OSDN Git Service

* flow.c (mark_regs_live_at_end): Delete unused variables.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 93-95, 97-99, 2000 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
23
24    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
25    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
26    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
27    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
28    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
29    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
30    the insn count.
31
32    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
33    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
34    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
35    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
36    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
37    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
38    with only one exit test needed at the end of the loop.
39
40    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
41    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
42    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
43    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
44
45    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
46    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
47    calculate its value at each place where it is set as a function of the
48    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
49    the induction variable is split into `N' different variables, one for
50    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
51    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
52    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
53    for cse.  */
54
55 /* Possible improvements follow:  */
56
57 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
58    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
59    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
60
61    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
62      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
63      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
64      eliminated.
65    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
66      can be performed for the loop.
67    Add code to check for these and similar cases.  */
68
69 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
70    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
71    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
72    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
73
74 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
75    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
76    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
77    best results, because then all register copies can be eliminated.
78    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
79    while (this)
80      {
81        next = this->cdr;
82        this->cdr = prev;
83        prev = this;
84        this = next;
85      }
86
87    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
88    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
89    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
90
91 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
92    determine the number of loop iterations for more complex loops.
93    For example, consider this loop from gdb
94    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
95      {
96        char tmp;
97        char *p = (char *) buffer;
98        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
99        int iterations = (len + 1) >> 1;
100        int i;
101        for (p; p < q; p++, q--;)
102          {
103            tmp = *q;
104            *q = *p;
105            *p = tmp;
106          }
107      }
108    Note that:
109      start value = p = &buffer + current_iteration
110      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
111    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
112    set equal to zero and solve for number of iterations:
113      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
114      current_iteration = (len - 1) / 2
115    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
116    iterations of this loop.  */
117
118 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
119    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
120    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
121    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
122    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
123    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
124    different address.  A case where this happens is when a loop containing
125    a switch statement is unrolled.
126
127    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
128    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
129    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
130    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
131    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
132
133 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
134    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
135    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
136    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
137    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
138    and/or 5.  */
139
140 #define NUM_FACTORS 4
141
142 struct _factor { int factor, count; } factors[NUM_FACTORS]
143   = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
144
145 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
146
147 enum unroll_types { UNROLL_COMPLETELY, UNROLL_MODULO, UNROLL_NAIVE };
148
149 #include "config.h"
150 #include "system.h"
151 #include "rtl.h"
152 #include "tm_p.h"
153 #include "insn-config.h"
154 #include "integrate.h"
155 #include "regs.h"
156 #include "recog.h"
157 #include "flags.h"
158 #include "function.h"
159 #include "expr.h"
160 #include "loop.h"
161 #include "toplev.h"
162
163 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
164    them.  */
165
166 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
167 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
168 #endif
169
170 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
171    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
172    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
173    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
174    that were combined with this DEST_REG giv.  */
175
176 static struct induction **addr_combined_regs;
177
178 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
179    then this will hold the current value of the register, which depends on the
180    iteration number.  */
181
182 static rtx *splittable_regs;
183
184 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
185    this indicates if it was made from a derived giv.  */
186 static char *derived_regs;
187
188 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
189    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
190    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
191    a split iv will update the original iv of the dest.  */
192
193 static int *splittable_regs_updates;
194
195 /* Forward declarations.  */
196
197 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
198 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, int));
199 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
200 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
201 static void copy_loop_body PARAMS ((rtx, rtx, struct inline_remap *, rtx, int,
202                                   enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
203 static void iteration_info PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx *, rtx *));
204 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
205                                          enum unroll_types, rtx, int));
206 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *, 
207                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
208                                          rtx, int));
209 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
210 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
211 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
212 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((rtx));
213 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
214 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
215 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
216
217 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
218
219    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
220    END_INSERT_BEFORE indicates where insns should be added which need
221    to be executed when the loop falls through.  STRENGTH_REDUCTION_P
222    indicates whether information generated in the strength reduction
223    pass is available.
224
225    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
226    in loop.c.  */
227
228 void
229 unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, strength_reduce_p)
230      struct loop *loop;
231      int insn_count;
232      rtx end_insert_before;
233      int strength_reduce_p;
234 {
235   int i, j;
236   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
237   int unroll_number;
238   rtx copy_start, copy_end;
239   rtx insn, sequence, pattern, tem;
240   int max_labelno, max_insnno;
241   rtx insert_before;
242   struct inline_remap *map;
243   char *local_label = NULL;
244   char *local_regno;
245   int max_local_regnum;
246   int maxregnum;
247   rtx exit_label = 0;
248   rtx start_label;
249   struct iv_class *bl;
250   int splitting_not_safe = 0;
251   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
252   int loop_preconditioned = 0;
253   rtx safety_label;
254   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
255      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
256      jumps).  */
257   rtx last_loop_insn;
258   rtx loop_start = loop->start;
259   rtx loop_end = loop->end;
260   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
261
262   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
263      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
264      be unrolled.  */
265   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
266     {
267       if (loop_dump_stream)
268         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
269       return;
270     }
271
272   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
273      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
274      structure of the function.  This can happen as a result of the
275      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
276   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
277      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
278      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
279      not be a significant performance problem.  */
280
281   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
282     {
283       int block_begins = 0;
284       int block_ends = 0;
285
286       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
287         {
288           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
289             {
290               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
291                 block_begins++;
292               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
293                 block_ends++;
294               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
295                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
296                 {
297                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
298                      regions, but until that time, we punt (don't
299                      unroll).  For the proper way of doing it, see
300                      expand_inline_function.  */
301
302                   if (loop_dump_stream)
303                     fprintf (loop_dump_stream,
304                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
305                   return;
306                 }
307             }
308         }
309
310       if (block_begins != block_ends)
311         {
312           if (loop_dump_stream)
313             fprintf (loop_dump_stream,
314                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
315           return;
316         }
317     }
318
319   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
320      and the size of the loop.  */
321
322   /* If there is no strength reduce info, then set
323      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
324      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
325      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
326
327   if (! strength_reduce_p)
328     loop_info->n_iterations = 0;
329
330   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
331     {
332       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
333       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
334                loop_info->n_iterations);
335       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
336     }
337
338   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
339
340   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
341
342   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
343      not the loop is being completely unrolled.  */
344
345   if (loop_info->n_iterations == 1)
346     {
347       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
348          branch at the end of the loop since they will never be taken.
349          Then return, since no other action is needed here.  */
350
351       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
352          don't do anything.  */
353
354       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
355         {
356           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
357           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
358         }
359       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
360         {
361 #ifdef HAVE_cc0
362           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
363 #endif
364           delete_insn (last_loop_insn);
365 #ifdef HAVE_cc0
366           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
367              deleted.  */
368           if (sets_cc0_p (prev))
369             delete_insn (prev);
370 #endif
371         }
372
373       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
374       if (loop->vtop)
375         delete_insn (loop->vtop);
376       if (loop->cont)
377         delete_insn (loop->cont);
378       if (loop_start)
379         delete_insn (loop_start);
380       if (loop_end)
381         delete_insn (loop_end);
382
383       return;
384     }
385   else if (loop_info->n_iterations > 0
386            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
387     {
388       unroll_number = loop_info->n_iterations;
389       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
390     }
391   else if (loop_info->n_iterations > 0)
392     {
393       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
394          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
395          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
396
397       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
398         factors[i].count = 0;
399
400       temp = loop_info->n_iterations;
401       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
402         while (temp % factors[i].factor == 0)
403           {
404             factors[i].count++;
405             temp = temp / factors[i].factor;
406           }
407
408       /* Start with the larger factors first so that we generally
409          get lots of unrolling.  */
410
411       unroll_number = 1;
412       temp = insn_count;
413       for (i = 3; i >= 0; i--)
414         while (factors[i].count--)
415           {
416             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
417               {
418                 unroll_number *= factors[i].factor;
419                 temp *= factors[i].factor;
420               }
421             else
422               break;
423           }
424
425       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
426          case.  */
427       if (unroll_number == 1)
428         {
429           if (loop_dump_stream)
430             fprintf (loop_dump_stream,
431                      "Loop unrolling: No factors found.\n");
432         }
433       else
434         unroll_type = UNROLL_MODULO;
435     }
436
437
438   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
439      size.  */
440   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
441     {
442       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
443         unroll_number = 8;
444       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
445         unroll_number = 4;
446       else
447         unroll_number = 2;
448     }
449
450   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
451
452   if (loop_dump_stream)
453     fprintf (loop_dump_stream,
454              "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
455
456
457   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
458     {
459       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
460          in rare circumstances.
461
462          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
463          of the exit code for the outer loop.
464
465          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
466          loop, so it will start with a jump to the exit code.
467
468          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
469          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
470          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
471          the instruction stream.
472
473          And finally assume that we can compute the number of iterations
474          for the outer loop.
475
476          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
477          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
478
479          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
480          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
481
482       insn = loop_start;
483       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
484         insn = NEXT_INSN (insn);
485       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
486         return;
487     }
488
489   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
490     {
491       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
492          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
493          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
494          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
495          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
496          instructions.  */
497
498       copy_start = loop_start;
499
500       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
501          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
502          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
503       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
504
505       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
506       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
507         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
508       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
509         {
510           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
511 #ifdef HAVE_cc0
512           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
513              instruction which we do not want to copy.  */
514           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
515             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
516 #endif
517         }
518       else
519         {
520           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
521              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
522              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
523              jumps to after the last loop body.  */
524           if (loop_dump_stream)
525             fprintf (loop_dump_stream,
526                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
527           return;
528         }
529     }
530   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
531     {
532       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
533          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
534          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
535          code immediately before the compare/branch at the end so that the
536          code will fall through to them as before.  */
537
538       copy_start = loop_start;
539
540       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
541          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
542       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
543         {
544           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
545           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
546         }
547       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
548         {
549           insert_before = last_loop_insn;
550 #ifdef HAVE_cc0
551           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
552              instruction which we do not want to copy or delete.  */
553           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
554             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
555 #endif
556           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
557         }
558       else
559         {
560           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
561              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
562              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
563              jumps to after the last loop body.  */
564           if (loop_dump_stream)
565             fprintf (loop_dump_stream,
566                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
567           return;
568         }
569     }
570   else
571     {
572       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
573          end of the loop.  */
574
575       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
576         {
577           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
578              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
579              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
580              unconditional jumps to an immediately following label.
581
582              This will be corrected below if the target of this jump is
583              not the start_label.  */
584
585           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
586           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
587         }
588       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
589         {
590           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
591              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
592              copy_loop_body.  */
593           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
594           copy_end = last_loop_insn;
595         }
596       else
597         {
598           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
599              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
600              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
601              jumps to after the last loop body.  */
602           if (loop_dump_stream)
603             fprintf (loop_dump_stream,
604                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
605           return;
606         }
607
608       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
609          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
610          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
611          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
612          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
613          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
614          the real exit label.  */
615       exit_label = gen_label_rtx ();
616
617       insn = loop_start;
618       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
619         insn = NEXT_INSN (insn);
620
621       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
622         {
623           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
624              Start copying the loop after the barrier following this
625              jump insn.  */
626           copy_start = NEXT_INSN (insn);
627
628           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
629              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
630              a comparison against a new register for a split variable, but
631              we did not execute the set insn for the new register because
632              it was skipped over.  */
633           splitting_not_safe = 1;
634           if (loop_dump_stream)
635             fprintf (loop_dump_stream,
636                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
637         }
638       else
639         copy_start = loop_start;
640     }
641
642   /* This should always be the first label in the loop.  */
643   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
644   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
645   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
646     start_label = NEXT_INSN (start_label);
647   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
648     {
649       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
650          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
651          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
652          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
653
654          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
655
656       if (loop_dump_stream)
657         fprintf (loop_dump_stream,
658                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
659       return;
660     }
661   if (LABEL_NAME (start_label))
662     {
663       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
664          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
665          jumps which go to the named label must be handled differently than
666          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
667          in this case.  */
668       if (loop_dump_stream)
669         fprintf (loop_dump_stream,
670                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
671       return;
672     }
673
674   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
675       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
676       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
677       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
678     {
679       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
680          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
681
682       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
683       copy_end = last_loop_insn;
684     }
685
686   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
687       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
688       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
689     {
690       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
691          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
692          branch to the loop exit after emitting the final branch.
693          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
694          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
695          unrolling would increase the number of branch instructions
696          executed.  */
697       if (loop_dump_stream)
698         fprintf (loop_dump_stream,
699                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
700       return;
701     }
702
703   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
704      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
705
706   max_labelno = max_label_num ();
707   max_insnno = get_max_uid ();
708
709   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
710      without initializing fields within the map structure.
711
712      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
713   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
714
715   /* Allocate the label map.  */
716
717   if (max_labelno > 0)
718     {
719       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
720
721       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
722     }
723
724   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
725      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
726      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
727      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
728      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
729      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
730
731   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
732     {
733       rtx note;
734
735       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
736         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
737       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
738         {
739           if (JUMP_LABEL (insn))
740             set_label_in_map (map,
741                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
742                               JUMP_LABEL (insn));
743           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
744                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
745             {
746               rtx pat = PATTERN (insn);
747               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
748               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
749               rtx label;
750
751               for (i = 0; i < len; i++)
752                 {
753                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
754                   set_label_in_map (map,
755                                     CODE_LABEL_NUMBER (label),
756                                     label);
757                 }
758             }
759         }
760       else if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
761         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
762                           XEXP (note, 0));
763     }
764
765   /* Allocate space for the insn map.  */
766
767   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
768
769   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
770      not function inlining.  */
771   map->inline_target = 0;
772
773   /* The register and constant maps depend on the number of registers
774      present, so the final maps can't be created until after
775      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
776      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
777      is performed.  */
778
779   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
780   maxregnum = max_reg_num ();
781
782   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
783   max_local_regnum = maxregnum;
784
785   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
786      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
787      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
788
789      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
790      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
791      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
792
793   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
794   derived_regs = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
795   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
796   addr_combined_regs
797     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
798   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
799
800   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
801      inside the loop.  */
802   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
803     {
804       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
805       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
806
807       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
808          since it will also be used outside the loop.  */
809       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
810         copy_end_luid--;
811
812       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
813          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
814 #ifdef HAVE_cc0
815       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
816         copy_end_luid--;
817 #endif
818
819       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
820          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
821          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
822          to duplicate.  */
823       if (copy_start == loop_start)
824         copy_start_luid++;
825
826       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
827          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
828          results in better code.  */
829       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
830          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
831       for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_reg_before_loop; ++j)
832         if (REGNO_FIRST_UID (j) > 0 && REGNO_FIRST_UID (j) <= max_uid_for_loop
833             && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (j)] >= copy_start_luid
834             && REGNO_LAST_UID (j) > 0 && REGNO_LAST_UID (j) <= max_uid_for_loop
835             && uid_luid[REGNO_LAST_UID (j)] <= copy_end_luid)
836           {
837             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
838                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
839                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
840                for each unrolled copy of the loop.  */
841             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
842                set dominates all instructions from regno_first_uid to
843                regno_last_uid.  */
844             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
845                this check was more sophisticated.  */
846             if (set_dominates_use (j, REGNO_FIRST_UID (j), REGNO_LAST_UID (j),
847                                    copy_start, copy_end))
848               local_regno[j] = 1;
849
850             if (loop_dump_stream)
851               {
852                 if (local_regno[j])
853                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
854                 else
855                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
856                            j);
857               }
858           }
859       /* Givs that have been created from multiple biv increments always have
860          local registers.  */
861       for (j = first_increment_giv; j <= last_increment_giv; j++)
862         {
863           local_regno[j] = 1;
864           if (loop_dump_stream)
865             fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
866         }
867     }
868
869   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
870      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
871      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
872      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
873      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
874
875   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
876      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
877      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
878      unrolled loop copies.  */
879
880   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
881      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
882      assumes that each induction variable can be represented as a function
883      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
884      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
885      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
886      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
887      we can not split induction variables here, because we can not calculate
888      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
889      is called.  */
890
891   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
892     {
893       rtx initial_value, final_value, increment;
894       enum machine_mode mode;
895
896       if (precondition_loop_p (loop,
897                                &initial_value, &final_value, &increment,
898                                &mode))
899         {
900           register rtx diff ;
901           rtx *labels;
902           int abs_inc, neg_inc;
903
904           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
905
906           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
907                                    "unroll_loop");
908           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
909
910           init_reg_map (map, maxregnum);
911
912           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
913              the loop body.  */
914           if (unroll_number > 4)
915             unroll_number = 4;
916
917           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
918              not it is negative.  */
919           neg_inc = 0;
920           abs_inc = INTVAL (increment);
921           if (abs_inc < 0)
922             {
923               abs_inc = - abs_inc;
924               neg_inc = 1;
925             }
926
927           start_sequence ();
928
929           /* Calculate the difference between the final and initial values.
930              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
931              Let the following cse pass simplify this if initial value is
932              a constant.
933
934              We must copy the final and initial values here to avoid
935              improperly shared rtl.  */
936
937           diff = expand_binop (mode, sub_optab, copy_rtx (final_value),
938                                copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
939                                OPTAB_LIB_WIDEN);
940
941           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
942              and instruction.  */
943           diff = expand_binop (GET_MODE (diff), and_optab, diff,
944                                GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
945                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
946
947           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
948              loop entry point.  */
949
950           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
951           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
952             labels[i] = gen_label_rtx ();
953
954           /* Check for the case where the initial value is greater than or
955              equal to the final value.  In that case, we want to execute
956              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
957              case.  This check does not apply if the loop has a NE
958              comparison at the end.  */
959
960           if (loop_info->comparison_code != NE)
961             {
962               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
963                                        neg_inc ? LE : GE,
964                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[1]);
965               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
966               LABEL_NUSES (labels[1])++;
967             }
968
969           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
970              for a negative increment:  for a positive increment:
971              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
972              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
973              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
974              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
975
976           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
977              last case just falls through to the following code.  */
978
979           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
980              instead of the current linear list of branches.  */
981
982           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
983             {
984               int cmp_const;
985               enum rtx_code cmp_code;
986
987               /* For negative increments, must invert the constant compared
988                  against, except when comparing against zero.  */
989               if (i == 0)
990                 {
991                   cmp_const = 0;
992                   cmp_code = EQ;
993                 }
994               else if (neg_inc)
995                 {
996                   cmp_const = unroll_number - i;
997                   cmp_code = GE;
998                 }
999               else
1000                 {
1001                   cmp_const = i;
1002                   cmp_code = LE;
1003                 }
1004
1005               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1006                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, 0,
1007                                        labels[i]);
1008               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1009               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1010             }
1011
1012           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1013              to handle other cases equivalent to 0.  */
1014
1015           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1016              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1017              For the negative increment case, the branch here could easily
1018              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1019              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1020
1021           if (abs_inc != 1)
1022             {
1023               int cmp_const;
1024               enum rtx_code cmp_code;
1025
1026               if (neg_inc)
1027                 {
1028                   cmp_const = abs_inc - 1;
1029                   cmp_code = LE;
1030                 }
1031               else
1032                 {
1033                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1034                   cmp_code = GE;
1035                 }
1036
1037               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1038                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[0]);
1039               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1040               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1041             }
1042
1043           sequence = gen_sequence ();
1044           end_sequence ();
1045           emit_insn_before (sequence, loop_start);
1046
1047           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1048              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1049              and then reset it inside the loop when get to the last
1050              copy.  */
1051
1052           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1053             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1054           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1055             {
1056               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1057 #ifdef HAVE_cc0
1058               /* The immediately preceding insn may be a compare which we do not
1059                  want to copy.  */
1060               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1061                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1062 #endif
1063             }
1064           else
1065             abort ();
1066
1067           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1068             {
1069               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1070                                 PREV_INSN (loop_start));
1071
1072               bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1073               bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1074                      (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1075                       * sizeof (struct const_equiv_data)));
1076               map->const_age = 0;
1077
1078               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1079                 if (local_label[j])
1080                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1081
1082               for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1083                 if (local_regno[j])
1084                   {
1085                     map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1086                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1087                                        regno_reg_rtx[j], 0);
1088                   }
1089               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1090                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1091                  branch.  */
1092
1093               if (i == unroll_number - 1)
1094                 {
1095                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1096                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1097                   else
1098                     copy_end = last_loop_insn;
1099                 }
1100
1101               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1102                  pass zero for that parameter.  */
1103               copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1104                               unroll_type, start_label, loop_end,
1105                               loop_start, copy_end);
1106             }
1107           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1108
1109           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1110             {
1111               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1112               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1113             }
1114           else
1115             {
1116               insert_before = last_loop_insn;
1117 #ifdef HAVE_cc0
1118               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
1119                  instruction which we do not want to copy or delete.  */
1120               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1121                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1122 #endif
1123               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1124             }
1125
1126           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1127           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1128           loop_preconditioned = 1;
1129
1130           /* Clean up.  */
1131           free (labels);
1132         }
1133     }
1134
1135   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1136      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1137   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1138     {
1139       if (loop_dump_stream)
1140         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1141       goto egress;
1142     }
1143
1144   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1145
1146   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1147   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1148
1149   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1150      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1151      We precalculate and save this info here, since computing it is
1152      expensive.
1153
1154      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1155      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1156
1157   if (splitting_not_safe)
1158     temp = 0;
1159   else
1160     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type,
1161                                  end_insert_before, unroll_number);
1162
1163   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1164      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1165      the constant maps also.  */
1166
1167   maxregnum = max_reg_num ();
1168   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1169
1170   init_reg_map (map, maxregnum);
1171
1172   if (map->const_equiv_varray == 0)
1173     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1174                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1175                              "unroll_loop");
1176   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1177
1178   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1179      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1180
1181   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
1182     {
1183       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1184         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1185 #if 0
1186       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1187       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1188         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1189           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1190 #endif
1191     }
1192
1193   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1194   map->regno_pointer_flag = cfun->emit->regno_pointer_flag;
1195   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1196
1197   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1198      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1199      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1200      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1201      will never be replaced if it isn't done here.  */
1202
1203   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1204     {
1205       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1206       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1207         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (PATTERN (insn));
1208     }
1209
1210   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1211      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1212      before the end of the loop.  */
1213
1214   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1215     {
1216       bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1217       bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1218              VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1219       map->const_age = 0;
1220
1221       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1222         if (local_label[j])
1223           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1224
1225       for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1226         if (local_regno[j])
1227           {
1228             map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1229             record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1230                                regno_reg_rtx[j], 0);
1231           }
1232
1233       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1234          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1235       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1236         {
1237           insn = PREV_INSN (copy_start);
1238           pattern = PATTERN (insn);
1239
1240           tem = get_label_from_map (map,
1241                                     CODE_LABEL_NUMBER
1242                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1243           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1244
1245           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1246              passes.  */
1247           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1248           LABEL_NUSES (tem)++;
1249         }
1250
1251       copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label,
1252                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1253                       loop_end, insert_before, insert_before);
1254     }
1255
1256   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1257      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1258      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1259
1260   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1261      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1262      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1263      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1264
1265   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1266     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1267   else
1268     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1269
1270   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1271      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1272
1273   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1274   while (insn != safety_label)
1275     {
1276       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1277          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1278          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1279          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1280          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1281          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1282          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1283       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1284       if (insn != start_label
1285           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1286           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1287                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1288         insn = delete_insn (insn);
1289       else
1290         insn = NEXT_INSN (insn);
1291     }
1292
1293   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1294      delete_insn calls.  */
1295   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1296     abort ();
1297   delete_insn (safety_label);
1298
1299   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1300      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1301      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1302      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1303      not taken.  */
1304   if (exit_label)
1305     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1306
1307  egress:
1308   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1309     {
1310       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1311       if (loop->vtop)
1312         delete_insn (loop->vtop);
1313       if (loop->cont)
1314         delete_insn (loop->cont);
1315       if (loop_start)
1316         delete_insn (loop_start);
1317       if (loop_end)
1318         delete_insn (loop_end);
1319     }
1320
1321   if (map->const_equiv_varray)
1322     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1323   if (map->label_map)
1324     {
1325       free (map->label_map);
1326       free (local_label);
1327     }
1328   free (map->insn_map);
1329   free (splittable_regs);
1330   free (derived_regs);
1331   free (splittable_regs_updates);
1332   free (addr_combined_regs);
1333   free (local_regno);
1334   if (map->reg_map)
1335     free (map->reg_map);
1336   free (map);
1337 }
1338 \f
1339 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1340    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1341
1342    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1343    determined, and if increment is a constant power of 2.
1344    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1345    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1346    is not considered `profitable'.  */
1347
1348 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1349    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1350    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1351    whether divide is cheap.
1352    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1353    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1354    reflected in RTX_COST.  */
1355
1356 int
1357 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1358      const struct loop *loop;
1359      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1360      enum machine_mode *mode;
1361 {
1362   rtx loop_start = loop->start;
1363   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1364
1365   if (loop_info->n_iterations > 0)
1366     {
1367       *initial_value = const0_rtx;
1368       *increment = const1_rtx;
1369       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1370       *mode = word_mode;
1371
1372       if (loop_dump_stream)
1373         {
1374           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1375                  loop_dump_stream);
1376           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1377                    loop_info->n_iterations);
1378           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1379         }
1380       return 1;
1381     }
1382
1383   if (loop_info->initial_value == 0)
1384     {
1385       if (loop_dump_stream)
1386         fprintf (loop_dump_stream,
1387                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1388       return 0;
1389     }
1390   else if (loop_info->increment == 0)
1391     {
1392       if (loop_dump_stream)
1393         fprintf (loop_dump_stream,
1394                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1395       return 0;
1396     }
1397   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1398     {
1399       if (loop_dump_stream)
1400         fprintf (loop_dump_stream,
1401                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1402       return 0;
1403     }
1404   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1405            && (exact_log2 (- INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1406     {
1407       if (loop_dump_stream)
1408         fprintf (loop_dump_stream,
1409                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1410       return 0;
1411     }
1412
1413   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1414      not matter for preconditioning.  */
1415
1416   if (loop_info->final_value == 0)
1417     {
1418       if (loop_dump_stream)
1419         fprintf (loop_dump_stream,
1420                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1421       return 0;
1422     }
1423
1424   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1425      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1426      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1427      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1428      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1429   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1430        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1431       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1432           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1433       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1434     {
1435       if (loop_dump_stream)
1436         fprintf (loop_dump_stream,
1437                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1438       return 0;
1439     }
1440
1441   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1442      does not have code to deal with them.  */
1443   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1444       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1445     {
1446       if (loop_dump_stream)
1447         fprintf (loop_dump_stream,
1448                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1449       return 0;
1450     }
1451
1452   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1453      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1454
1455   if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (loop_info->iteration_var))]
1456       > INSN_LUID (loop_start))
1457     {
1458       if (loop_dump_stream)
1459         fprintf (loop_dump_stream,
1460                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1461       return 0;
1462     }
1463
1464   /* Note that iteration_info biases the initial value for GIV iterators
1465      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1466      iterations just like for BIV iterators.
1467
1468      Also note that the absolute values of initial_value and
1469      final_value are unimportant as only their difference is used for
1470      calculating the number of loop iterations.  */
1471   *initial_value = loop_info->initial_value;
1472   *increment = loop_info->increment;
1473   *final_value = loop_info->final_value;
1474
1475   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1476      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1477      both are constants.  */
1478   *mode = GET_MODE (*final_value);
1479   if (*mode == VOIDmode)
1480     {
1481       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1482       if (*mode == VOIDmode)
1483         *mode = word_mode;
1484     }
1485   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1486            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1487                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1488     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1489
1490   /* Success!  */
1491   if (loop_dump_stream)
1492     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1493   return 1;
1494 }
1495
1496
1497 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1498    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1499    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1500    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1501    used with different
1502    modes.  */
1503
1504 static void
1505 init_reg_map (map, maxregnum)
1506      struct inline_remap *map;
1507      int maxregnum;
1508 {
1509   int i;
1510
1511   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1512     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1513   /* Just clear the rest of the entries.  */
1514   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1515     map->reg_map[i] = 0;
1516
1517   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1518     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1519   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1520     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1521 }
1522 \f
1523 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1524    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1525    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1526    verifying that all operands are of the proper form.
1527
1528    PATTERN must be the result of single_set.
1529    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1530
1531 static rtx
1532 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1533      rtx pattern, src_insn;
1534      int regno;
1535 {
1536   rtx increment;
1537   rtx increment_total = 0;
1538   int tries = 0;
1539
1540  retry:
1541   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1542      as the set source.  */
1543   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1544     {
1545       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1546          to the new_reg.  */
1547       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1548       pattern = PATTERN (src_insn);
1549       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1550         abort ();
1551
1552       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1553          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1554       delete_insn (get_last_insn ());
1555     }
1556
1557   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1558   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1559   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1560     {
1561       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1562          too big to be an add immed operand.  */
1563       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1564       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1565
1566       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1567          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1568          one of the LO_SUM rtx.  */
1569       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1570         increment = XEXP (increment, 1);
1571
1572       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1573          note to the store insn.  */
1574       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1575         {
1576           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1577           if (note)
1578             increment = XEXP (note, 0);
1579         }
1580
1581       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1582                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1583                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1584         {
1585           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1586              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1587           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1588           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1589
1590           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1591           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1592           /* Don't need the last insn anymore.  */
1593           delete_insn (get_last_insn ());
1594
1595           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1596               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1597             abort ();
1598
1599           if (code == IOR)
1600             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1601           else if (code == PLUS)
1602             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1603           else
1604             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1605         }
1606
1607       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1608         abort ();
1609
1610       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1611          so delete it.  */
1612       delete_insn (get_last_insn ());
1613     }
1614
1615   if (increment_total)
1616     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1617   else
1618     increment_total = increment;
1619
1620   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1621      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1622   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1623       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1624     {
1625       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1626          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1627          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1628
1629       if (tries == 0)
1630         {
1631           tries++;
1632
1633           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1634           pattern = PATTERN (src_insn);
1635
1636           delete_insn (get_last_insn ());
1637
1638           goto retry;
1639         }
1640
1641       abort ();
1642     }
1643
1644   return increment_total;
1645 }
1646
1647 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1648    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1649    the reg_map entries can change during copying.  */
1650
1651 static rtx
1652 initial_reg_note_copy (notes, map)
1653      rtx notes;
1654      struct inline_remap *map;
1655 {
1656   rtx copy;
1657
1658   if (notes == 0)
1659     return 0;
1660
1661   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1662   PUT_MODE (copy, GET_MODE (notes));
1663
1664   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1665     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1666   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1667     /* Don't substitute for these yet.  */
1668     XEXP (copy, 0) = XEXP (notes, 0);
1669   else
1670     abort ();
1671
1672   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1673
1674   return copy;
1675 }
1676
1677 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1678
1679 static void
1680 final_reg_note_copy (notes, map)
1681      rtx notes;
1682      struct inline_remap *map;
1683 {
1684   rtx note;
1685
1686   for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
1687     if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1688       XEXP (note, 0) = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1689 }
1690
1691 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1692    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1693
1694 static void
1695 copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1696                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1697                 copy_notes_from)
1698      rtx copy_start, copy_end;
1699      struct inline_remap *map;
1700      rtx exit_label;
1701      int last_iteration;
1702      enum unroll_types unroll_type;
1703      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1704 {
1705   rtx insn, pattern;
1706   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1707   int dest_reg_was_split, i;
1708 #ifdef HAVE_cc0
1709   rtx cc0_insn = 0;
1710 #endif
1711   rtx final_label = 0;
1712   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1713
1714   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1715      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1716      after the end of this loop body if it was ever used.
1717
1718      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1719      to itself.  */
1720   if (! last_iteration)
1721     {
1722       final_label = gen_label_rtx ();
1723       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label),
1724                         final_label);
1725     }
1726   else
1727     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1728
1729   start_sequence ();
1730
1731   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1732      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1733      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1734      a variety of losing behaviors later.  */
1735   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1736
1737   insn = copy_start;
1738   do
1739     {
1740       insn = NEXT_INSN (insn);
1741
1742       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1743
1744       switch (GET_CODE (insn))
1745         {
1746         case INSN:
1747           pattern = PATTERN (insn);
1748           copy = 0;
1749           giv_inc = 0;
1750
1751           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1752              some split address givs.  (Combined in the sense that
1753              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1754              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1755              find the address givs.  Then split the address givs.
1756              Do this before splitting the giv, since that may map the
1757              SET_DEST to a new register.  */
1758
1759           if ((set = single_set (insn))
1760               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1761               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1762             {
1763               struct iv_class *bl;
1764               struct induction *v, *tv;
1765               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1766
1767               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1768               bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
1769
1770               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1771                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1772                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1773                  we might accidentally delete insns generated immediately
1774                  below by emit_unrolled_add.  */
1775
1776               if (! derived_regs[regno])
1777                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1778
1779               /* Now find all address giv's that were combined with this
1780                  giv 'v'.  */
1781               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1782                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1783                   {
1784                     int this_giv_inc;
1785
1786                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1787                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1788                       continue;
1789
1790                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1791                        the two givs are different.  */
1792                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1793                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1794                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1795                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1796
1797                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1798                     *tv->location = tv->dest_reg;
1799
1800                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1801                       {
1802                         /* Must emit an insn to increment the split address
1803                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1804                            was a constant eliminated from the address.  */
1805                         rtx value, dest_reg;
1806
1807                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1808                            or else a register plus a constant.  */
1809                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1810                           dest_reg = tv->dest_reg;
1811                         else
1812                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1813
1814                         /* Check for shared address givs, and avoid
1815                            incrementing the shared pseudo reg more than
1816                            once.  */
1817                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1818                           {
1819                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1820                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1821                                to add the const_adjust amount before calling
1822                                emit_unrolled_add below.  */
1823                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1824                                                    tv->const_adjust);
1825
1826                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1827                               {
1828                                 /* The constant could be too large for an add
1829                                    immediate, so can't directly emit an insn
1830                                    here.  */
1831                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1832                                                    XEXP (value, 1));
1833                               }
1834                           }
1835
1836                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1837                            it is used after the set we have just emitted.
1838                            We must subtract the const_adjust factor added in
1839                            above.  */
1840                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1841                                                       - tv->const_adjust);
1842                         *tv->location = tv->dest_reg;
1843                       }
1844                   }
1845             }
1846
1847           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1848              how to split the variable, create a new set based on this split,
1849              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1850              use the new split variable.  */
1851
1852           dest_reg_was_split = 0;
1853
1854           if ((set = single_set (insn))
1855               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1856               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1857             {
1858               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1859               int src_regno;
1860
1861               dest_reg_was_split = 1;
1862
1863               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1864               if (derived_regs[regno])
1865                 {
1866                   /* ??? This relies on SET_SRC (SET) to be of
1867                      the form (plus (reg) (const_int)), and thus
1868                      forces recombine_givs to restrict the kind
1869                      of giv derivations it does before unrolling.  */
1870                   giv_src_reg = XEXP (SET_SRC (set), 0);
1871                   giv_inc = XEXP (SET_SRC (set), 1);
1872                 }
1873               else
1874                 {
1875                   giv_src_reg = giv_dest_reg;
1876                   /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1877                      already computed above.  */
1878                   if (giv_inc == 0)
1879                     giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1880                 }
1881               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1882
1883               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1884                 {
1885                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1886                      variable to a known constant value.  */
1887
1888                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1889                      value, so we must use plus_constant here.  */
1890                   splittable_regs[regno]
1891                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1892                                      INTVAL (giv_inc));
1893
1894                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1895                     {
1896                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1897                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1898                     }
1899                   else
1900                     {
1901                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1902                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1903                          variable.  */
1904                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1905                       giv_inc = const0_rtx;
1906                     }
1907                 }
1908               else
1909                 {
1910                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1911                      register for the iteration variable, and set it to
1912                      be a constant plus the original register.  Except
1913                      on the last iteration, when the result has to
1914                      go back into the original iteration var register.  */
1915
1916                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1917                      when split.  This happens for bivs which need their
1918                      final value set before loop entry.  The new register
1919                      for the biv was stored in the biv's first struct
1920                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1921
1922                   if (regno < max_reg_before_loop
1923                       && REG_IV_TYPE (regno) == BASIC_INDUCT)
1924                     {
1925                       giv_src_reg = reg_biv_class[regno]->biv->src_reg;
1926                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1927                     }
1928
1929 #if 0
1930                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1931                      this would have to remap those givs also.  See
1932                      find_splittable_regs.  */
1933 #endif
1934
1935                   splittable_regs[regno]
1936                     = GEN_INT (INTVAL (giv_inc)
1937                                + INTVAL (splittable_regs[src_regno]));
1938                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1939
1940                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1941                      of this insn to a new register, and setting its
1942                      reg_map entry to point to this new register.
1943
1944                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1945                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1946                      to ensure that the iv will have the proper value when
1947                      the loop exits or repeats.
1948
1949                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1950                      because it can only be greater than one if all
1951                      instructions modifying the iv are always executed in
1952                      order.  */
1953
1954                   if (! last_iteration
1955                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1956                     {
1957                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1958                       giv_dest_reg = tem;
1959                       map->reg_map[regno] = tem;
1960                       record_base_value (REGNO (tem),
1961                                          giv_inc == const0_rtx
1962                                          ? giv_src_reg
1963                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1964                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1965                                          1);
1966                     }
1967                   else
1968                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1969                 }
1970
1971               /* The constant being added could be too large for an add
1972                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1973               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1974               copy = get_last_insn ();
1975               pattern = PATTERN (copy);
1976             }
1977           else
1978             {
1979               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
1980               copy = emit_insn (pattern);
1981             }
1982           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1983
1984 #ifdef HAVE_cc0
1985           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
1986              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
1987              In that case, the call to recog via validate_change will
1988              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
1989              do it when we emit the following insn.
1990
1991              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
1992              unsigned compares.  The compare patterns must check the
1993              following branch insn to see which what kind of compare to
1994              emit.
1995
1996              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
1997              well.  */
1998           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
1999             cc0_insn = copy;
2000           else
2001             {
2002               if (cc0_insn)
2003                 try_constants (cc0_insn, map);
2004               cc0_insn = 0;
2005               try_constants (copy, map);
2006             }
2007 #else
2008           try_constants (copy, map);
2009 #endif
2010
2011           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2012              know there are no backward branches across iteration variable
2013              settings which would invalidate this.  */
2014           if (dest_reg_was_split)
2015             {
2016               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2017
2018               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2019                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2020                       == map->const_age))
2021                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2022             }
2023           break;
2024
2025         case JUMP_INSN:
2026           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2027           copy = emit_jump_insn (pattern);
2028           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2029
2030           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2031               && ! last_iteration)
2032             {
2033               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2034                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2035                  In this case, we want to change the original fall through
2036                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2037                  original jump label case to fall_through.  */
2038
2039               if (invert_exp (pattern, copy))
2040                 {
2041                   if (! redirect_exp (&pattern,
2042                                       get_label_from_map (map,
2043                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2044                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2045                                       exit_label, copy))
2046                     abort ();
2047                 }
2048               else
2049                 {
2050                   rtx jmp;
2051                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2052                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2053                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2054                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2055                      that.  */
2056                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2057                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2058                   emit_label_after (lab, jmp);
2059                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2060                   if (! redirect_exp (&pattern,
2061                                       get_label_from_map (map,
2062                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2063                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2064                                       lab, copy))
2065                     abort ();
2066                 }
2067             }
2068
2069 #ifdef HAVE_cc0
2070           if (cc0_insn)
2071             try_constants (cc0_insn, map);
2072           cc0_insn = 0;
2073 #endif
2074           try_constants (copy, map);
2075
2076           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2077              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2078           if (JUMP_LABEL (insn))
2079             {
2080               rtx label = 0;
2081
2082               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2083                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2084               if ((set = single_set (copy)))
2085                 {
2086                   tem = SET_SRC (set);
2087                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2088                     label = XEXP (tem, 0);
2089                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2090                     {
2091                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2092                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2093                       else
2094                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2095                     }
2096                 }
2097
2098               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2099                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2100               else
2101                 {
2102                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2103                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2104                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2105                   JUMP_LABEL (copy)
2106                     = get_label_from_map (map,
2107                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2108                 }
2109
2110               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2111                  use count so that the label will not be deleted when the
2112                  original jump is deleted.  */
2113               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2114             }
2115           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2116                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2117             {
2118               rtx pat = PATTERN (copy);
2119               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2120               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2121               int i;
2122
2123               for (i = 0; i < len; i++)
2124                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2125             }
2126
2127           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2128              direction is now known, we must do something special.  */
2129           if (condjump_p (insn) && !simplejump_p (insn) && map->last_pc_value)
2130             {
2131 #ifdef HAVE_cc0
2132               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2133               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2134                 delete_insn (PREV_INSN (copy));
2135 #endif
2136
2137               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2138               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2139                 {
2140                   /* Don't let delete_insn delete the label referenced here,
2141                      because we might possibly need it later for some other
2142                      instruction in the loop.  */
2143                   if (JUMP_LABEL (copy))
2144                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2145                   delete_insn (copy);
2146                   if (JUMP_LABEL (copy))
2147                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))--;
2148                   copy = 0;
2149                 }
2150               else
2151                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2152                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2153                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2154                 emit_barrier ();
2155             }
2156           break;
2157
2158         case CALL_INSN:
2159           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2160           copy = emit_call_insn (pattern);
2161           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2162
2163           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2164              than hard registers, we need to copy it.  */
2165           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2166             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2167                                        map, 0);
2168
2169 #ifdef HAVE_cc0
2170           if (cc0_insn)
2171             try_constants (cc0_insn, map);
2172           cc0_insn = 0;
2173 #endif
2174           try_constants (copy, map);
2175
2176           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2177           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2178             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2179           break;
2180
2181         case CODE_LABEL:
2182           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2183              copy of this label since no one will use it.  */
2184
2185           if (insn != start_label)
2186             {
2187               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2188                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2189               map->const_age++;
2190             }
2191           break;
2192
2193         case BARRIER:
2194           copy = emit_barrier ();
2195           break;
2196
2197         case NOTE:
2198           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2199              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2200           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2201              the associated rtl.  We do not want to share the structure in 
2202              this new block.  */
2203
2204           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2205               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2206               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2207                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2208                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2209             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2210                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2211           else
2212             copy = 0;
2213           break;
2214
2215         default:
2216           abort ();
2217         }
2218
2219       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2220     }
2221   while (insn != copy_end);
2222
2223   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2224   insn = copy_start;
2225   do
2226     {
2227       insn = NEXT_INSN (insn);
2228       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2229            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2230           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2231         final_reg_note_copy (REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2232     }
2233   while (insn != copy_end);
2234
2235   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2236      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2237      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2238      iteration, because the original notes won't be deleted.
2239
2240      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2241      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2242      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2243      copy) when not from preconditioning code.  */
2244
2245   if (! last_iteration)
2246     {
2247       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2248         {
2249           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2250              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2251              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2252              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2253              instructions before the last insn in the loop, and if the
2254              end test is that short, there will be a VTOP note between
2255              the CONT note and the test.  */
2256           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2257               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2258               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2259               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2260             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2261         }
2262     }
2263
2264   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2265     emit_label (final_label);
2266
2267   tem = gen_sequence ();
2268   end_sequence ();
2269   emit_insn_before (tem, insert_before);
2270 }
2271 \f
2272 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2273    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2274    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2275
2276 void
2277 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2278      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2279 {
2280   rtx result;
2281
2282   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
2283                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2284
2285   if (dest_reg != result)
2286     emit_move_insn (dest_reg, result);
2287 }
2288 \f
2289 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2290    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2291    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2292
2293 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2294    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2295    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2296
2297 int
2298 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2299      const struct loop *loop;
2300      rtx insn;
2301 {
2302   rtx p, q, target_insn;
2303   rtx loop_start = loop->start;
2304   rtx loop_end = loop->end;
2305   rtx orig_loop_end = loop->end;
2306
2307   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2308   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2309   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2310     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2311
2312   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2313      deleted insn following it.  */
2314   while (INSN_DELETED_P (insn))
2315     insn = NEXT_INSN (insn);
2316
2317   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2318      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2319      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2320   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2321     return 0;
2322
2323   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2324     {
2325       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2326         {
2327           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2328
2329           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2330              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2331              since insn may not have an LUID entry.  */
2332           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2333             if (q == target_insn)
2334               return 1;
2335         }
2336     }
2337
2338   return 0;
2339 }
2340
2341 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2342    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2343    value of giv's.  */
2344
2345 static rtx
2346 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2347      rtx mult1, mult2, add1;
2348      enum machine_mode mode;
2349 {
2350   rtx temp, mult_res;
2351   rtx result;
2352
2353   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2354      check to make sure.  */
2355   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2356       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2357       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2358     abort ();
2359
2360   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2361      will be a constant.  */
2362   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2363     {
2364       temp = mult2;
2365       mult2 = mult1;
2366       mult1 = temp;
2367     }
2368
2369   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2370   if (! mult_res)
2371     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2372
2373   /* Again, put the constant second.  */
2374   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2375     {
2376       temp = add1;
2377       add1 = mult_res;
2378       mult_res = temp;
2379     }
2380
2381   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2382   if (! result)
2383     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2384
2385   return result;
2386 }
2387
2388 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2389    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2390
2391    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2392    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2393
2394 rtx
2395 biv_total_increment (bl)
2396      struct iv_class *bl;
2397 {
2398   struct induction *v;
2399   rtx result;
2400
2401   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2402      instruction must be executed only once each time through the loop.
2403      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2404      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2405      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2406      an increment).  */
2407
2408   result = const0_rtx;
2409   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2410     {
2411       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2412           && ! v->maybe_multiple)
2413         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2414       else
2415         return 0;
2416     }
2417
2418   return result;
2419 }
2420
2421 /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
2422    that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
2423    the strength reduction pass to calculate these values.
2424
2425    Initial_value and/or increment are set to zero if their values could not
2426    be calculated.  */
2427
2428 static void
2429 iteration_info (loop, iteration_var, initial_value, increment)
2430      const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
2431      rtx iteration_var, *initial_value, *increment;
2432 {
2433   struct iv_class *bl;
2434
2435   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
2436   *initial_value = 0;
2437   *increment = 0;
2438
2439   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
2440      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
2441      value if possible.  */
2442
2443   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
2444      reg_iv_type entry for it.  */
2445   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements)
2446     {
2447       if (loop_dump_stream)
2448         fprintf (loop_dump_stream,
2449                  "Loop unrolling: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
2450       return;
2451     }
2452
2453   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
2454      could result in a number of iterations greater than the range of our
2455      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
2456   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
2457             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
2458     {
2459       if (loop_dump_stream)
2460         fprintf (loop_dump_stream,
2461                  "Loop unrolling: Iteration var rejected because mode too large.\n");
2462       return;
2463     }
2464   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
2465     {
2466       if (loop_dump_stream)
2467         fprintf (loop_dump_stream,
2468                  "Loop unrolling: Iteration var not an integer.\n");
2469       return;
2470     }
2471   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
2472     {
2473       /* When reg_iv_type / reg_iv_info is resized for biv increments
2474          that are turned into givs, reg_biv_class is not resized.
2475          So check here that we don't make an out-of-bounds access.  */
2476       if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2477         abort ();
2478
2479       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
2480       bl = reg_biv_class[REGNO (iteration_var)];
2481       *initial_value = bl->initial_value;
2482
2483       *increment = biv_total_increment (bl);
2484     }
2485   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
2486     {
2487       HOST_WIDE_INT offset = 0;
2488       struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (iteration_var));
2489
2490       if (REGNO (v->src_reg) >= max_reg_before_loop)
2491         abort ();
2492
2493       bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2494
2495       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
2496
2497       *increment = biv_total_increment (bl);
2498       if (*increment)
2499         {
2500           struct induction *biv_inc;
2501
2502           *increment
2503             = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, *increment, const0_rtx, v->mode);
2504           /* The caller assumes that one full increment has occured at the
2505              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
2506              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
2507              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
2508              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
2509              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
2510           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
2511             {
2512               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
2513                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
2514             }
2515           offset *= INTVAL (v->mult_val);
2516         }
2517       if (loop_dump_stream)
2518         fprintf (loop_dump_stream,
2519                  "Loop unrolling: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
2520                  (long) offset);
2521       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
2522          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
2523       *initial_value
2524         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
2525                              plus_constant (bl->initial_value, offset),
2526                              v->add_val, v->mode);
2527     }
2528   else
2529     {
2530       if (loop_dump_stream)
2531         fprintf (loop_dump_stream,
2532                  "Loop unrolling: Not basic or general induction var.\n");
2533       return;
2534     }
2535 }
2536
2537
2538 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2539    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2540    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2541    in the splittable_regs array.
2542
2543    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2544    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2545    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2546    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2547    value of the induction variable and the value the induction variable had
2548    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2549
2550    Returns the total number of instructions that set registers that are
2551    splittable.  */
2552
2553 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2554    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2555    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2556    should not involve a multiply however.  */
2557
2558 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2559    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2560    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2561
2562 static int
2563 find_splittable_regs (loop, unroll_type, end_insert_before, unroll_number)
2564      const struct loop *loop;
2565      enum unroll_types unroll_type;
2566      rtx end_insert_before;
2567      int unroll_number;
2568 {
2569   struct iv_class *bl;
2570   struct induction *v;
2571   rtx increment, tem;
2572   rtx biv_final_value;
2573   int biv_splittable;
2574   int result = 0;
2575   rtx loop_start = loop->start;
2576   rtx loop_end = loop->end;
2577
2578   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
2579     {
2580       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2581          otherwise we can not calculate the split values.  */
2582
2583       increment = biv_total_increment (bl);
2584       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2585         continue;
2586
2587       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2588          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2589          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2590          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2591          value on loop exit.  */
2592
2593       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2594          a fall through at the end.  */
2595
2596       biv_splittable = 1;
2597       biv_final_value = 0;
2598       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2599           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2600           && (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (loop_end)
2601               || ! bl->init_insn
2602               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2603               || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
2604                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2605               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2606           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2607         biv_splittable = 0;
2608
2609       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2610          PLUS, we don't know how to split it.  */
2611       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2612         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2613             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2614             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2615             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2616           biv_splittable = 0;
2617
2618       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2619          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2620          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2621          biv's value in their initialization code.  */
2622
2623       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2624          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2625
2626       if (biv_splittable == 1)
2627         {
2628           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2629             {
2630               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2631                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2632                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2633                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2634
2635               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2636                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2637                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2638                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2639                 {
2640                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2641
2642                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2643                   emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2644                                     loop_start);
2645
2646                   if (loop_dump_stream)
2647                     fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2648                              bl->regno, REGNO (tem));
2649
2650                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2651                 }
2652               else
2653                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2654             }
2655           else
2656             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2657
2658           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2659              we can treat the last one specially.  */
2660
2661           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2662           result += bl->biv_count;
2663
2664           if (loop_dump_stream)
2665             fprintf (loop_dump_stream,
2666                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2667         }
2668
2669       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2670          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2671          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2672          loop, and the givs aren't.  */
2673
2674       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, 
2675                                       unroll_number);
2676
2677       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2678          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2679          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2680          biv's value in their initialization code.  */
2681       if (biv_final_value)
2682         {
2683           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2684              loop to ensure that it will always be executed no matter
2685              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2686              since this is slightly more efficient.  */
2687           if (! loop->exit_count)
2688             emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2689                                              biv_final_value),
2690                               end_insert_before);
2691           else
2692             {
2693               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2694                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2695                  is set to its final value before loop start to ensure that
2696                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2697                  exits.  */
2698               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2699               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2700
2701               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2702                                 loop_start);
2703               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2704                                                biv_final_value),
2705                                 loop_start);
2706
2707               if (loop_dump_stream)
2708                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2709                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2710
2711               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2712                  register.  */
2713               bl->biv->src_reg = tem;
2714             }
2715         }
2716     }
2717   return result;
2718 }
2719
2720 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2721    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2722    instruction.  */
2723
2724 static int
2725 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2726      struct induction *v;
2727      rtx giv_inc;
2728      int unroll_number;
2729 {
2730   int ret = 1;
2731   rtx orig_addr = *v->location;
2732   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2733                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2734
2735   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2736      that we have may have a match_dup.  */
2737   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2738       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2739     ret = 0;
2740
2741   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2742    succeed.  */
2743   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2744     abort ();
2745
2746   return ret;
2747 }
2748
2749 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2750    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2751
2752    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2753
2754 static int
2755 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2756      const struct loop *loop;
2757      struct iv_class *bl;
2758      enum unroll_types unroll_type;
2759      rtx increment;
2760      int unroll_number;
2761 {
2762   struct induction *v, *v2;
2763   rtx final_value;
2764   rtx tem;
2765   int result = 0;
2766
2767   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2768      multiple identical givs in the same insn.  */
2769   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2770     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2771       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2772           && ! v2->same_insn)
2773         v2->same_insn = v;
2774
2775   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2776     {
2777       rtx giv_inc, value;
2778
2779       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2780          being completely unrolled.  */
2781       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2782         continue;
2783
2784       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2785          and only once on every iteration of the loop.  */
2786       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2787          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2788          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2789          won't reach here if they aren't.  */
2790       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2791           && (! v->always_computable
2792               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2793         continue;
2794
2795       /* The giv increment value must be a constant.  */
2796       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2797                                    v->mode);
2798       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2799         continue;
2800
2801       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2802          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2803          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2804          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2805          proper value on loop exit.  */
2806
2807       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2808          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2809          DEST_ADDR giv.  */
2810
2811       final_value = 0;
2812       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2813           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2814           && v->giv_type != DEST_ADDR
2815           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2816              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2817              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2818           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2819               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2820                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2821                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2822                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2823                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2824                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2825                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2826               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2827               || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg))]
2828                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2829           /* Givs made from biv increments are missed by the above test, so
2830              test explicitly for them.  */
2831           && (REGNO (v->dest_reg) < first_increment_giv
2832               || REGNO (v->dest_reg) > last_increment_giv)
2833           && ! (final_value = v->final_value))
2834         continue;
2835
2836 #if 0
2837       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2838       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2839          code below does.  */
2840
2841       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2842          then must emit an instruction to set the final value.  */
2843       if (final_value && !v->new_reg)
2844         {
2845           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2846              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2847              to its final value before loop start to ensure that this insn
2848              will always be executed, no matter how we exit.  */
2849           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2850           emit_insn_before (gen_move_insn (tem, v->dest_reg), loop_start);
2851           emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, final_value),
2852                             loop_start);
2853
2854           if (loop_dump_stream)
2855             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2856                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2857
2858           v->src_reg = tem;
2859         }
2860 #endif
2861
2862       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2863          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2864
2865       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2866         {
2867           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2868              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2869              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2870              be set, so then we do exactly the same thing as
2871              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2872           rtx biv_initial_value;
2873
2874           if (splittable_regs[bl->regno])
2875             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2876           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2877                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2878                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2879             biv_initial_value = bl->initial_value;
2880           else
2881             {
2882               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2883
2884               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2885               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2886                                 loop->start);
2887               biv_initial_value = tem;
2888             }
2889           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2890                                      v->add_val, v->mode);
2891         }
2892       else
2893         value = const0_rtx;
2894
2895       if (v->new_reg)
2896         {
2897           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2898              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2899              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2900              case.  */
2901           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2902             {
2903               if (loop_dump_stream)
2904                 fprintf (loop_dump_stream,
2905                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2906               continue;
2907             }
2908           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2909              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2910           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2911             {
2912               /* If value is not a constant, register, or register plus
2913                  constant, then compute its value into a register before
2914                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2915                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2916                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2917                  is going before the loop start.  */
2918               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2919                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2920                   && GET_CODE (value) != REG
2921                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2922                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2923                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2924                 {
2925                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2926                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2927                   emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
2928                                     v->add_val, tem, loop->start);
2929                   value = tem;
2930                 }
2931
2932               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2933               derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
2934             }
2935           else
2936             {
2937               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2938                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2939                  unnecessary.  */
2940
2941               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2942                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2943                  what we want for split addr regs. We always create a new
2944                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2945
2946               /* If we have multiple identical address givs within a
2947                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2948                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2949                  of the other.  */
2950
2951               v->const_adjust = 0;
2952
2953               if (v->same_insn)
2954                 {
2955                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2956                   if (loop_dump_stream)
2957                     fprintf (loop_dump_stream,
2958                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2959                              INSN_UID (v->insn));
2960                 }
2961               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2962                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2963                  each.  */
2964               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2965                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2966                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2967                        && v->same->unrolled
2968                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2969                           where the add and mult values are not equal.
2970                           To share a register here, the values must be
2971                           equal.  */
2972                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2973                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2974                        /* If the memory references have different modes,
2975                           then the address may not be valid and we must
2976                           not share registers.  */
2977                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2978                 {
2979                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2980                   v->shared = 1;
2981                 }
2982               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2983                 {
2984                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2985                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2986                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2987
2988                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2989                   struct induction *same = v->same;
2990                   rtx new_reg = v->new_reg;
2991                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2992
2993                   if (same && same->derived_from)
2994                     {
2995                       /* calculate_giv_inc doesn't work for derived givs.
2996                          copy_loop_body works around the problem for the
2997                          DEST_REG givs themselves, but it can't handle
2998                          DEST_ADDR givs that have been combined with
2999                          a derived DEST_REG giv.
3000                          So Handle V as if the giv from which V->SAME has
3001                          been derived has been combined with V.
3002                          recombine_givs only derives givs from givs that
3003                          are reduced the ordinary, so we need not worry
3004                          about same->derived_from being in turn derived.  */
3005
3006                       same = same->derived_from;
3007                       new_reg = express_from (same, v);
3008                       new_reg = replace_rtx (new_reg, same->dest_reg,
3009                                              same->new_reg);
3010                     }
3011
3012                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
3013                      then this constant can be pulled out and put in value,
3014                      instead of being part of the initialization code.  */
3015
3016                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
3017                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
3018                     {
3019                       v->dest_reg
3020                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
3021
3022                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
3023                          Try to validate both the first and the last
3024                          address resulting from loop unrolling, if
3025                          one fails, then can't do const elim here.  */
3026                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3027                         {
3028                           /* Save the negative of the eliminated const, so
3029                              that we can calculate the dest_reg's increment
3030                              value later.  */
3031                           v->const_adjust = - INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
3032
3033                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
3034                           if (loop_dump_stream)
3035                             fprintf (loop_dump_stream,
3036                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
3037                                      REGNO (tem));
3038                         }
3039                       else
3040                         v->dest_reg = tem;
3041                     }
3042                   else
3043                     v->dest_reg = tem;
3044
3045                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
3046                      now, and fail completely if either the first or the last
3047                      unrolled copy of the address is not a valid address
3048                      for the instruction that uses it.  */
3049                   if (v->dest_reg == tem
3050                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3051                     {
3052                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3053                         if (v2->same_insn == v)
3054                           v2->same_insn = 0;
3055
3056                       if (loop_dump_stream)
3057                         fprintf (loop_dump_stream,
3058                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3059                                  INSN_UID (v->insn));
3060                       continue;
3061                     }
3062
3063                   v->new_reg = new_reg;
3064                   v->same = same;
3065
3066                   /* We set this after the address check, to guarantee that
3067                      the register will be initialized.  */
3068                   v->unrolled = 1;
3069
3070                   /* To initialize the new register, just move the value of
3071                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
3072                      instruction on machines with complex addressing modes.
3073                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
3074                      to calculate the value from scratch.  */
3075                   emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
3076                                                  copy_rtx (v->new_reg)),
3077                                     loop->start);
3078                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
3079                     {
3080                       rtx sequence, ret;
3081
3082                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
3083                          value, because the loop may have been preconditioned.
3084                          We must calculate it from NEW_REG.  Try using
3085                          force_operand instead of emit_iv_add_mult.  */
3086                       delete_insn (PREV_INSN (loop->start));
3087
3088                       start_sequence ();
3089                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
3090                       if (ret != tem)
3091                         emit_move_insn (tem, ret);
3092                       sequence = gen_sequence ();
3093                       end_sequence ();
3094                       emit_insn_before (sequence, loop->start);
3095
3096                       if (loop_dump_stream)
3097                         fprintf (loop_dump_stream,
3098                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
3099                     }
3100                 }
3101               else
3102                 {
3103                   v->dest_reg = value;
3104
3105                   /* Check the resulting address for validity, and fail
3106                      if the resulting address would be invalid.  */
3107                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3108                     {
3109                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3110                         if (v2->same_insn == v)
3111                           v2->same_insn = 0;
3112
3113                       if (loop_dump_stream)
3114                         fprintf (loop_dump_stream,
3115                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3116                                  INSN_UID (v->insn));
3117                       continue;
3118                     }
3119                   if (v->same && v->same->derived_from)
3120                     {
3121                       /* Handle V as if the giv from which V->SAME has
3122                          been derived has been combined with V.  */
3123
3124                       v->same = v->same->derived_from;
3125                       v->new_reg = express_from (v->same, v);
3126                       v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg, v->same->dest_reg,
3127                                                 v->same->new_reg);
3128                     }
3129
3130                 }
3131
3132               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3133                  will not be a problem as this insn will always be copied
3134                  later.  */
3135
3136               *v->location = v->dest_reg;
3137
3138               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3139                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3140                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3141                  itself does not have to be splittable.  */
3142
3143               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3144                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3145
3146               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3147                 {
3148                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3149                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3150
3151                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3152                   derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
3153
3154                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3155                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3156                   if (! v->same)
3157                     {
3158                       v->same = v;
3159                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3160                     }
3161                 }
3162
3163               if (loop_dump_stream)
3164                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3165             }
3166         }
3167       else
3168         {
3169 #if 0
3170           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3171              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3172              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3173              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3174              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3175              be live across loop iterations.  */
3176
3177           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3178           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3179                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3180 #else
3181           continue;
3182 #endif
3183         }
3184
3185       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3186          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3187          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3188          where this may not be a register.  */
3189
3190       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3191         {
3192           int count = 1;
3193           if (! v->ignore)
3194             count = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)]->biv_count;
3195
3196           if (count > 1 && v->derived_from)
3197              /* In this case, there is one set where the giv insn was and one
3198                 set each after each biv increment.  (Most are likely dead.)  */
3199             count++;
3200
3201           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3202         }
3203
3204       result++;
3205
3206       if (loop_dump_stream)
3207         {
3208           int regnum;
3209
3210           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3211             regnum = -1;
3212           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3213             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3214           else
3215             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3216           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3217                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3218         }
3219     }
3220
3221   return result;
3222 }
3223 \f
3224 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3225    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3226    the register to some value, and appears before the first use of the register
3227    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3228
3229 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3230    it can search past if statements and other similar structures.  */
3231
3232 static int
3233 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3234      const struct loop *loop;
3235      rtx reg;
3236 {
3237   rtx insn, label;
3238   enum rtx_code code;
3239   int jump_count = 0;
3240   int label_count = 0;
3241
3242   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3243      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3244      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3245      such inner loop exits.  */
3246
3247   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3248     label_count++;
3249
3250   if (label_count != loop->exit_count)
3251     return 0;
3252
3253   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3254      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3255      list to it.  */
3256   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3257   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3258
3259   for ( ; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3260     {
3261       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3262          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3263          a conditional jump.  */
3264
3265       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3266       while (insn)
3267         {
3268           code = GET_CODE (insn);
3269           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3270             {
3271               rtx set;
3272
3273               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3274                 return 0;
3275
3276               set = single_set (insn);
3277               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3278                 break;
3279             }
3280
3281           if (code == JUMP_INSN)
3282             {
3283               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3284                 break;
3285               else if (! simplejump_p (insn)
3286                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3287                        || jump_count++ > 20)
3288                 return 0;
3289               else
3290                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3291             }
3292
3293           insn = NEXT_INSN (insn);
3294         }
3295     }
3296
3297   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3298   return 1;
3299 }
3300
3301 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3302    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3303
3304 rtx
3305 final_biv_value (loop, bl)
3306      const struct loop *loop;
3307      struct iv_class *bl;
3308 {
3309   rtx loop_end = loop->end;
3310   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3311   rtx increment, tem;
3312
3313   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3314
3315   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3316     return 0;
3317
3318   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3319       for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3320      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3321      no other loop exits, so we can return any value.  */
3322   if (bl->reversed)
3323     {
3324       if (loop_dump_stream)
3325         fprintf (loop_dump_stream,
3326                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3327
3328       return const0_rtx;
3329     }
3330
3331   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3332      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3333      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3334      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3335      value of the biv must be invariant.  */
3336
3337   if (n_iterations != 0
3338       && ! loop->exit_count
3339       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3340     {
3341       increment = biv_total_increment (bl);
3342
3343       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3344         {
3345           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3346              end to calculate this value into a temporary register in
3347              case it is needed later.  */
3348
3349           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3350           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3351           /* Make sure loop_end is not the last insn.  */
3352           if (NEXT_INSN (loop_end) == 0)
3353             emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3354           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3355                             bl->initial_value, tem, NEXT_INSN (loop_end));
3356
3357           if (loop_dump_stream)
3358             fprintf (loop_dump_stream,
3359                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3360
3361           return tem;
3362         }
3363     }
3364
3365   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3366   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3367     {
3368       if (loop_dump_stream)
3369         fprintf (loop_dump_stream,
3370                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3371                  bl->regno);
3372
3373       return const0_rtx;
3374     }
3375
3376   return 0;
3377 }
3378
3379 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3380    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3381
3382 rtx
3383 final_giv_value (loop, v)
3384      const struct loop *loop;
3385      struct induction *v;
3386 {
3387   struct iv_class *bl;
3388   rtx insn;
3389   rtx increment, tem;
3390   rtx insert_before, seq;
3391   rtx loop_end = loop->end;
3392   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3393
3394   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
3395
3396   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3397      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3398      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3399      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3400   if (bl->reversed)
3401     {
3402       if (loop_dump_stream)
3403         fprintf (loop_dump_stream,
3404                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3405                  REGNO (v->dest_reg));
3406       return const0_rtx;
3407     }
3408
3409   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3410      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3411      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3412
3413   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3414      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3415      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3416      to be known.  */
3417
3418   if (n_iterations != 0
3419       && ! loop->exit_count)
3420     {
3421       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3422          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3423          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3424          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3425          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3426          biv value here if it is not eliminable.  */
3427
3428       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3429          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3430          be valid if it is invariant.  */
3431
3432       increment = biv_total_increment (bl);
3433
3434       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3435           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3436         {
3437           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3438              (n_iterations * increment) + initial_value */
3439
3440           /* The loop exit value of the giv is then
3441              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3442              The extra increments are any increments to the biv which
3443              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3444              We must search from the insn that sets the giv to the end
3445              of the loop to calculate this value.  */
3446
3447           insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3448
3449           /* Put the final biv value in tem.  */
3450           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3451           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3452           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3453                             bl->initial_value, tem, insert_before);
3454
3455           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3456           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3457                insn = NEXT_INSN (insn))
3458             {
3459               struct induction *biv;
3460
3461               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3462                 if (biv->insn == insn)
3463                   {
3464                     start_sequence ();
3465                     tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
3466                                         biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3467                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
3468                     seq = gen_sequence ();
3469                     end_sequence ();
3470                     emit_insn_before (seq, insert_before);
3471                   }
3472             }
3473
3474           /* Now calculate the giv's final value.  */
3475           emit_iv_add_mult (tem, v->mult_val, v->add_val, tem,
3476                             insert_before);
3477
3478           if (loop_dump_stream)
3479             fprintf (loop_dump_stream,
3480                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3481                      REGNO (v->dest_reg));
3482
3483           return tem;
3484         }
3485     }
3486
3487   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3488   if (v->replaceable)
3489     abort ();
3490
3491   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3492   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3493     {
3494       if (loop_dump_stream)
3495         fprintf (loop_dump_stream,
3496                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3497                  REGNO (v->dest_reg));
3498
3499       return const0_rtx;
3500     }
3501
3502   return 0;
3503 }
3504
3505
3506 /* Look back before LOOP->START for then insn that sets REG and return
3507    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3508    the SET_SRC of REG.  */
3509
3510 static rtx
3511 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3512      const struct loop *loop;
3513      rtx reg;
3514 {
3515   rtx loop_start = loop->start;
3516   rtx insn, set;
3517   rtx ret;
3518
3519   ret = reg;
3520   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn ; insn = PREV_INSN (insn))
3521     {
3522       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3523         break;
3524
3525       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
3526                && reg_set_p (reg, insn))
3527         {
3528           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3529              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3530              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3531           if ((set = single_set (insn))
3532                   && (SET_DEST (set) == reg))
3533             {
3534               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3535
3536               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3537                  Other things, divide in particular, will cause
3538                  problems later if we use them.  */
3539               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3540                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3541                 ret = XEXP (note, 0);
3542               else
3543                 ret = SET_SRC (set);
3544             }
3545           break;
3546         }
3547     }
3548   return ret;
3549 }
3550
3551 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3552
3553    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3554    and a second term.
3555
3556    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3557
3558    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3559    the proper form.  */
3560
3561 static rtx
3562 subtract_reg_term (op, reg)
3563      rtx op, reg;
3564 {
3565   if (op == reg)
3566     return const0_rtx;
3567   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3568     {
3569       if (XEXP (op, 0) == reg)
3570         return XEXP (op, 1);
3571       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3572         return XEXP (op, 0);
3573     }
3574   /* OP does not contain REG as a term.  */
3575   abort ();
3576 }
3577
3578
3579 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3580    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3581    REG or a PLUS of a REG.  */
3582
3583 static rtx
3584 find_common_reg_term (op0, op1)
3585      rtx op0, op1;
3586 {
3587   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3588       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3589     {
3590       rtx op00;
3591       rtx op01;
3592       rtx op10;
3593       rtx op11;
3594
3595       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3596         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3597       else
3598         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3599
3600       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3601         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3602       else
3603         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3604
3605       /* Find and return common register term if present.  */
3606       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3607         return op00;
3608       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3609         return op01;
3610     }
3611
3612   /* No common register term found.  */
3613   return NULL_RTX;
3614 }
3615
3616 /* Calculate the number of loop iterations.  Returns the exact number of loop
3617    iterations if it can be calculated, otherwise returns zero.  */
3618
3619 unsigned HOST_WIDE_INT
3620 loop_iterations (loop)
3621      struct loop *loop;
3622 {
3623   rtx comparison, comparison_value;
3624   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3625   enum rtx_code comparison_code;
3626   HOST_WIDE_INT abs_inc;
3627   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3628   int off_by_one;
3629   int increment_dir;
3630   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3631   rtx last_loop_insn;
3632   rtx reg_term;
3633   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3634
3635   loop_info->n_iterations = 0;
3636   loop_info->initial_value = 0;
3637   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3638   loop_info->comparison_value = 0;
3639   loop_info->final_value = 0;
3640   loop_info->final_equiv_value = 0;
3641   loop_info->increment = 0;
3642   loop_info->iteration_var = 0;
3643   loop_info->unroll_number = 1;
3644
3645   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3646      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3647      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3648      loop_end.  */
3649   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3650
3651   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3652      at the end of the loop.  The following code assumes that
3653      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3654   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3655     {
3656       if (loop_dump_stream)
3657         fprintf (loop_dump_stream,
3658                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3659       return 0;
3660     }
3661
3662   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3663      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3664   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3665     {
3666       if (loop_dump_stream)
3667         fprintf (loop_dump_stream,
3668                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3669       return 0;
3670     }
3671
3672   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3673      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3674      iteration variable.  */
3675
3676   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3677   if (comparison == 0)
3678     {
3679       if (loop_dump_stream)
3680         fprintf (loop_dump_stream,
3681                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3682       return 0;
3683     }
3684
3685   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3686      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3687
3688   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3689   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3690   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3691
3692   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3693     {
3694       if (loop_dump_stream)
3695         fprintf (loop_dump_stream,
3696                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3697       return 0;
3698     }
3699
3700   /* The only new registers that are created before loop iterations
3701      are givs made from biv increments or registers created by
3702      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3703      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3704      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3705
3706   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements
3707       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3708     abort ();
3709
3710   iteration_info (loop, iteration_var, &initial_value, &increment);
3711
3712   if (initial_value == 0)
3713     /* iteration_info already printed a message.  */
3714     return 0;
3715
3716   unsigned_p = 0;
3717   off_by_one = 0;
3718   switch (comparison_code)
3719     {
3720     case LEU:
3721       unsigned_p = 1;
3722     case LE:
3723       compare_dir = 1;
3724       off_by_one = 1;
3725       break;
3726     case GEU:
3727       unsigned_p = 1;
3728     case GE:
3729       compare_dir = -1;
3730       off_by_one = -1;
3731       break;
3732     case EQ:
3733       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3734       compare_dir = 0;
3735       break;
3736     case LTU:
3737       unsigned_p = 1;
3738     case LT:
3739       compare_dir = 1;
3740       break;
3741     case GTU:
3742       unsigned_p = 1;
3743     case GT:
3744       compare_dir = -1;
3745     case NE:
3746       compare_dir = 0;
3747       break;
3748     default:
3749       abort ();
3750     }
3751
3752   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3753      its value from the insns before the start of the loop.  */
3754
3755   final_value = comparison_value;
3756   if (GET_CODE (comparison_value) == REG 
3757       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3758     {
3759       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3760
3761       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3762          off with the original register.  */
3763       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3764         final_value = comparison_value;
3765     }
3766
3767   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3768      (on the last successful iteration).  The exact final value
3769      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3770      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3771      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3772      initial_value) % increment != 0.
3773      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3774      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3775      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3776   if (off_by_one)
3777     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3778
3779   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3780      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3781      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3782      optimizations may obscure the loop's structure.
3783
3784      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3785      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3786      Only the difference between final_value and initial_value is
3787      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3788   loop_info->initial_value = initial_value;
3789   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3790   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3791   loop_info->increment = increment;
3792   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3793   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3794
3795   /* Try to determine the iteration count for loops such
3796      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3797      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3798      loops into this form.  */
3799
3800   if (REG_P (initial_value))
3801     {
3802       rtx reg1;
3803       rtx reg2;
3804       rtx const2;
3805
3806       reg1 = initial_value;
3807       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3808         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3809       else
3810         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3811
3812       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3813          where reg1 != reg2.  */
3814       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3815         {
3816           rtx temp;
3817
3818           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3819              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3820           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3821
3822           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3823             initial_value = temp;
3824           else
3825             {
3826               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3827                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3828                  the latter case for now since it is not so common.  */
3829               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3830
3831               if (temp == loop_info->iteration_var)
3832                 temp = initial_value;
3833               if (temp == reg1)
3834                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3835                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3836             }
3837         }
3838       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3839         {
3840           rtx temp;
3841
3842           /*  When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3843               further obfuscates reversible loops of the form:
3844               for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3845               final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3846               where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3847               can replace initial_value with const.  */
3848
3849           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3850
3851           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3852             {
3853               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3854
3855               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3856                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3857                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3858             }
3859         }
3860     }
3861
3862   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3863      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3864      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3865      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3866      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3867      when using modulo arithmetic.
3868
3869      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3870      the initial and final values carefully.  */
3871   if (loop->vtop
3872       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3873     {
3874       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3875       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3876     }
3877
3878   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3879   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3880
3881   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3882      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3883      return early for any other reason.  */
3884   if (comparison_code == EQ)
3885       loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3886
3887   if (increment == 0)
3888     {
3889       if (loop_dump_stream)
3890         fprintf (loop_dump_stream,
3891                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3892       return 0;
3893     }
3894
3895   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3896     {
3897       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3898       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3899          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3900       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3901         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3902
3903       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3904         {
3905           if (loop_dump_stream)
3906             {
3907               fprintf (loop_dump_stream,
3908                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3909               print_rtl (loop_dump_stream, increment);
3910               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3911             }
3912           return 0;
3913         }
3914       loop_info->increment = increment;
3915     }
3916
3917   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3918     {
3919       if (loop_dump_stream)
3920         {
3921           fprintf (loop_dump_stream,
3922                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3923           print_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3924           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3925         }
3926       return 0;
3927     }
3928   else if (comparison_code == EQ)
3929     {
3930       if (loop_dump_stream)
3931         fprintf (loop_dump_stream,
3932                  "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3933       return 0;
3934     }
3935   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3936     {
3937       if (loop_dump_stream)
3938         {
3939           fprintf (loop_dump_stream,
3940                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3941           print_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3942           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3943         }
3944       return 0;
3945     }
3946
3947   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3948   if (unsigned_p)
3949     final_larger
3950       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3951          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3952         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3953            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3954   else
3955     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3956       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3957
3958   if (INTVAL (increment) > 0)
3959     increment_dir = 1;
3960   else if (INTVAL (increment) == 0)
3961     increment_dir = 0;
3962   else
3963     increment_dir = -1;
3964
3965   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3966      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3967      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3968      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3969      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3970      Only try to optimize the normal cases.  */
3971
3972   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3973      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3974      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3975      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3976      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3977
3978   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3979      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3980      eliminate all of these special checks, and just always assume
3981      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3982      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3983      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3984      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3985      loops can be optimized.
3986
3987      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3988      because the action on overflow is undefined.
3989
3990      See also the special test for NE loops below.  */
3991
3992   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3993       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3994     /* Normal case.  */
3995     ;
3996   else
3997     {
3998       if (loop_dump_stream)
3999         fprintf (loop_dump_stream,
4000                  "Loop iterations: Not normal loop.\n");
4001       return 0;
4002     }
4003
4004   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
4005      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
4006      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
4007
4008   abs_inc = INTVAL (increment);
4009   if (abs_inc > 0)
4010     abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4011   else if (abs_inc < 0)
4012     {
4013       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4014       abs_inc = -abs_inc;
4015     }
4016   else
4017     abort ();
4018
4019   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4020      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4021      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4022      can not calculate the number of iterations.  */
4023   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4024     return 0;
4025
4026   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4027      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4028      handle potential overflow of the summation.  */
4029   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4030   return loop_info->n_iterations;
4031 }
4032
4033
4034 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4035    for original instructions which remain after loop unrolling without
4036    copying.  */
4037
4038 static rtx
4039 remap_split_bivs (x)
4040      rtx x;
4041 {
4042   register enum rtx_code code;
4043   register int i;
4044   register const char *fmt;
4045
4046   if (x == 0)
4047     return x;
4048
4049   code = GET_CODE (x);
4050   switch (code)
4051     {
4052     case SCRATCH:
4053     case PC:
4054     case CC0:
4055     case CONST_INT:
4056     case CONST_DOUBLE:
4057     case CONST:
4058     case SYMBOL_REF:
4059     case LABEL_REF:
4060       return x;
4061
4062     case REG:
4063 #if 0
4064       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4065          have to remap those givs also.  */
4066 #endif
4067       if (REGNO (x) < max_reg_before_loop
4068           && REG_IV_TYPE (REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4069         return reg_biv_class[REGNO (x)]->biv->src_reg;
4070       break;
4071
4072     default:
4073       break;
4074     }
4075
4076   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4077   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4078     {
4079       if (fmt[i] == 'e')
4080         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (XEXP (x, i));
4081       else if (fmt[i] == 'E')
4082         {
4083           register int j;
4084           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4085             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (XVECEXP (x, i, j));
4086         }
4087     }
4088   return x;
4089 }
4090
4091 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4092    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4093    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4094    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4095    insns.
4096
4097    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4098    must dominate LAST_UID.
4099
4100    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4101    may not dominate LAST_UID.
4102
4103    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4104    must dominate LAST_UID.  */
4105
4106 int
4107 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4108      int regno;
4109      int first_uid;
4110      int last_uid;
4111      rtx copy_start;
4112      rtx copy_end;
4113 {
4114   int passed_jump = 0;
4115   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4116
4117   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4118     {
4119       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4120         passed_jump= 1;
4121       /* Could not find FIRST_UID.  */
4122       if (p == copy_end)
4123         return 0;
4124       p = NEXT_INSN (p);
4125     }
4126
4127   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4128   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
4129       || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4130     return 0;
4131
4132   /* FIRST_UID is always executed.  */
4133   if (passed_jump == 0)
4134     return 1;
4135
4136   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4137     {
4138       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4139          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4140       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4141         return 0;
4142       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4143          it must be safe.  */
4144       else if (p == copy_end)
4145         return 1;
4146       p = NEXT_INSN (p);
4147     }
4148
4149   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4150   return 1;
4151 }