OSDN Git Service

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