;
1402     }
1403   else if (loop_info->increment == 0)
1404     {
1405       if (loop_dump_stream)
1406         fprintf (loop_dump_stream,
1407                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1408       return 0;
1409     }
1410   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1411     {
1412       if (loop_dump_stream)
1413         fprintf (loop_dump_stream,
1414                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1415       return 0;
1416     }
1417   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1418            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1419     {
1420       if (loop_dump_stream)
1421         fprintf (loop_dump_stream,
1422                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1423       return 0;
1424     }
1425
1426   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1427      not matter for preconditioning.  */
1428
1429   if (loop_info->final_value == 0)
1430     {
1431       if (loop_dump_stream)
1432         fprintf (loop_dump_stream,
1433                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1434       return 0;
1435     }
1436
1437   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1438      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1439      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1440      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1441      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1442   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1443        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1444       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1445           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1446       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1447     {
1448       if (loop_dump_stream)
1449         fprintf (loop_dump_stream,
1450                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1451       return 0;
1452     }
1453
1454   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1455      does not have code to deal with them.  */
1456   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1457       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1458     {
1459       if (loop_dump_stream)
1460         fprintf (loop_dump_stream,
1461                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1462       return 0;
1463     }
1464
1465   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1466      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1467
1468   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1469       > INSN_LUID (loop_start))
1470     {
1471       if (loop_dump_stream)
1472         fprintf (loop_dump_stream,
1473                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1474       return 0;
1475     }
1476
1477   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1478      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1479      iterations just like for BIV iterators.
1480
1481      Also note that the absolute values of initial_value and
1482      final_value are unimportant as only their difference is used for
1483      calculating the number of loop iterations.  */
1484   *initial_value = loop_info->initial_value;
1485   *increment = loop_info->increment;
1486   *final_value = loop_info->final_value;
1487
1488   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1489      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1490      both are constants.  */
1491   *mode = GET_MODE (*final_value);
1492   if (*mode == VOIDmode)
1493     {
1494       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1495       if (*mode == VOIDmode)
1496         *mode = word_mode;
1497     }
1498   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1499            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1500                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1501     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1502
1503   /* Success!  */
1504   if (loop_dump_stream)
1505     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1506   return 1;
1507 }
1508
1509 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1510    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1511    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1512    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1513    used with different
1514    modes.  */
1515
1516 static void
1517 init_reg_map (map, maxregnum)
1518      struct inline_remap *map;
1519      int maxregnum;
1520 {
1521   int i;
1522
1523   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1524     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1525   /* Just clear the rest of the entries.  */
1526   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1527     map->reg_map[i] = 0;
1528
1529   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1530     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1531   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1532     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1533 }
1534 \f
1535 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1536    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1537    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1538    verifying that all operands are of the proper form.
1539
1540    PATTERN must be the result of single_set.
1541    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1542
1543 static rtx
1544 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1545      rtx pattern, src_insn;
1546      unsigned int regno;
1547 {
1548   rtx increment;
1549   rtx increment_total = 0;
1550   int tries = 0;
1551
1552  retry:
1553   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1554      as the set source.  */
1555   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1556     {
1557       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1558          to the new_reg.  */
1559       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1560       pattern = PATTERN (src_insn);
1561       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1562         abort ();
1563
1564       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1565          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1566       delete_insn (get_last_insn ());
1567     }
1568
1569   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1570   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1571   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1572     {
1573       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1574          too big to be an add immed operand.  */
1575       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1576       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1577
1578       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1579          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1580          one of the LO_SUM rtx.  */
1581       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1582         increment = XEXP (increment, 1);
1583
1584       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1585          note to the store insn.  */
1586       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1587         {
1588           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1589           if (note)
1590             increment = XEXP (note, 0);
1591         }
1592
1593       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1594                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1595                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1596         {
1597           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1598              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1599           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1600           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1601
1602           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1603           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1604           /* Don't need the last insn anymore.  */
1605           delete_insn (get_last_insn ());
1606
1607           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1608               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1609             abort ();
1610
1611           if (code == IOR)
1612             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1613           else if (code == PLUS)
1614             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1615           else
1616             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1617         }
1618
1619       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1620         abort ();
1621
1622       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1623          so delete it.  */
1624       delete_insn (get_last_insn ());
1625     }
1626
1627   if (increment_total)
1628     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1629   else
1630     increment_total = increment;
1631
1632   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1633      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1634   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1635       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1636     {
1637       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1638          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1639          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1640
1641       if (tries == 0)
1642         {
1643           tries++;
1644
1645           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1646           pattern = PATTERN (src_insn);
1647
1648           delete_insn (get_last_insn ());
1649
1650           goto retry;
1651         }
1652
1653       abort ();
1654     }
1655
1656   return increment_total;
1657 }
1658
1659 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1660    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1661    the reg_map entries can change during copying.  */
1662
1663 static rtx
1664 initial_reg_note_copy (notes, map)
1665      rtx notes;
1666      struct inline_remap *map;
1667 {
1668   rtx copy;
1669
1670   if (notes == 0)
1671     return 0;
1672
1673   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1674   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1675
1676   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1677     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1678   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1679     /* Don't substitute for these yet.  */
1680     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1681   else
1682     abort ();
1683
1684   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1685
1686   return copy;
1687 }
1688
1689 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1690
1691 static void
1692 final_reg_note_copy (notesp, map)
1693      rtx *notesp;
1694      struct inline_remap *map;
1695 {
1696   while (*notesp)
1697     {
1698       rtx note = *notesp;
1699       
1700       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1701         {
1702           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1703              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1704              note.  */
1705           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1706             {
1707               *notesp = XEXP (note, 1);
1708               continue;
1709             }
1710           else
1711             {
1712               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1713
1714               /* If we failed to remap the note, something is awry.  */
1715               if (!insn)
1716                 abort ();
1717
1718               XEXP (note, 0) = insn;
1719             }
1720         }
1721
1722       notesp = &XEXP (note, 1);
1723     }
1724 }
1725
1726 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1727    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1728
1729 static void
1730 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1731                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1732                 copy_notes_from)
1733      struct loop *loop;
1734      rtx copy_start, copy_end;
1735      struct inline_remap *map;
1736      rtx exit_label;
1737      int last_iteration;
1738      enum unroll_types unroll_type;
1739      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1740 {
1741   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1742   rtx insn, pattern;
1743   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1744   int dest_reg_was_split, i;
1745 #ifdef HAVE_cc0
1746   rtx cc0_insn = 0;
1747 #endif
1748   rtx final_label = 0;
1749   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1750
1751   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1752      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1753      after the end of this loop body if it was ever used.
1754
1755      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1756      to itself.  */
1757   if (! last_iteration)
1758     {
1759       final_label = gen_label_rtx ();
1760       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1761     }
1762   else
1763     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1764
1765   start_sequence ();
1766
1767   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1768      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1769      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1770      a variety of losing behaviors later.  */
1771   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1772
1773   insn = copy_start;
1774   do
1775     {
1776       insn = NEXT_INSN (insn);
1777
1778       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1779
1780       switch (GET_CODE (insn))
1781         {
1782         case INSN:
1783           pattern = PATTERN (insn);
1784           copy = 0;
1785           giv_inc = 0;
1786
1787           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1788              some split address givs.  (Combined in the sense that
1789              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1790              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1791              find the address givs.  Then split the address givs.
1792              Do this before splitting the giv, since that may map the
1793              SET_DEST to a new register.  */
1794
1795           if ((set = single_set (insn))
1796               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1797               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1798             {
1799               struct iv_class *bl;
1800               struct induction *v, *tv;
1801               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1802
1803               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1804               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1805
1806               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1807                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1808                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1809                  we might accidentally delete insns generated immediately
1810                  below by emit_unrolled_add.  */
1811
1812               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1813
1814               /* Now find all address giv's that were combined with this
1815                  giv 'v'.  */
1816               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1817                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1818                   {
1819                     int this_giv_inc;
1820
1821                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1822                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1823                       continue;
1824
1825                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1826                        the two givs are different.  */
1827                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1828                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1829                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1830                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1831
1832                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1833                     *tv->location = tv->dest_reg;
1834
1835                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1836                       {
1837                         /* Must emit an insn to increment the split address
1838                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1839                            was a constant eliminated from the address.  */
1840                         rtx value, dest_reg;
1841
1842                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1843                            or else a register plus a constant.  */
1844                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1845                           dest_reg = tv->dest_reg;
1846                         else
1847                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1848
1849                         /* Check for shared address givs, and avoid
1850                            incrementing the shared pseudo reg more than
1851                            once.  */
1852                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1853                           {
1854                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1855                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1856                                to add the const_adjust amount before calling
1857                                emit_unrolled_add below.  */
1858                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1859                                                    tv->const_adjust);
1860
1861                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1862                               {
1863                                 /* The constant could be too large for an add
1864                                    immediate, so can't directly emit an insn
1865                                    here.  */
1866                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1867                                                    XEXP (value, 1));
1868                               }
1869                           }
1870
1871                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1872                            it is used after the set we have just emitted.
1873                            We must subtract the const_adjust factor added in
1874                            above.  */
1875                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1876                                                       -tv->const_adjust);
1877                         *tv->location = tv->dest_reg;
1878                       }
1879                   }
1880             }
1881
1882           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1883              how to split the variable, create a new set based on this split,
1884              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1885              use the new split variable.  */
1886
1887           dest_reg_was_split = 0;
1888
1889           if ((set = single_set (insn))
1890               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1891               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1892             {
1893               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1894               unsigned int src_regno;
1895
1896               dest_reg_was_split = 1;
1897
1898               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1899               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1900               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1901                  already computed above.  */
1902               if (giv_inc == 0)
1903                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1904
1905               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1906
1907               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1908                 {
1909                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1910                      variable to a known constant value.  */
1911
1912                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1913                      value, so we must use plus_constant here.  */
1914                   splittable_regs[regno]
1915                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1916                                      INTVAL (giv_inc));
1917
1918                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1919                     {
1920                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1921                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1922                     }
1923                   else
1924                     {
1925                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1926                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1927                          variable.  */
1928                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1929                       giv_inc = const0_rtx;
1930                     }
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1935                      register for the iteration variable, and set it to
1936                      be a constant plus the original register.  Except
1937                      on the last iteration, when the result has to
1938                      go back into the original iteration var register.  */
1939
1940                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1941                      when split.  This happens for bivs which need their
1942                      final value set before loop entry.  The new register
1943                      for the biv was stored in the biv's first struct
1944                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1945
1946                   if (regno < ivs->n_regs
1947                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1948                     {
1949                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1950                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1951                     }
1952
1953 #if 0
1954                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1955                      this would have to remap those givs also.  See
1956                      find_splittable_regs.  */
1957 #endif
1958
1959                   splittable_regs[regno]
1960                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1961                                            giv_inc,
1962                                            splittable_regs[src_regno]);
1963                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1964
1965                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1966                      of this insn to a new register, and setting its
1967                      reg_map entry to point to this new register.
1968
1969                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1970                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1971                      to ensure that the iv will have the proper value when
1972                      the loop exits or repeats.
1973
1974                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1975                      because it can only be greater than one if all
1976                      instructions modifying the iv are always executed in
1977                      order.  */
1978
1979                   if (! last_iteration
1980                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1981                     {
1982                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1983                       giv_dest_reg = tem;
1984                       map->reg_map[regno] = tem;
1985                       record_base_value (REGNO (tem),
1986                                          giv_inc == const0_rtx
1987                                          ? giv_src_reg
1988                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1989                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1990                                          1);
1991                     }
1992                   else
1993                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1994                 }
1995
1996               /* The constant being added could be too large for an add
1997                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1998               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1999               copy = get_last_insn ();
2000               pattern = PATTERN (copy);
2001             }
2002           else
2003             {
2004               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2005               copy = emit_insn (pattern);
2006             }
2007           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2008
2009 #ifdef HAVE_cc0
2010           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2011              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2012              In that case, the call to recog via validate_change will
2013              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2014              do it when we emit the following insn.
2015
2016              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2017              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2018              following branch insn to see which what kind of compare to
2019              emit.
2020
2021              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2022              well.  */
2023           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2024             cc0_insn = copy;
2025           else
2026             {
2027               if (cc0_insn)
2028                 try_constants (cc0_insn, map);
2029               cc0_insn = 0;
2030               try_constants (copy, map);
2031             }
2032 #else
2033           try_constants (copy, map);
2034 #endif
2035
2036           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2037              know there are no backward branches across iteration variable
2038              settings which would invalidate this.  */
2039           if (dest_reg_was_split)
2040             {
2041               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2042
2043               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2044                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2045                       == map->const_age))
2046                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2047             }
2048           break;
2049
2050         case JUMP_INSN:
2051           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2052           copy = emit_jump_insn (pattern);
2053           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2054
2055           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2056               && ! last_iteration)
2057             {
2058               /* Update JUMP_LABEL make invert_jump work correctly.  */
2059               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2060                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2061                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2062               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2063
2064               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2065                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2066                  In this case, we want to change the original fall through
2067                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2068                  original jump label case to fall_through.  */
2069
2070               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2071                 {
2072                   rtx jmp;
2073                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2074                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2075                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2076                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2077                      that.  */
2078                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2079                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2080                   emit_label_after (lab, jmp);
2081                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2082                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2083                     abort ();
2084                 }
2085             }
2086
2087 #ifdef HAVE_cc0
2088           if (cc0_insn)
2089             try_constants (cc0_insn, map);
2090           cc0_insn = 0;
2091 #endif
2092           try_constants (copy, map);
2093
2094           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2095              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2096           if (JUMP_LABEL (insn))
2097             {
2098               rtx label = 0;
2099
2100               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2101                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2102               if ((set = single_set (copy)))
2103                 {
2104                   tem = SET_SRC (set);
2105                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2106                     label = XEXP (tem, 0);
2107                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2108                     {
2109                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2110                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2111                       else
2112                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2113                     }
2114                 }
2115
2116               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2117                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2118               else
2119                 {
2120                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2121                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2122                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2123                   JUMP_LABEL (copy)
2124                     = get_label_from_map (map,
2125                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2126                 }
2127
2128               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2129                  use count so that the label will not be deleted when the
2130                  original jump is deleted.  */
2131               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2132             }
2133           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2134                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2135             {
2136               rtx pat = PATTERN (copy);
2137               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2138               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2139               int i;
2140
2141               for (i = 0; i < len; i++)
2142                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2143             }
2144
2145           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2146              direction is now known, we must do something special.  */
2147           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2148             {
2149 #ifdef HAVE_cc0
2150               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2151               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2152                 delete_insn (PREV_INSN (copy));
2153 #endif
2154
2155               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2156               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2157                 {
2158                   /* Don't let delete_insn delete the label referenced here,
2159                      because we might possibly need it later for some other
2160                      instruction in the loop.  */
2161                   if (JUMP_LABEL (copy))
2162                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2163                   delete_insn (copy);
2164                   if (JUMP_LABEL (copy))
2165                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))--;
2166                   copy = 0;
2167                 }
2168               else
2169                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2170                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2171                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2172                 emit_barrier ();
2173             }
2174           break;
2175
2176         case CALL_INSN:
2177           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2178           copy = emit_call_insn (pattern);
2179           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2180
2181           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2182              than hard registers, we need to copy it.  */
2183           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2184             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2185                                        map, 0);
2186
2187 #ifdef HAVE_cc0
2188           if (cc0_insn)
2189             try_constants (cc0_insn, map);
2190           cc0_insn = 0;
2191 #endif
2192           try_constants (copy, map);
2193
2194           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2195           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2196             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2197           break;
2198
2199         case CODE_LABEL:
2200           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2201              copy of this label since no one will use it.  */
2202
2203           if (insn != start_label)
2204             {
2205               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2206                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2207               map->const_age++;
2208             }
2209           break;
2210
2211         case BARRIER:
2212           copy = emit_barrier ();
2213           break;
2214
2215         case NOTE:
2216           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2217              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2218           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2219              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2220              this new block.  */
2221
2222           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2223               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2224               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2225               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2226                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2227                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2228             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2229                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2230           else
2231             copy = 0;
2232           break;
2233
2234         default:
2235           abort ();
2236         }
2237
2238       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2239     }
2240   while (insn != copy_end);
2241
2242   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2243   insn = copy_start;
2244   do
2245     {
2246       insn = NEXT_INSN (insn);
2247       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2248            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2249           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2250         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2251     }
2252   while (insn != copy_end);
2253
2254   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2255      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2256      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2257      iteration, because the original notes won't be deleted.
2258
2259      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2260      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2261      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2262      copy) when not from preconditioning code.  */
2263
2264   if (! last_iteration)
2265     {
2266       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2267         {
2268           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2269              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2270              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2271              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2272              instructions before the last insn in the loop, and if the
2273              end test is that short, there will be a VTOP note between
2274              the CONT note and the test.  */
2275           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2276               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2277               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2278               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2279             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2280         }
2281     }
2282
2283   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2284     emit_label (final_label);
2285
2286   tem = gen_sequence ();
2287   end_sequence ();
2288   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2289 }
2290 \f
2291 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2292    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2293    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2294
2295 void
2296 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2297      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2298 {
2299   rtx result;
2300
2301   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
2302                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2303
2304   if (dest_reg != result)
2305     emit_move_insn (dest_reg, result);
2306 }
2307 \f
2308 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2309    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2310    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2311
2312 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2313    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2314    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2315
2316 int
2317 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2318      const struct loop *loop;
2319      rtx insn;
2320 {
2321   rtx p, q, target_insn;
2322   rtx loop_start = loop->start;
2323   rtx loop_end = loop->end;
2324   rtx orig_loop_end = loop->end;
2325
2326   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2327   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2328   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2329     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2330
2331   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2332      deleted insn following it.  */
2333   while (INSN_DELETED_P (insn))
2334     insn = NEXT_INSN (insn);
2335
2336   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2337      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2338      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2339   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2340     return 0;
2341
2342   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2343     {
2344       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2345         {
2346           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2347
2348           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2349              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2350              since insn may not have an LUID entry.  */
2351           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2352             if (q == target_insn)
2353               return 1;
2354         }
2355     }
2356
2357   return 0;
2358 }
2359
2360 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2361    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2362    value of giv's.  */
2363
2364 static rtx
2365 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2366      rtx mult1, mult2, add1;
2367      enum machine_mode mode;
2368 {
2369   rtx temp, mult_res;
2370   rtx result;
2371
2372   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2373      check to make sure.  */
2374   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2375       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2376       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2377     abort ();
2378
2379   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2380      will be a constant.  */
2381   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2382     {
2383       temp = mult2;
2384       mult2 = mult1;
2385       mult1 = temp;
2386     }
2387
2388   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2389   if (! mult_res)
2390     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2391
2392   /* Again, put the constant second.  */
2393   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2394     {
2395       temp = add1;
2396       add1 = mult_res;
2397       mult_res = temp;
2398     }
2399
2400   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2401   if (! result)
2402     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2403
2404   return result;
2405 }
2406
2407 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2408    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2409
2410    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2411    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2412
2413 rtx
2414 biv_total_increment (bl)
2415      const struct iv_class *bl;
2416 {
2417   struct induction *v;
2418   rtx result;
2419
2420   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2421      instruction must be executed only once each time through the loop.
2422      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2423      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2424      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2425      an increment).  */
2426
2427   result = const0_rtx;
2428   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2429     {
2430       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2431           && ! v->maybe_multiple)
2432         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2433       else
2434         return 0;
2435     }
2436
2437   return result;
2438 }
2439
2440 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2441    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2442    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2443    in the splittable_regs array.
2444
2445    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2446    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2447    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2448    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2449    value of the induction variable and the value the induction variable had
2450    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2451
2452    Returns the total number of instructions that set registers that are
2453    splittable.  */
2454
2455 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2456    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2457    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2458    should not involve a multiply however.  */
2459
2460 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2461    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2462    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2463
2464 static int
2465 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2466      const struct loop *loop;
2467      enum unroll_types unroll_type;
2468      int unroll_number;
2469 {
2470   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2471   struct iv_class *bl;
2472   struct induction *v;
2473   rtx increment, tem;
2474   rtx biv_final_value;
2475   int biv_splittable;
2476   int result = 0;
2477
2478   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2479     {
2480       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2481          otherwise we can not calculate the split values.  */
2482
2483       increment = biv_total_increment (bl);
2484       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2485         continue;
2486
2487       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2488          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2489          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2490          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2491          value on loop exit.  */
2492
2493       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2494          a fall through at the end.  */
2495
2496       biv_splittable = 1;
2497       biv_final_value = 0;
2498       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2499           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2500           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2501               || ! bl->init_insn
2502               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2503               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2504                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2505               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2506           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2507         biv_splittable = 0;
2508
2509       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2510          PLUS, we don't know how to split it.  */
2511       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2512         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2513             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2514             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2515             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2516           biv_splittable = 0;
2517
2518       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2519          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2520          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2521          biv's value in their initialization code.  */
2522
2523       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2524          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2525
2526       if (biv_splittable == 1)
2527         {
2528           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2529             {
2530               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2531                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2532                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2533                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2534
2535               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2536                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2537                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2538                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2539                 {
2540                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2541
2542                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2543                   loop_insn_hoist (loop, 
2544                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2545
2546                   if (loop_dump_stream)
2547                     fprintf (loop_dump_stream,
2548                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2549                              bl->regno, REGNO (tem));
2550
2551                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2552                 }
2553               else
2554                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2555             }
2556           else
2557             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2558
2559           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2560              we can treat the last one specially.  */
2561
2562           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2563           result += bl->biv_count;
2564
2565           if (loop_dump_stream)
2566             fprintf (loop_dump_stream,
2567                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2568         }
2569
2570       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2571          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2572          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2573          loop, and the givs aren't.  */
2574
2575       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2576                                       unroll_number);
2577
2578       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2579          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2580          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2581          biv's value in their initialization code.  */
2582       if (biv_final_value)
2583         {
2584           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2585              loop to ensure that it will always be executed no matter
2586              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2587              since this is slightly more efficient.  */
2588           if (! loop->exit_count)
2589             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2590                                                  biv_final_value));
2591           else
2592             {
2593               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2594                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2595                  is set to its final value before loop start to ensure that
2596                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2597                  exits.  */
2598               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2599               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2600
2601               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2602               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2603                                                     biv_final_value));
2604
2605               if (loop_dump_stream)
2606                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2607                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2608
2609               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2610                  register.  */
2611               bl->biv->src_reg = tem;
2612             }
2613         }
2614     }
2615   return result;
2616 }
2617
2618 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2619    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2620    instruction.  */
2621
2622 static int
2623 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2624      struct induction *v;
2625      rtx giv_inc;
2626      int unroll_number;
2627 {
2628   int ret = 1;
2629   rtx orig_addr = *v->location;
2630   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2631                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2632
2633   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2634      that we have may have a match_dup.  */
2635   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2636       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2637     ret = 0;
2638
2639   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2640    succeed.  */
2641   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2642     abort ();
2643
2644   return ret;
2645 }
2646
2647 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2648    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2649
2650    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2651
2652 static int
2653 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2654      const struct loop *loop;
2655      struct iv_class *bl;
2656      enum unroll_types unroll_type;
2657      rtx increment;
2658      int unroll_number;
2659 {
2660   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2661   struct induction *v, *v2;
2662   rtx final_value;
2663   rtx tem;
2664   int result = 0;
2665
2666   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2667      multiple identical givs in the same insn.  */
2668   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2669     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2670       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2671           && ! v2->same_insn)
2672         v2->same_insn = v;
2673
2674   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2675     {
2676       rtx giv_inc, value;
2677
2678       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2679          being completely unrolled.  */
2680       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2681         continue;
2682
2683       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2684          and only once on every iteration of the loop.  */
2685       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2686          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2687          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2688          won't reach here if they aren't.  */
2689       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2690           && (! v->always_computable
2691               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2692         continue;
2693
2694       /* The giv increment value must be a constant.  */
2695       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2696                                    v->mode);
2697       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2698         continue;
2699
2700       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2701          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2702          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2703          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2704          proper value on loop exit.  */
2705
2706       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2707          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2708          DEST_ADDR giv.  */
2709
2710       final_value = 0;
2711       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2712           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2713           && v->giv_type != DEST_ADDR
2714           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2715              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2716              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2717           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2718               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2719                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2720                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2721                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2722                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2723                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2724                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2725               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2726               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2727                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2728           && ! (final_value = v->final_value))
2729         continue;
2730
2731 #if 0
2732       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2733       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2734          code below does.  */
2735
2736       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2737          then must emit an instruction to set the final value.  */
2738       if (final_value && !v->new_reg)
2739         {
2740           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2741              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2742              to its final value before loop start to ensure that this insn
2743              will always be executed, no matter how we exit.  */
2744           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2745           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2746           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2747
2748           if (loop_dump_stream)
2749             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2750                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2751
2752           v->src_reg = tem;
2753         }
2754 #endif
2755
2756       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2757          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2758
2759       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2760         {
2761           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2762              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2763              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2764              be set, so then we do exactly the same thing as
2765              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2766           rtx biv_initial_value;
2767
2768           if (splittable_regs[bl->regno])
2769             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2770           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2771                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2772                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2773             biv_initial_value = bl->initial_value;
2774           else
2775             {
2776               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2777
2778               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2779               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2780               biv_initial_value = tem;
2781             }
2782           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2783           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2784                                      v->add_val, v->mode);
2785         }
2786       else
2787         value = const0_rtx;
2788
2789       if (v->new_reg)
2790         {
2791           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2792              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2793              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2794              case.  */
2795           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2796             {
2797               if (loop_dump_stream)
2798                 fprintf (loop_dump_stream,
2799                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2800               continue;
2801             }
2802           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2803              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2804           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2805             {
2806               /* If value is not a constant, register, or register plus
2807                  constant, then compute its value into a register before
2808                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2809                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2810                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2811                  is going before the loop start.  */
2812               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2813                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2814                   && GET_CODE (value) != REG
2815                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2816                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2817                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2818                 {
2819                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2820                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2821                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2822                                           v->add_val, tem);
2823                   value = tem;
2824                 }
2825
2826               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2827             }
2828           else
2829             {
2830               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2831                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2832                  unnecessary.  */
2833
2834               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2835                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2836                  what we want for split addr regs. We always create a new
2837                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2838
2839               /* If we have multiple identical address givs within a
2840                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2841                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2842                  of the other.  */
2843
2844               v->const_adjust = 0;
2845
2846               if (v->same_insn)
2847                 {
2848                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2849                   if (loop_dump_stream)
2850                     fprintf (loop_dump_stream,
2851                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2852                              INSN_UID (v->insn));
2853                 }
2854               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2855                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2856                  each.  */
2857               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2858                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2859                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2860                        && v->same->unrolled
2861                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2862                           where the add and mult values are not equal.
2863                           To share a register here, the values must be
2864                           equal.  */
2865                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2866                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2867                        /* If the memory references have different modes,
2868                           then the address may not be valid and we must
2869                           not share registers.  */
2870                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2871                 {
2872                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2873                   v->shared = 1;
2874                 }
2875               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2876                 {
2877                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2878                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2879                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2880
2881                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2882                   struct induction *same = v->same;
2883                   rtx new_reg = v->new_reg;
2884                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2885
2886                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2887                      then this constant can be pulled out and put in value,
2888                      instead of being part of the initialization code.  */
2889
2890                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2891                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2892                     {
2893                       v->dest_reg
2894                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2895
2896                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2897                          Try to validate both the first and the last
2898                          address resulting from loop unrolling, if
2899                          one fails, then can't do const elim here.  */
2900                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2901                         {
2902                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2903                              that we can calculate the dest_reg's increment
2904                              value later.  */
2905                           v->const_adjust = -INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2906
2907                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2908                           if (loop_dump_stream)
2909                             fprintf (loop_dump_stream,
2910                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2911                                      REGNO (tem));
2912                         }
2913                       else
2914                         v->dest_reg = tem;
2915                     }
2916                   else
2917                     v->dest_reg = tem;
2918
2919                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2920                      now, and fail completely if either the first or the last
2921                      unrolled copy of the address is not a valid address
2922                      for the instruction that uses it.  */
2923                   if (v->dest_reg == tem
2924                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2925                     {
2926                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2927                         if (v2->same_insn == v)
2928                           v2->same_insn = 0;
2929
2930                       if (loop_dump_stream)
2931                         fprintf (loop_dump_stream,
2932                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2933                                  INSN_UID (v->insn));
2934                       continue;
2935                     }
2936
2937                   v->new_reg = new_reg;
2938                   v->same = same;
2939
2940                   /* We set this after the address check, to guarantee that
2941                      the register will be initialized.  */
2942                   v->unrolled = 1;
2943
2944                   /* To initialize the new register, just move the value of
2945                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2946                      instruction on machines with complex addressing modes.
2947                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2948                      to calculate the value from scratch.  */
2949                   loop_insn_hoist (loop, gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2950                                                       copy_rtx (v->new_reg)));
2951                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
2952                     {
2953                       rtx sequence, ret;
2954
2955                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2956                          value, because the loop may have been preconditioned.
2957                          We must calculate it from NEW_REG.  */
2958                       delete_insn (PREV_INSN (loop->start));
2959
2960                       start_sequence ();
2961                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2962                       if (ret != tem)
2963                         emit_move_insn (tem, ret);
2964                       sequence = gen_sequence ();
2965                       end_sequence ();
2966                       loop_insn_hoist (loop, sequence);
2967
2968                       if (loop_dump_stream)
2969                         fprintf (loop_dump_stream,
2970                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2971                     }
2972                 }
2973               else
2974                 {
2975                   v->dest_reg = value;
2976
2977                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2978                      if the resulting address would be invalid.  */
2979                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2980                     {
2981                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2982                         if (v2->same_insn == v)
2983                           v2->same_insn = 0;
2984
2985                       if (loop_dump_stream)
2986                         fprintf (loop_dump_stream,
2987                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2988                                  INSN_UID (v->insn));
2989                       continue;
2990                     }
2991                 }
2992
2993               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
2994                  will not be a problem as this insn will always be copied
2995                  later.  */
2996
2997               *v->location = v->dest_reg;
2998
2999               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3000                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3001                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3002                  itself does not have to be splittable.  */
3003
3004               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3005                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3006
3007               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3008                 {
3009                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3010                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3011
3012                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3013
3014                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3015                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3016                   if (! v->same)
3017                     {
3018                       v->same = v;
3019                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3020                     }
3021                 }
3022
3023               if (loop_dump_stream)
3024                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3025             }
3026         }
3027       else
3028         {
3029 #if 0
3030           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3031              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3032              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3033              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3034              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3035              be live across loop iterations.  */
3036
3037           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3038           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3039                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3040 #else
3041           continue;
3042 #endif
3043         }
3044
3045       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3046          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3047          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3048          where this may not be a register.  */
3049
3050       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3051         {
3052           int count = 1;
3053           if (! v->ignore)
3054             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
3055
3056           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3057         }
3058
3059       result++;
3060
3061       if (loop_dump_stream)
3062         {
3063           int regnum;
3064
3065           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3066             regnum = -1;
3067           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3068             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3069           else
3070             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3071           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3072                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3073         }
3074     }
3075
3076   return result;
3077 }
3078 \f
3079 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3080    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3081    the register to some value, and appears before the first use of the register
3082    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3083
3084 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3085    it can search past if statements and other similar structures.  */
3086
3087 static int
3088 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3089      const struct loop *loop;
3090      rtx reg;
3091 {
3092   rtx insn, label;
3093   enum rtx_code code;
3094   int jump_count = 0;
3095   int label_count = 0;
3096
3097   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3098      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3099      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3100      such inner loop exits.  */
3101
3102   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3103     label_count++;
3104
3105   if (label_count != loop->exit_count)
3106     return 0;
3107
3108   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3109      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3110      list to it.  */
3111   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3112   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3113
3114   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3115     {
3116       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3117          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3118          a conditional jump.  */
3119
3120       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3121       while (insn)
3122         {
3123           code = GET_CODE (insn);
3124           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3125             {
3126               rtx set;
3127
3128               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3129                 return 0;
3130
3131               set = single_set (insn);
3132               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3133                 break;
3134             }
3135
3136           if (code == JUMP_INSN)
3137             {
3138               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3139                 break;
3140               else if (!any_uncondjump_p (insn)
3141                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3142                        || jump_count++ > 20)
3143                 return 0;
3144               else
3145                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3146             }
3147
3148           insn = NEXT_INSN (insn);
3149         }
3150     }
3151
3152   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3153   return 1;
3154 }
3155
3156 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3157    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3158
3159 rtx
3160 final_biv_value (loop, bl)
3161      const struct loop *loop;
3162      struct iv_class *bl;
3163 {
3164   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3165   rtx increment, tem;
3166
3167   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3168
3169   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3170     return 0;
3171
3172   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3173      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3174      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3175      no other loop exits, so we can return any value.  */
3176   if (bl->reversed)
3177     {
3178       if (loop_dump_stream)
3179         fprintf (loop_dump_stream,
3180                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3181
3182       return const0_rtx;
3183     }
3184
3185   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3186      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3187      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3188      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3189      value of the biv must be invariant.  */
3190
3191   if (n_iterations != 0
3192       && ! loop->exit_count
3193       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3194     {
3195       increment = biv_total_increment (bl);
3196
3197       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3198         {
3199           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3200              end to calculate this value into a temporary register in
3201              case it is needed later.  */
3202
3203           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3204           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3205           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3206                                  bl->initial_value, tem);
3207
3208           if (loop_dump_stream)
3209             fprintf (loop_dump_stream,
3210                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3211
3212           return tem;
3213         }
3214     }
3215
3216   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3217   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3218     {
3219       if (loop_dump_stream)
3220         fprintf (loop_dump_stream,
3221                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3222                  bl->regno);
3223
3224       return const0_rtx;
3225     }
3226
3227   return 0;
3228 }
3229
3230 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3231    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3232
3233 rtx
3234 final_giv_value (loop, v)
3235      const struct loop *loop;
3236      struct induction *v;
3237 {
3238   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3239   struct iv_class *bl;
3240   rtx insn;
3241   rtx increment, tem;
3242   rtx seq;
3243   rtx loop_end = loop->end;
3244   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3245
3246   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3247
3248   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3249      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3250      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3251      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3252   if (bl->reversed)
3253     {
3254       if (loop_dump_stream)
3255         fprintf (loop_dump_stream,
3256                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3257                  REGNO (v->dest_reg));
3258       return const0_rtx;
3259     }
3260
3261   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3262      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3263      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3264
3265   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3266      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3267      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3268      to be known.  */
3269
3270   if (n_iterations != 0
3271       && ! loop->exit_count)
3272     {
3273       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3274          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3275          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3276          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3277          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3278          biv value here if it is not eliminable.  */
3279
3280       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3281          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3282          be valid if it is invariant.  */
3283
3284       increment = biv_total_increment (bl);
3285
3286       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3287           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3288         {
3289           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3290              (n_iterations * increment) + initial_value */
3291
3292           /* The loop exit value of the giv is then
3293              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3294              The extra increments are any increments to the biv which
3295              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3296              We must search from the insn that sets the giv to the end
3297              of the loop to calculate this value.  */
3298
3299           /* Put the final biv value in tem.  */
3300           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3301           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3302           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3303                                  GEN_INT (n_iterations),
3304                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3305                                  tem);
3306
3307           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3308           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3309                insn = NEXT_INSN (insn))
3310             {
3311               struct induction *biv;
3312
3313               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3314                 if (biv->insn == insn)
3315                   {
3316                     start_sequence ();
3317                     tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
3318                                         biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3319                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
3320                     seq = gen_sequence ();
3321                     end_sequence ();
3322                     loop_insn_sink (loop, seq);
3323                   }
3324             }
3325
3326           /* Now calculate the giv's final value.  */
3327           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3328
3329           if (loop_dump_stream)
3330             fprintf (loop_dump_stream,
3331                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3332                      REGNO (v->dest_reg));
3333
3334           return tem;
3335         }
3336     }
3337
3338   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3339   if (v->replaceable)
3340     abort ();
3341
3342   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3343   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3344     {
3345       if (loop_dump_stream)
3346         fprintf (loop_dump_stream,
3347                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3348                  REGNO (v->dest_reg));
3349
3350       return const0_rtx;
3351     }
3352
3353   return 0;
3354 }
3355
3356 /* Look back before LOOP->START for then insn that sets REG and return
3357    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3358    the SET_SRC of REG.  */
3359
3360 static rtx
3361 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3362      const struct loop *loop;
3363      rtx reg;
3364 {
3365   rtx loop_start = loop->start;
3366   rtx insn, set;
3367   rtx ret;
3368
3369   ret = reg;
3370   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3371     {
3372       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3373         break;
3374
3375       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3376         {
3377           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3378              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3379              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3380           if ((set = single_set (insn))
3381               && (SET_DEST (set) == reg))
3382             {
3383               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3384
3385               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3386                  Other things, divide in particular, will cause
3387                  problems later if we use them.  */
3388               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3389                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3390                 ret = XEXP (note, 0);
3391               else
3392                 ret = SET_SRC (set);
3393
3394               /* We cannot do this if it changes between the
3395                  assignment and loop start though.  */
3396               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3397                 ret = reg;
3398             }
3399           break;
3400         }
3401     }
3402   return ret;
3403 }
3404
3405 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3406
3407    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3408    and a second term.
3409
3410    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3411
3412    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3413    the proper form.  */
3414
3415 static rtx
3416 subtract_reg_term (op, reg)
3417      rtx op, reg;
3418 {
3419   if (op == reg)
3420     return const0_rtx;
3421   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3422     {
3423       if (XEXP (op, 0) == reg)
3424         return XEXP (op, 1);
3425       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3426         return XEXP (op, 0);
3427     }
3428   /* OP does not contain REG as a term.  */
3429   abort ();
3430 }
3431
3432 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3433    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3434    REG or a PLUS of a REG.  */
3435
3436 static rtx
3437 find_common_reg_term (op0, op1)
3438      rtx op0, op1;
3439 {
3440   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3441       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3442     {
3443       rtx op00;
3444       rtx op01;
3445       rtx op10;
3446       rtx op11;
3447
3448       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3449         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3450       else
3451         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3452
3453       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3454         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3455       else
3456         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3457
3458       /* Find and return common register term if present.  */
3459       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3460         return op00;
3461       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3462         return op01;
3463     }
3464
3465   /* No common register term found.  */
3466   return NULL_RTX;
3467 }
3468
3469 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3470    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3471    be calculated, otherwise returns zero.  */
3472
3473 unsigned HOST_WIDE_INT
3474 loop_iterations (loop)
3475      struct loop *loop;
3476 {
3477   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3478   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3479   rtx comparison, comparison_value;
3480   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3481   enum rtx_code comparison_code;
3482   HOST_WIDE_INT inc;
3483   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3484   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3485   int off_by_one;
3486   int increment_dir;
3487   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3488   rtx last_loop_insn;
3489   rtx reg_term;
3490   struct iv_class *bl;
3491
3492   loop_info->n_iterations = 0;
3493   loop_info->initial_value = 0;
3494   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3495   loop_info->comparison_value = 0;
3496   loop_info->final_value = 0;
3497   loop_info->final_equiv_value = 0;
3498   loop_info->increment = 0;
3499   loop_info->iteration_var = 0;
3500   loop_info->unroll_number = 1;
3501   loop_info->iv = 0;
3502
3503   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3504      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3505      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3506      loop_end.  */
3507   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3508
3509   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3510      at the end of the loop.  The following code assumes that
3511      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3512   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3513     {
3514       if (loop_dump_stream)
3515         fprintf (loop_dump_stream,
3516                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3517       return 0;
3518     }
3519
3520   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3521      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3522   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3523     {
3524       if (loop_dump_stream)
3525         fprintf (loop_dump_stream,
3526                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3527       return 0;
3528     }
3529
3530   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3531      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3532      iteration variable.  */
3533
3534   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3535   if (comparison == 0)
3536     {
3537       if (loop_dump_stream)
3538         fprintf (loop_dump_stream,
3539                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3540       return 0;
3541     }
3542
3543   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3544      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3545
3546   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3547   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3548   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3549
3550   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3551     {
3552       if (loop_dump_stream)
3553         fprintf (loop_dump_stream,
3554                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3555       return 0;
3556     }
3557
3558   /* The only new registers that are created before loop iterations
3559      are givs made from biv increments or registers created by
3560      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3561      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3562      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3563
3564   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3565       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3566     abort ();
3567
3568   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3569      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3570      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3571
3572   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3573   initial_value = 0;
3574   increment = 0;
3575
3576   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3577      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3578      value if possible.  */
3579
3580   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3581      reg_iv_type entry for it.  */
3582   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3583     {
3584       if (loop_dump_stream)
3585         fprintf (loop_dump_stream,
3586                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3587       return 0;
3588     }
3589
3590   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3591      could result in a number of iterations greater than the range of our
3592      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3593   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3594             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3595     {
3596       if (loop_dump_stream)
3597         fprintf (loop_dump_stream,
3598                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3599       return 0;
3600     }
3601   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3602     {
3603       if (loop_dump_stream)
3604         fprintf (loop_dump_stream,
3605                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3606       return 0;
3607     }
3608   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3609     {
3610       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3611         abort ();
3612
3613       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3614       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3615       initial_value = bl->initial_value;
3616       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3617         {
3618           if (loop_dump_stream)
3619             fprintf (loop_dump_stream,
3620                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3621           return 0;
3622         }
3623
3624       increment = biv_total_increment (bl);
3625     }
3626   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3627     {
3628       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3629       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3630       rtx biv_initial_value;
3631
3632       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3633         abort ();
3634
3635       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3636         {
3637           if (loop_dump_stream)
3638             fprintf (loop_dump_stream,
3639                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3640           return 0;
3641         }
3642
3643       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3644
3645       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3646
3647       increment = biv_total_increment (bl);
3648       if (increment)
3649         {
3650           struct induction *biv_inc;
3651
3652           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3653                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3654                                          const0_rtx, v->mode);
3655           /* The caller assumes that one full increment has occured at the
3656              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3657              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3658              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3659              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3660              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3661           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3662             {
3663               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3664                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3665             }
3666         }
3667       if (loop_dump_stream)
3668         fprintf (loop_dump_stream,
3669                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3670                  (long) offset);
3671
3672       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3673          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3674       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3675       initial_value
3676         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3677                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3678                              v->add_val, v->mode);
3679     }
3680   else
3681     {
3682       if (loop_dump_stream)
3683         fprintf (loop_dump_stream,
3684                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3685       return 0;
3686     }
3687
3688   if (initial_value == 0)
3689     return 0;
3690
3691   unsigned_p = 0;
3692   off_by_one = 0;
3693   switch (comparison_code)
3694     {
3695     case LEU:
3696       unsigned_p = 1;
3697     case LE:
3698       compare_dir = 1;
3699       off_by_one = 1;
3700       break;
3701     case GEU:
3702       unsigned_p = 1;
3703     case GE:
3704       compare_dir = -1;
3705       off_by_one = -1;
3706       break;
3707     case EQ:
3708       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3709       compare_dir = 0;
3710       break;
3711     case LTU:
3712       unsigned_p = 1;
3713     case LT:
3714       compare_dir = 1;
3715       break;
3716     case GTU:
3717       unsigned_p = 1;
3718     case GT:
3719       compare_dir = -1;
3720     case NE:
3721       compare_dir = 0;
3722       break;
3723     default:
3724       abort ();
3725     }
3726
3727   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3728      its value from the insns before the start of the loop.  */
3729
3730   final_value = comparison_value;
3731   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3732       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3733     {
3734       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3735
3736       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3737          off with the original register.  */
3738       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3739         final_value = comparison_value;
3740     }
3741
3742   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3743      (on the last successful iteration).  The exact final value
3744      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3745      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3746      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3747      initial_value) % increment != 0.
3748      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3749      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3750      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3751   if (off_by_one)
3752     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3753
3754   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3755      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3756      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3757      optimizations may obscure the loop's structure.
3758
3759      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3760      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3761      Only the difference between final_value and initial_value is
3762      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3763   loop_info->initial_value = initial_value;
3764   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3765   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3766   loop_info->increment = increment;
3767   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3768   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3769   loop_info->iv = bl;
3770
3771   /* Try to determine the iteration count for loops such
3772      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3773      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3774      loops into this form.  */
3775
3776   if (REG_P (initial_value))
3777     {
3778       rtx reg1;
3779       rtx reg2;
3780       rtx const2;
3781
3782       reg1 = initial_value;
3783       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3784         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3785       else
3786         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3787
3788       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3789          where reg1 != reg2.  */
3790       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3791         {
3792           rtx temp;
3793
3794           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3795              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3796           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3797
3798           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3799             initial_value = temp;
3800           else
3801             {
3802               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3803                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3804                  the latter case for now since it is not so common.  */
3805               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3806
3807               if (temp == loop_info->iteration_var)
3808                 temp = initial_value;
3809               if (temp == reg1)
3810                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3811                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3812             }
3813         }
3814       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3815         {
3816           rtx temp;
3817
3818           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3819              further obfuscates reversible loops of the form:
3820              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3821              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3822              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3823              can replace initial_value with const.  */
3824
3825           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3826
3827           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3828             {
3829               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3830
3831               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3832                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3833                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3834             }
3835         }
3836     }
3837
3838   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3839      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3840      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3841      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3842      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3843      when using modulo arithmetic.
3844
3845      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3846      the initial and final values carefully.  */
3847   if (loop->vtop
3848       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3849     {
3850       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3851       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3852     }
3853
3854   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3855   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3856
3857   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3858      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3859      return early for any other reason.  */
3860   if (comparison_code == EQ)
3861     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3862
3863   if (increment == 0)
3864     {
3865       if (loop_dump_stream)
3866         fprintf (loop_dump_stream,
3867                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3868       return 0;
3869     }
3870
3871   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3872     {
3873       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3874       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3875          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3876       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3877         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3878
3879       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3880         {
3881           if (loop_dump_stream)
3882             {
3883               fprintf (loop_dump_stream,
3884                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3885               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3886               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3887             }
3888           return 0;
3889         }
3890       loop_info->increment = increment;
3891     }
3892
3893   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3894     {
3895       if (loop_dump_stream)
3896         {
3897           fprintf (loop_dump_stream,
3898                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3899           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3900           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3901         }
3902       return 0;
3903     }
3904   else if (comparison_code == EQ)
3905     {
3906       if (loop_dump_stream)
3907         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3908       return 0;
3909     }
3910   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3911     {
3912       if (loop_dump_stream)
3913         {
3914           fprintf (loop_dump_stream,
3915                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3916           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3917           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3918         }
3919       return 0;
3920     }
3921
3922   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3923   if (unsigned_p)
3924     final_larger
3925       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3926          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3927         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3928            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3929   else
3930     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3931       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3932
3933   if (INTVAL (increment) > 0)
3934     increment_dir = 1;
3935   else if (INTVAL (increment) == 0)
3936     increment_dir = 0;
3937   else
3938     increment_dir = -1;
3939
3940   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3941      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3942      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3943      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3944      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3945      Only try to optimize the normal cases.  */
3946
3947   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3948      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3949      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3950      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3951      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3952
3953   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3954      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3955      eliminate all of these special checks, and just always assume
3956      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3957      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3958      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3959      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3960      loops can be optimized.
3961
3962      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3963      because the action on overflow is undefined.
3964
3965      See also the special test for NE loops below.  */
3966
3967   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3968       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3969     /* Normal case.  */
3970     ;
3971   else
3972     {
3973       if (loop_dump_stream)
3974         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3975       return 0;
3976     }
3977
3978   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3979      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3980      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3981
3982   inc = INTVAL (increment);
3983   if (inc > 0)
3984     {
3985       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3986       abs_inc = inc;
3987     }
3988   else if (inc < 0)
3989     {
3990       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3991       abs_inc = -inc;
3992     }
3993   else
3994     abort ();
3995
3996   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
3997      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
3998      into the picture due to sign extension of initial and final
3999      values.  */
4000   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT)1
4001                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
4002                << 1) - 1;
4003
4004   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4005      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4006      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4007      can not calculate the number of iterations.  */
4008   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4009     return 0;
4010
4011   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4012      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4013      handle potential overflow of the summation.  */
4014   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4015   return loop_info->n_iterations;
4016 }
4017
4018 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4019    for original instructions which remain after loop unrolling without
4020    copying.  */
4021
4022 static rtx
4023 remap_split_bivs (loop, x)
4024      struct loop *loop;
4025      rtx x;
4026 {
4027   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4028   register enum rtx_code code;
4029   register int i;
4030   register const char *fmt;
4031
4032   if (x == 0)
4033     return x;
4034
4035   code = GET_CODE (x);
4036   switch (code)
4037     {
4038     case SCRATCH:
4039     case PC:
4040     case CC0:
4041     case CONST_INT:
4042     case CONST_DOUBLE:
4043     case CONST:
4044     case SYMBOL_REF:
4045     case LABEL_REF:
4046       return x;
4047
4048     case REG:
4049 #if 0
4050       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4051          have to remap those givs also.  */
4052 #endif
4053       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
4054           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4055         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
4056       break;
4057
4058     default:
4059       break;
4060     }
4061
4062   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4063   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4064     {
4065       if (fmt[i] == 'e')
4066         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
4067       else if (fmt[i] == 'E')
4068         {
4069           register int j;
4070           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4071             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
4072         }
4073     }
4074   return x;
4075 }
4076
4077 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4078    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4079    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4080    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4081    insns.
4082
4083    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4084    must dominate LAST_UID.
4085
4086    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4087    may not dominate LAST_UID.
4088
4089    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4090    must dominate LAST_UID.  */
4091
4092 int
4093 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4094      int regno;
4095      int first_uid;
4096      int last_uid;
4097      rtx copy_start;
4098      rtx copy_end;
4099 {
4100   int passed_jump = 0;
4101   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4102
4103   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4104     {
4105       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4106         passed_jump = 1;
4107       /* Could not find FIRST_UID.  */
4108       if (p == copy_end)
4109         return 0;
4110       p = NEXT_INSN (p);
4111     }
4112
4113   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4114   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4115     return 0;
4116
4117   /* FIRST_UID is always executed.  */
4118   if (passed_jump == 0)
4119     return 1;
4120
4121   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4122     {
4123       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4124          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4125       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4126         return 0;
4127       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4128          it must be safe.  */
4129       else if (p == copy_end)
4130         return 1;
4131       p = NEXT_INSN (p);
4132     }
4133
4134   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4135   return 1;
4136 }
4137
4138 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4139    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4140    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4141    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4142    deleted so that we execute the single iteration.  */
4143
4144 static rtx
4145 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4146      rtx loop_start;
4147      rtx loop_cont;
4148 {
4149   rtx x, label, label_ref;
4150
4151   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4152   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4153
4154   x = pc_set (loop_start);
4155   if (!x)
4156     return NULL_RTX;
4157
4158   label_ref = SET_SRC (x);
4159   if (!label_ref)
4160     return NULL_RTX;
4161
4162   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4163   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4164   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4165     return NULL_RTX;
4166
4167   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4168   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4169     return loop_start;
4170   else
4171     return NULL_RTX;
4172 }