OSDN Git Service

*** empty log message ***
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992 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, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
20
21 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
22
23    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
24    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
25    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
26    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
27    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
28    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
29    the insn count.
30
31    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
32    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
33    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
34    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
35    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
36    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
37    with only one exit test needed at the end of the loop.
38
39    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
40    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
41    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
42    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
43
44    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
45    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
46    calculate its value at each place where it is set as a function of the
47    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
48    the induction variable is split into `N' different variables, one for
49    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
50    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
51    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
52    for cse.  */
53
54 /* Possible improvements follow:  */
55
56 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
57    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
58    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
59
60    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
61      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
62      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
63      eliminated.
64    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
65      can be performed for the loop.
66    Add code to check for these and similar cases.  */
67
68 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
69    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
70    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
71    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
72
73 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
74    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
75    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
76    best results, because then all register copies can be eliminated.
77    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
78    while (this)
79      {
80        next = this->cdr;
81        this->cdr = prev;
82        prev = this;
83        this = next;
84      }
85
86    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
87    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
88    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
89
90 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
91    determine the number of loop iterations for more complex loops.
92    For example, consider this loop from gdb
93    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
94      {
95        char tmp;
96        char *p = (char *) buffer;
97        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
98        int iterations = (len + 1) >> 1;
99        int i;
100        for (p; p < q; p++, q--;)
101          {
102            tmp = *q;
103            *q = *p;
104            *p = tmp;
105          }
106      }
107    Note that:
108      start value = p = &buffer + current_iteration
109      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
110    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
111    set equal to zero and solve for number of iterations:
112      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
113      current_iteration = (len - 1) / 2
114    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
115    iterations of this loop.  */
116
117 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
118    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
119    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
120    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
121    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
122    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
123    different address.  A case where this happens is when a loop containing
124    a switch statement is unrolled.
125
126    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
127    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
128    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
129    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
130    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
131
132 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
133    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
134    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
135    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
136    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
137    and/or 5.  */
138
139 #define NUM_FACTORS 4
140
141 struct _factor { int factor, count; } factors[NUM_FACTORS]
142   = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
143       
144 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
145
146 enum unroll_types { UNROLL_COMPLETELY, UNROLL_MODULO, UNROLL_NAIVE };
147
148 #include "config.h"
149 #include "rtl.h"
150 #include "insn-config.h"
151 #include "integrate.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "flags.h"
154 #include "expr.h"
155 #include <stdio.h>
156 #include "loop.h"
157
158 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
159    them.  */
160
161 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
162 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
163 #endif
164
165 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
166    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
167    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
168    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
169    that were combined with this DEST_REG giv.  */
170
171 static struct induction **addr_combined_regs;
172
173 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
174    then this will hold the current value of the register, which depends on the
175    iteration number.  */
176
177 static rtx *splittable_regs;
178
179 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
180    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
181    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
182    a split iv will update the original iv of the dest.  */
183
184 static int *splittable_regs_updates;
185
186 /* Values describing the current loop's iteration variable.  These are set up
187    by loop_iterations, and used by precondition_loop_p.  */
188
189 static rtx loop_iteration_var;
190 static rtx loop_initial_value;
191 static rtx loop_increment;
192 static rtx loop_final_value;
193
194 /* Forward declarations.  */
195
196 static void init_reg_map ();
197 static int precondition_loop_p ();
198 static void copy_loop_body ();
199 static void iteration_info ();
200 static rtx approx_final_value ();
201 static int find_splittable_regs ();
202 static int find_splittable_givs ();
203 static rtx fold_rtx_mult_add ();
204
205 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
206
207    The loop is described by the arguments LOOP_END, INSN_COUNT, and
208    LOOP_START.  END_INSERT_BEFORE indicates where insns should be added
209    which need to be executed when the loop falls through.  STRENGTH_REDUCTION_P
210    indicates whether information generated in the strength reduction pass
211    is available.
212
213    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
214    in loop.c.  */
215
216 void
217 unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
218              strength_reduce_p)
219      rtx loop_end;
220      int insn_count;
221      rtx loop_start;
222      rtx end_insert_before;
223      int strength_reduce_p;
224 {
225   int i, j, temp;
226   int unroll_number = 1;
227   rtx copy_start, copy_end;
228   rtx insn, copy, sequence, pattern, tem;
229   int max_labelno, max_insnno;
230   rtx insert_before;
231   struct inline_remap *map;
232   char *local_label;
233   int maxregnum;
234   int new_maxregnum;
235   rtx exit_label = 0;
236   rtx start_label;
237   struct iv_class *bl;
238   struct induction *v;
239   int splitting_not_safe = 0;
240   enum unroll_types unroll_type;
241   int loop_preconditioned = 0;
242   rtx safety_label;
243   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
244      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
245      jumps).  */
246   rtx last_loop_insn;
247
248   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
249      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
250      be unrolled.  */
251   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
252     {
253       if (loop_dump_stream)
254         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
255       return;
256     }
257
258   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
259      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
260      structure of the function.  This can happen as a result of the
261      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
262
263   if (write_symbols != NO_DEBUG)
264     {
265       int block_begins = 0;
266       int block_ends = 0;
267
268       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
269         {
270           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
271             {
272               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
273                 block_begins++;
274               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
275                 block_ends++;
276             }
277         }
278
279       if (block_begins != block_ends)
280         {
281           if (loop_dump_stream)
282             fprintf (loop_dump_stream,
283                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
284           return;
285         }
286     }
287
288   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
289      and the size of the loop.  */
290
291   /* If there is no strength reduce info, then set loop_n_iterations to zero.
292      This can happen if strength_reduce can't find any bivs in the loop.
293      A value of zero indicates that the number of iterations could not be
294      calculated.  */
295
296   if (! strength_reduce_p)
297     loop_n_iterations = 0;
298
299   if (loop_dump_stream && loop_n_iterations > 0)
300     fprintf (loop_dump_stream,
301              "Loop unrolling: %d iterations.\n", loop_n_iterations);
302
303   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
304
305   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
306
307   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
308      not the loop is being completely unrolled.  */
309
310   if (loop_n_iterations == 1)
311     {
312       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
313          branch at the end of the loop since they will never be taken.
314          Then return, since no other action is needed here.  */
315
316       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
317          don't do anything.  */
318
319       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
320         {
321           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
322           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
323         }
324       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
325         {
326 #ifdef HAVE_cc0
327           /* The immediately preceding insn is a compare which must be
328              deleted.  */
329           delete_insn (last_loop_insn);
330           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
331 #else
332           /* The immediately preceding insn may not be the compare, so don't
333              delete it.  */
334           delete_insn (last_loop_insn);
335 #endif
336         }
337       return;
338     }
339   else if (loop_n_iterations > 0
340       && loop_n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
341     {
342       unroll_number = loop_n_iterations;
343       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
344     }
345   else if (loop_n_iterations > 0)
346     {
347       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
348          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
349          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
350
351       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
352         factors[i].count = 0;
353
354       temp = loop_n_iterations;
355       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
356         while (temp % factors[i].factor == 0)
357           {
358             factors[i].count++;
359             temp = temp / factors[i].factor;
360           }
361
362       /* Start with the larger factors first so that we generally
363          get lots of unrolling.  */
364
365       unroll_number = 1;
366       temp = insn_count;
367       for (i = 3; i >= 0; i--)
368         while (factors[i].count--)
369           {
370             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
371               {
372                 unroll_number *= factors[i].factor;
373                 temp *= factors[i].factor;
374               }
375             else
376               break;
377           }
378
379       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
380          case.  */
381       if (unroll_number == 1)
382         {
383           if (loop_dump_stream)
384             fprintf (loop_dump_stream,
385                      "Loop unrolling: No factors found.\n");
386         }
387       else
388         unroll_type = UNROLL_MODULO;
389     }
390
391
392   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
393      size.  */
394   if (unroll_number == 1)
395     {
396       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
397         unroll_number = 8;
398       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
399         unroll_number = 4;
400       else
401         unroll_number = 2;
402
403       unroll_type = UNROLL_NAIVE;
404     }
405
406   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
407
408   if (loop_dump_stream)
409     fprintf (loop_dump_stream,
410              "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
411
412
413   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
414     {
415       /* Loops of these types should never start with a jump down to
416          the exit condition test.  For now, check for this case just to
417          be sure.  UNROLL_NAIVE loops can be of this form, this case is
418          handled below.  */
419       insn = loop_start;
420       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
421         insn = NEXT_INSN (insn);
422       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
423         abort ();
424     }
425
426   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
427     {
428       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
429          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
430          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
431          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
432          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
433          instructions.  */
434
435       copy_start = loop_start;
436
437       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
438          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
439          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
440       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
441
442       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
443       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
444         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
445       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
446         {
447 #ifdef HAVE_cc0
448           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN is a compare
449              instruction which we do not want to copy.  */
450           copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
451 #else
452           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may not be the
453              compare, so we must copy it.  */
454           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
455 #endif
456         }
457       else
458         {
459           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
460              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
461              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
462              jumps to after the last loop body.  */
463           if (loop_dump_stream)
464             fprintf (loop_dump_stream,
465                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
466           return;
467         }
468     }
469   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
470     {
471       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
472          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
473          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
474          code immediately before the compare/branch at the end so that the
475          code will fall through to them as before.  */
476
477       copy_start = loop_start;
478
479       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
480          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
481       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
482         {
483           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
484           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
485         }
486       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
487         {
488 #ifdef HAVE_cc0
489           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN is a compare
490              instruction which we do not want to copy or delete.  */
491           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
492           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
493 #else
494           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may not be the
495              compare, so we must copy it.  */
496           insert_before = last_loop_insn;
497           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
498 #endif
499         }
500       else
501         {
502           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
503              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
504              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
505              jumps to after the last loop body.  */
506           if (loop_dump_stream)
507             fprintf (loop_dump_stream,
508                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
509           return;
510         }
511     }
512   else
513     {
514       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
515          end of the loop.  */
516
517       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
518         {
519           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
520              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
521              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
522              unconditional jumps to an immediately following label.
523
524              This will be corrected below if the target of this jump is
525              not the start_label.  */
526
527           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
528           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
529         }
530       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
531         {
532           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
533              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
534              copy_loop_body.  */
535           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
536           copy_end = last_loop_insn;
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       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
551          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
552          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
553          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
554          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
555          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
556          the real exit label.  */
557       exit_label = gen_label_rtx ();
558
559       insn = loop_start;
560       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
561         insn = NEXT_INSN (insn);
562
563       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
564         {
565           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
566              Start copying the loop after the barrier following this
567              jump insn.  */
568           copy_start = NEXT_INSN (insn);
569
570           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
571              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
572              a comparison against a new register for a split variable, but
573              we did not execute the set insn for the new register because
574              it was skipped over.  */
575           splitting_not_safe = 1;
576           if (loop_dump_stream)
577             fprintf (loop_dump_stream,
578                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
579         }
580       else
581         copy_start = loop_start;
582     }
583
584   /* This should always be the first label in the loop.  */
585   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
586   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
587   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
588     start_label = NEXT_INSN (start_label);
589   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
590     {
591       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
592          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
593          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
594          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
595
596          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
597
598       if (loop_dump_stream)
599         fprintf (loop_dump_stream,
600                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
601       return;
602     }
603
604   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
605       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
606       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
607     {
608       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
609          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
610
611       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
612       copy_end = last_loop_insn;
613     }
614
615   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
616      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
617
618   max_labelno = max_label_num ();
619   max_insnno = get_max_uid ();
620
621   map = (struct inline_remap *) alloca (sizeof (struct inline_remap));
622
623   /* Allocate the label map.  */
624
625   if (max_labelno > 0)
626     {
627       map->label_map = (rtx *) alloca (max_labelno * sizeof (rtx));
628
629       local_label = (char *) alloca (max_labelno);
630       bzero (local_label, max_labelno);
631     }
632   else
633     map->label_map = 0;
634
635   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
636      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
637      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
638      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
639      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
640      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
641
642   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
643     {
644       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
645         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
646       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
647         {
648           if (JUMP_LABEL (insn))
649             map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn))]
650               = JUMP_LABEL (insn);
651           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
652                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
653             {
654               rtx pat = PATTERN (insn);
655               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
656               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
657               rtx label;
658
659               for (i = 0; i < len; i++)
660                 {
661                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
662                   map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER (label)] = label;
663                 }
664             }
665         }
666     }
667
668   /* Allocate space for the insn map.  */
669
670   map->insn_map = (rtx *) alloca (max_insnno * sizeof (rtx));
671
672   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
673      not function inlining.  */
674   map->inline_target = 0;
675
676   /* The register and constant maps depend on the number of registers
677      present, so the final maps can't be created until after
678      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
679      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
680      is performed.  */
681
682   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
683   maxregnum = max_reg_num ();
684
685   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
686      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
687      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
688
689      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
690      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
691      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
692
693   splittable_regs = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
694   bzero (splittable_regs, maxregnum * sizeof (rtx));
695   splittable_regs_updates = (int *) alloca (maxregnum * sizeof (int));
696   bzero (splittable_regs_updates, maxregnum * sizeof (int));
697   addr_combined_regs
698     = (struct induction **) alloca (maxregnum * sizeof (struct induction *));
699   bzero (addr_combined_regs, maxregnum * sizeof (struct induction *));
700
701   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
702      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
703      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
704      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
705      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
706
707   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
708      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
709      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
710      unrolled loop copies.  */
711
712   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
713      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
714      assumes that each induction variable can be represented as a function
715      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
716      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
717      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
718      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
719      we can not split induction variables here, because we can not calculate
720      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
721      is called.  */
722
723   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
724     {
725       rtx initial_value, final_value, increment;
726
727       if (precondition_loop_p (&initial_value, &final_value, &increment,
728                                loop_start, loop_end))
729         {
730           register rtx diff, temp;
731           enum machine_mode mode;
732           rtx *labels;
733           int abs_inc, neg_inc;
734
735           map->reg_map = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
736
737           map->const_equiv_map = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
738           map->const_age_map = (unsigned *) alloca (maxregnum
739                                                     * sizeof (unsigned));
740           map->const_equiv_map_size = maxregnum;
741           global_const_equiv_map = map->const_equiv_map;
742
743           init_reg_map (map, maxregnum);
744
745           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
746              the loop body.  */
747           if (unroll_number > 4)
748             unroll_number = 4;
749
750           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
751              not it is negative.  */
752           neg_inc = 0;
753           abs_inc = INTVAL (increment);
754           if (abs_inc < 0)
755             {
756               abs_inc = - abs_inc;
757               neg_inc = 1;
758             }
759
760           start_sequence ();
761
762           /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
763              of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
764              both are constants.  */
765           mode = GET_MODE (final_value);
766           if (mode == VOIDmode)
767             {
768               mode = GET_MODE (initial_value);
769               if (mode == VOIDmode)
770                 mode = word_mode;
771             }
772           else if (mode != GET_MODE (initial_value)
773                    && (GET_MODE_SIZE (mode)
774                        < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (initial_value))))
775             mode = GET_MODE (initial_value);
776
777           /* Calculate the difference between the final and initial values.
778              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
779              Let the following cse pass simplify this if initial value is
780              a constant. 
781
782              We must copy the final and initial values here to avoid
783              improperly shared rtl.  */
784
785           diff = expand_binop (mode, sub_optab, copy_rtx (final_value),
786                                copy_rtx (initial_value), 0, 0,
787                                OPTAB_LIB_WIDEN);
788
789           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
790              and instruction.  */
791           diff = expand_binop (GET_MODE (diff), and_optab, diff,
792                                gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
793                                         unroll_number * abs_inc - 1),
794                                0, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
795
796           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
797              loop entry point.  */
798
799           labels = (rtx *) alloca (sizeof (rtx) * unroll_number);
800           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
801             labels[i] = gen_label_rtx ();
802
803           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
804              for a negative increment:  for a positive increment:
805              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
806              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
807              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
808              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
809
810           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
811              last case just falls through to the following code.  */
812
813           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
814              instead of the current linear list of branches.  */
815
816           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
817             {
818               int cmp_const;
819
820               /* For negative increments, must invert the constant compared
821                  against, except when comparing against zero.  */
822               if (i == 0)
823                 cmp_const = 0;
824               else if (neg_inc)
825                 cmp_const = unroll_number - i;
826               else
827                 cmp_const = i;
828
829               emit_cmp_insn (diff, gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
830                                             abs_inc * cmp_const),
831                              EQ, 0, mode, 0, 0);
832
833               if (i == 0)
834                 emit_jump_insn (gen_beq (labels[i]));
835               else if (neg_inc)
836                 emit_jump_insn (gen_bge (labels[i]));
837               else
838                 emit_jump_insn (gen_ble (labels[i]));
839               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
840               LABEL_NUSES (labels[i])++;
841             }
842
843           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
844              to handle other cases equivalent to 0.  */
845
846           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
847              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
848              For the negative increment case, the branch here could easily
849              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
850              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
851              
852           if (abs_inc != 1)
853             {
854               int cmp_const;
855
856               if (neg_inc)
857                 cmp_const = abs_inc - 1;
858               else
859                 cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
860
861               emit_cmp_insn (diff, gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, cmp_const),
862                              EQ, 0, mode, 0, 0);
863
864               if (neg_inc)
865                 emit_jump_insn (gen_ble (labels[0]));
866               else
867                 emit_jump_insn (gen_bge (labels[0]));
868               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
869               LABEL_NUSES (labels[0])++;
870             }
871
872           sequence = gen_sequence ();
873           end_sequence ();
874           emit_insn_before (sequence, loop_start);
875           
876           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
877              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
878              and then reset it inside the loop when get to the last
879              copy.  */
880
881           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
882             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
883           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
884             {
885 #ifdef HAVE_cc0
886               /* The immediately preceding insn is a compare which we do not
887                  want to copy.  */
888               copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
889 #else
890               /* The immediately preceding insn may not be a compare, so we
891                  must copy it.  */
892               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
893 #endif
894             }
895           else
896             abort ();
897
898           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
899             {
900               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
901                                 PREV_INSN (loop_start));
902
903               bzero (map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
904               bzero (map->const_equiv_map, maxregnum * sizeof (rtx));
905               bzero (map->const_age_map, maxregnum * sizeof (unsigned));
906               map->const_age = 0;
907
908               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
909                 if (local_label[j])
910                   map->label_map[j] = gen_label_rtx ();
911
912               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
913                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
914                  branch.  */
915
916               if (i == unroll_number - 1)
917                 {
918                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
919                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
920                   else
921                     copy_end = last_loop_insn;
922                 }
923
924               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
925                  pass zero for that parameter.  */
926               copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
927                               unroll_type, start_label, loop_end,
928                               loop_start, copy_end);
929             }
930           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
931
932           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
933             {
934               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
935               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
936             }
937           else
938             {
939 #ifdef HAVE_cc0
940               /* The immediately preceding insn is a compare which we do not
941                  want to copy.  */
942               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
943               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
944 #else
945               /* The immediately preceding insn may not be a compare, so we
946                  must copy it.  */
947               insert_before = last_loop_insn;
948               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
949 #endif
950             }
951
952           /* Set unroll type to MODULO now.  */
953           unroll_type = UNROLL_MODULO;
954           loop_preconditioned = 1;
955         }
956     }
957
958   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
959      the loop unless all loops are being unrolled.  */
960   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
961     {
962       if (loop_dump_stream)
963         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
964       return;
965     }
966
967   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
968
969   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
970      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
971      We precalculate and save this info here, since computing it is
972      expensive.
973
974      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
975      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
976
977   if (splitting_not_safe)
978     temp = 0;
979   else
980     temp = find_splittable_regs (unroll_type, loop_start, loop_end,
981                                 end_insert_before, unroll_number);
982
983   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
984      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
985      the constant maps also.  */
986
987   maxregnum = max_reg_num ();
988   map->reg_map = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
989
990   init_reg_map (map, maxregnum);
991
992   /* Space is needed in some of the map for new registers, so new_maxregnum
993      is an (over)estimate of how many registers will exist at the end.  */
994   new_maxregnum = maxregnum + (temp * unroll_number * 2);
995
996   /* Must realloc space for the constant maps, because the number of registers
997      may have changed.  */
998
999   map->const_equiv_map = (rtx *) alloca (new_maxregnum * sizeof (rtx));
1000   map->const_age_map = (unsigned *) alloca (new_maxregnum * sizeof (unsigned));
1001
1002   global_const_equiv_map = map->const_equiv_map;
1003
1004   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1005      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1006
1007   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
1008     {
1009       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1010         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1011 #if 0
1012       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1013       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1014         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1015           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1016 #endif
1017     }
1018
1019   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1020      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1021      the compare instruction at the end of the loop to refer to the new
1022      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1023      will never be replaced if it isn't done here.  */
1024
1025   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1026     {
1027       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1028       if (GET_CODE (insn) == INSN && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
1029         {
1030 #if 0
1031           /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
1032              have to remap those givs.  */
1033 #endif
1034
1035           tem = SET_SRC (PATTERN (insn));
1036           /* The set source is a register.  */
1037           if (GET_CODE (tem) == REG)
1038             {
1039               if (REGNO (tem) < max_reg_before_loop
1040                   && reg_iv_type[REGNO (tem)] == BASIC_INDUCT)
1041                 SET_SRC (PATTERN (insn))
1042                   = reg_biv_class[REGNO (tem)]->biv->src_reg;
1043             }
1044           else
1045             {
1046               /* The set source is a compare of some sort.  */
1047               tem = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 0);
1048               if (GET_CODE (tem) == REG
1049                   && REGNO (tem) < max_reg_before_loop
1050                   && reg_iv_type[REGNO (tem)] == BASIC_INDUCT)
1051                 XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 0)
1052                   = reg_biv_class[REGNO (tem)]->biv->src_reg;
1053               
1054               tem = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
1055               if (GET_CODE (tem) == REG
1056                   && REGNO (tem) < max_reg_before_loop
1057                   && reg_iv_type[REGNO (tem)] == BASIC_INDUCT)
1058                 XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1)
1059                   = reg_biv_class[REGNO (tem)]->biv->src_reg;
1060             }
1061         }
1062     }
1063
1064   /* For unroll_number - 1 times, make a copy of each instruction
1065      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1066      before the end of the loop.  */
1067
1068   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1069     {
1070       bzero (map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1071       bzero (map->const_equiv_map, new_maxregnum * sizeof (rtx));
1072       bzero (map->const_age_map, new_maxregnum * sizeof (unsigned));
1073       map->const_age = 0;
1074
1075       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1076         if (local_label[j])
1077           map->label_map[j] = gen_label_rtx ();
1078
1079       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1080          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1081       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1082         {
1083           insn = PREV_INSN (copy_start);
1084           pattern = PATTERN (insn);
1085           
1086           tem = map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER
1087                                (XEXP (SET_SRC (pattern), 0))];
1088           SET_SRC (pattern) = gen_rtx (LABEL_REF, VOIDmode, tem);
1089
1090           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1091              passes.  */
1092           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1093           LABEL_NUSES (tem)++;
1094         }
1095
1096       copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label,
1097                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1098                       loop_end, insert_before, insert_before);
1099     }
1100
1101   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1102      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1103      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1104
1105   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1106      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1107      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1108      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1109
1110   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1111     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1112   else
1113     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1114
1115   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the 
1116      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1117
1118   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1119   while (insn != safety_label)
1120     {
1121       if (insn != start_label)
1122         insn = delete_insn (insn);
1123       else
1124         insn = NEXT_INSN (insn);
1125     }
1126
1127   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1128      delete_insn calls.  */
1129   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1130     abort ();
1131   delete_insn (safety_label);
1132
1133   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1134      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1135      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1136      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1137      not taken.  */
1138   if (exit_label)
1139     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1140
1141   /* If debugging, we must replicate the tree nodes corresponding to the blocks
1142      inside the loop, so that the original one to one mapping will remain.  */
1143
1144   if (write_symbols != NO_DEBUG)
1145     {
1146       int copies = unroll_number;
1147
1148       if (loop_preconditioned)
1149         copies += unroll_number - 1;
1150
1151       unroll_block_trees (uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)], copies);
1152     }
1153 }
1154 \f
1155 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1156    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1157
1158    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1159    determined, and if increment is a constant power of 2.
1160    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1161    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1162    is not considered `profitable'.  */
1163
1164 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1165    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1166    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1167    whether divide is cheap.  */
1168
1169 static int
1170 precondition_loop_p (initial_value, final_value, increment, loop_start,
1171                      loop_end)
1172      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1173      rtx loop_start, loop_end;
1174 {
1175   int unsigned_compare, compare_dir;
1176
1177   if (loop_n_iterations > 0)
1178     {
1179       *initial_value = const0_rtx;
1180       *increment = const1_rtx;
1181       *final_value = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, loop_n_iterations);
1182
1183       if (loop_dump_stream)
1184         fprintf (loop_dump_stream,
1185                  "Preconditioning: Success, number of iterations known, %d.\n",
1186                  loop_n_iterations);
1187       return 1;
1188     }
1189
1190   if (loop_initial_value == 0)
1191     {
1192       if (loop_dump_stream)
1193         fprintf (loop_dump_stream,
1194                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1195       return 0;
1196     }
1197   else if (loop_increment == 0)
1198     {
1199       if (loop_dump_stream)
1200         fprintf (loop_dump_stream,
1201                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1202       return 0;
1203     }
1204   else if (GET_CODE (loop_increment) != CONST_INT)
1205     {
1206       if (loop_dump_stream)
1207         fprintf (loop_dump_stream,
1208                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1209       return 0;
1210     }
1211   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_increment)) < 0)
1212            && (exact_log2 (- INTVAL (loop_increment)) < 0))
1213     {
1214       if (loop_dump_stream)
1215         fprintf (loop_dump_stream,
1216                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1217       return 0;
1218     }
1219
1220   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1221      not matter for preconditioning.  */
1222
1223   if (loop_final_value == 0)
1224     {
1225       if (loop_dump_stream)
1226         fprintf (loop_dump_stream,
1227                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1228       return 0;
1229     }
1230
1231   /* Must ensure that final_value is invariant, so call invariant_p to
1232      check.  Before doing so, must check regno against max_reg_before_loop
1233      to make sure that the register is in the range covered by invariant_p.
1234      If it isn't, then it is most likely a biv/giv which by definition are
1235      not invariant.  */
1236   if ((GET_CODE (loop_final_value) == REG
1237        && REGNO (loop_final_value) >= max_reg_before_loop)
1238       || (GET_CODE (loop_final_value) == PLUS
1239           && REGNO (XEXP (loop_final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1240       || ! invariant_p (loop_final_value))
1241     {
1242       if (loop_dump_stream)
1243         fprintf (loop_dump_stream,
1244                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1245       return 0;
1246     }
1247
1248   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1249      does not have code to deal with them.  */
1250   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_final_value)) == MODE_FLOAT
1251       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_initial_value)) == MODE_FLOAT)
1252     {
1253       if (loop_dump_stream)
1254         fprintf (loop_dump_stream,
1255                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1256       return 0;
1257     }
1258
1259   /* Now set initial_value to be the iteration_var, since that may be a
1260      simpler expression, and is guaranteed to be correct if all of the
1261      above tests succeed.
1262
1263      We can not use the initial_value as calculated, because it will be
1264      one too small for loops of the form "while (i-- > 0)".  We can not
1265      emit code before the loop_skip_over insns to fix this problem as this
1266      will then give a number one too large for loops of the form
1267      "while (--i > 0)".
1268
1269      Note that all loops that reach here are entered at the top, because
1270      this function is not called if the loop starts with a jump.  */
1271
1272   /* Fail if loop_iteration_var is not live before loop_start, since we need
1273      to test its value in the preconditioning code.  */
1274
1275   if (uid_luid[regno_first_uid[REGNO (loop_iteration_var)]]
1276       > INSN_LUID (loop_start))
1277     {
1278       if (loop_dump_stream)
1279         fprintf (loop_dump_stream,
1280                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1281       return 0;
1282     }
1283
1284   *initial_value = loop_iteration_var;
1285   *increment = loop_increment;
1286   *final_value = loop_final_value;
1287
1288   /* Success! */
1289   if (loop_dump_stream)
1290     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1291   return 1;
1292 }
1293
1294
1295 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1296    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1297    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1298    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1299    used with different
1300    modes.  */
1301
1302 static void
1303 init_reg_map (map, maxregnum)
1304      struct inline_remap *map;
1305      int maxregnum;
1306 {
1307   int i;
1308
1309   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1310     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1311   /* Just clear the rest of the entries.  */
1312   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1313     map->reg_map[i] = 0;
1314
1315   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1316     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1317   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1318     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1319 }
1320 \f
1321 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1322    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1323    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1324    verifying that all operands are of the proper form.
1325
1326    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1327
1328 static rtx
1329 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1330      rtx pattern, src_insn;
1331      int regno;
1332 {
1333   rtx increment;
1334
1335   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1336      as the set source.  */
1337   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1338     {
1339       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1340          to the new_reg.  */
1341       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1342       pattern = PATTERN (src_insn);
1343       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1344         abort ();
1345                   
1346       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1347          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1348       delete_insn (get_last_insn ());
1349     }
1350
1351   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1352   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1353   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1354     {
1355       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1356          too big to be an add immed operand.  */
1357       increment = SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (src_insn)));
1358
1359       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1360          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1361          one of the LO_SUM rtx.  */
1362       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1363         increment = XEXP (increment, 1);
1364
1365       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1366         abort ();
1367                   
1368       /* The insn loading the constant into a register is not longer needed,
1369          so delete it.  */
1370       delete_insn (get_last_insn ());
1371     }
1372
1373   /* Check that the source register is the same as the dest register.  */
1374   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1375       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1376     abort ();
1377
1378   return increment;
1379 }
1380
1381
1382 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1383    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1384   
1385 static void
1386 copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1387                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1388                 copy_notes_from)
1389      rtx copy_start, copy_end;
1390      struct inline_remap *map;
1391      int last_iteration;
1392      enum unroll_types unroll_type;
1393      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1394 {
1395   rtx insn, pattern;
1396   rtx tem, copy;
1397   int dest_reg_was_split, i;
1398   rtx cc0_insn = 0;
1399   rtx final_label = 0;
1400   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1401
1402   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1403      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1404      after the end of this loop body if it was ever used.
1405
1406      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1407      to itself.  */
1408   if (! last_iteration)
1409     {
1410       final_label = gen_label_rtx ();
1411       map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER (start_label)] = final_label;
1412     }
1413   else
1414     map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER (start_label)] = start_label;
1415
1416   start_sequence ();
1417   
1418   insn = copy_start;
1419   do
1420     {
1421       insn = NEXT_INSN (insn);
1422       
1423       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1424       
1425       switch (GET_CODE (insn))
1426         {
1427         case INSN:
1428           pattern = PATTERN (insn);
1429           copy = 0;
1430           giv_inc = 0;
1431           
1432           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1433              some split address givs.  (Combined in the sense that 
1434              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1435              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1436              find the address givs.  Then split the address givs.
1437              Do this before splitting the giv, since that may map the
1438              SET_DEST to a new register.  */
1439           
1440           if (GET_CODE (pattern) == SET
1441               && GET_CODE (SET_DEST (pattern)) == REG
1442               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (pattern))])
1443             {
1444               struct iv_class *bl;
1445               struct induction *v, *tv;
1446               int regno = REGNO (SET_DEST (pattern));
1447               
1448               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (pattern))];
1449               bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
1450               
1451               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1452                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1453                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1454                  we might accidentally delete insns generated immediately
1455                  below by emit_unrolled_add.  */
1456
1457               giv_inc = calculate_giv_inc (pattern, insn, regno);
1458
1459               /* Now find all address giv's that were combined with this
1460                  giv 'v'.  */
1461               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1462                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1463                   {
1464                     /* Increment the giv by the amount that was calculated in
1465                        find_splittable_givs, and saved in add_val.  */
1466                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg,
1467                                                   INTVAL (tv->add_val));
1468                     *tv->location = tv->dest_reg;
1469                     
1470                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1471                       {
1472                         /* Must emit an insn to increment the split address
1473                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1474                            was a constant eliminated from the address.  */
1475                         rtx value, dest_reg;
1476                         
1477                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1478                            or else a register plus a constant.  */
1479                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1480                           dest_reg = tv->dest_reg;
1481                         else
1482                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1483                         
1484                         /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG) (CONST))
1485                            here, so we must call plus_constant to add
1486                            the const_adjust amount before calling
1487                            emit_unrolled_add below.  */
1488                         value = plus_constant (tv->dest_reg, tv->const_adjust);
1489
1490                         /* The constant could be too large for an add
1491                            immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1492                         emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1493                                            XEXP (value, 1));
1494                         
1495                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1496                            it is used after the set we have just emitted.
1497                            We must subtract the const_adjust factor added in
1498                            above.  */
1499                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1500                                                       - tv->const_adjust);
1501                         *tv->location = tv->dest_reg;
1502                       }
1503                   }
1504             }
1505           
1506           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1507              how to split the variable, create a new set based on this split,
1508              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1509              use the new split variable.  */
1510           
1511           dest_reg_was_split = 0;
1512           
1513           if (GET_CODE (pattern) == SET
1514               && GET_CODE (SET_DEST (pattern)) == REG
1515               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (pattern))])
1516             {
1517               int regno = REGNO (SET_DEST (pattern));
1518               
1519               dest_reg_was_split = 1;
1520               
1521               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1522                  already computed above.  */
1523
1524               if (giv_inc == 0)
1525                 giv_inc = calculate_giv_inc (pattern, insn, regno);
1526               giv_dest_reg = SET_DEST (pattern);
1527               giv_src_reg = SET_DEST (pattern);
1528
1529               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1530                 {
1531                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1532                      variable to a known constant value.  */
1533                   
1534                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1535                      value, so we must use plus_constant here.  */
1536                   splittable_regs[regno]
1537                     = plus_constant (splittable_regs[regno], INTVAL (giv_inc));
1538
1539                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1540                     {
1541                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1542                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1543                     }
1544                   else
1545                     {
1546                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1547                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1548                          variable.  */
1549                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1550                       giv_inc = const0_rtx;
1551                     }
1552                 }
1553               else
1554                 {
1555                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1556                      register for the iteration variable, and set it to
1557                      be a constant plus the original register.  Except
1558                      on the last iteration, when the result has to
1559                      go back into the original iteration var register.  */
1560                   
1561                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1562                      when split.  This happens for bivs which need their
1563                      final value set before loop entry.  The new register
1564                      for the biv was stored in the biv's first struct
1565                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1566
1567                   if (regno < max_reg_before_loop
1568                       && reg_iv_type[regno] == BASIC_INDUCT)
1569                     {
1570                       giv_src_reg = reg_biv_class[regno]->biv->src_reg;
1571                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1572                     }
1573                   
1574 #if 0
1575                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1576                      this would have to remap those givs also.  See
1577                      find_splittable_regs.  */
1578 #endif
1579                   
1580                   splittable_regs[regno]
1581                     = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
1582                                INTVAL (giv_inc)
1583                                + INTVAL (splittable_regs[regno]));
1584                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1585                   
1586                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1587                      of this insn to a new register, and setting its
1588                      reg_map entry to point to this new register.
1589
1590                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1591                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1592                      to ensure that the iv will have the proper value when
1593                      the loop exits or repeats.
1594
1595                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1596                      because it can only be greater than one if all
1597                      instructions modifying the iv are always executed in
1598                      order.  */
1599
1600                   if (! last_iteration
1601                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1602                     {
1603                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1604                       giv_dest_reg = tem;
1605                       map->reg_map[regno] = tem;
1606                     }
1607                   else
1608                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1609                 }
1610
1611               /* The constant being added could be too large for an add
1612                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1613               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1614               copy = get_last_insn ();
1615               pattern = PATTERN (copy);
1616             }
1617           else
1618             {
1619               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map);
1620               copy = emit_insn (pattern);
1621             }
1622           /* REG_NOTES will be copied later.  */
1623           
1624 #ifdef HAVE_cc0
1625           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
1626              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
1627              In that case, the call to recog via validate_change will
1628              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
1629              do it when we emit the following insn.
1630
1631              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
1632              unsigned compares.  The compare patterns must check the
1633              following branch insn to see which what kind of compare to
1634              emit.
1635
1636              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
1637              well.  */
1638           if (sets_cc0_p (copy) != 0)
1639             cc0_insn = copy;
1640           else
1641             {
1642               if (cc0_insn)
1643                 try_constants (cc0_insn, map);
1644               cc0_insn = 0;
1645               try_constants (copy, map);
1646             }
1647 #else
1648           try_constants (copy, map);
1649 #endif
1650
1651           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
1652              know there are no backward branches across iteration variable
1653              settings which would invalidate this.  */
1654           if (dest_reg_was_split)
1655             {
1656               int regno = REGNO (SET_DEST (pattern));
1657
1658               if (map->const_age_map[regno] == map->const_age)
1659                 map->const_age_map[regno] = -1;
1660             }
1661           break;
1662           
1663         case JUMP_INSN:
1664           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
1665               && ! last_iteration)
1666             {
1667               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
1668                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
1669                  In this case, we want to change the original fall through
1670                  case to be a branch past the end of the loop, and the
1671                  original jump label case to fall_through.  */
1672
1673               int fall_through;
1674
1675               /* Never map the label in this case.  */
1676               pattern = copy_rtx (PATTERN (insn));
1677               
1678               /* Assume a conditional branch, since the code above
1679                  does not let unconditional branches be copied.  */
1680               if (! condjump_p (insn))
1681                 abort ();
1682               fall_through
1683                 = (XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2) == pc_rtx) + 1;
1684
1685               /* Set the fall through case to the exit label.  Must
1686                  create a new label_ref since they can't be shared.  */
1687               XEXP (SET_SRC (pattern), fall_through)
1688                 = gen_rtx (LABEL_REF, VOIDmode, exit_label);
1689                       
1690               /* Set the original branch case to fall through.  */
1691               XEXP (SET_SRC (pattern), 3 - fall_through)
1692                 = pc_rtx;
1693             }
1694           else
1695             pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
1696           
1697           copy = emit_jump_insn (pattern);
1698           
1699 #ifdef HAVE_cc0
1700           if (cc0_insn)
1701             try_constants (cc0_insn, map);
1702           cc0_insn = 0;
1703 #endif
1704           try_constants (copy, map);
1705
1706           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
1707              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
1708           if (JUMP_LABEL (insn))
1709             {
1710               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
1711                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
1712               if (GET_CODE (pattern) == SET)
1713                 {
1714                   tem = SET_SRC (pattern);
1715                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
1716                     JUMP_LABEL (copy) = XEXP (tem, 0);
1717                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
1718                     {
1719                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
1720                         JUMP_LABEL (copy) = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
1721                       else
1722                         JUMP_LABEL (copy) = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
1723                     }
1724                   else
1725                     abort ();
1726                 }
1727               else
1728                 {
1729                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
1730                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
1731                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
1732                   JUMP_LABEL (copy) = map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER
1733                                                      (JUMP_LABEL (insn))];
1734                 }
1735           
1736               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
1737                  use count so that the label will not be deleted when the
1738                  original jump is deleted.  */
1739               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
1740             }
1741           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
1742                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
1743             {
1744               rtx pat = PATTERN (copy);
1745               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
1746               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
1747               int i;
1748
1749               for (i = 0; i < len; i++)
1750                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
1751             }
1752
1753           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
1754              direction is now known, we must do something special.  */
1755           if (condjump_p (insn) && !simplejump_p (insn) && map->last_pc_value)
1756             {
1757 #ifdef HAVE_cc0
1758               /* The previous insn set cc0 for us.  So delete it.  */
1759               delete_insn (PREV_INSN (copy));
1760 #endif
1761
1762               /* If this is now a no-op, delete it.  */
1763               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
1764                 {
1765                   delete_insn (copy);
1766                   copy = 0;
1767                 }
1768               else
1769                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
1770                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
1771                    here, but jump.c will do it just as well.  */
1772                 emit_barrier ();
1773             }
1774           break;
1775           
1776         case CALL_INSN:
1777           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
1778           copy = emit_call_insn (pattern);
1779
1780 #ifdef HAVE_cc0
1781           if (cc0_insn)
1782             try_constants (cc0_insn, map);
1783           cc0_insn = 0;
1784 #endif
1785           try_constants (copy, map);
1786
1787           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
1788           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1789             map->const_equiv_map[i] = 0;
1790           break;
1791           
1792         case CODE_LABEL:
1793           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
1794              copy of this label since no one will use it.  */
1795
1796           if (insn != start_label)
1797             {
1798               copy = emit_label (map->label_map[CODE_LABEL_NUMBER (insn)]);
1799               map->const_age++;
1800             }
1801           break;
1802           
1803         case BARRIER:
1804           copy = emit_barrier ();
1805           break;
1806           
1807         case NOTE:
1808           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED)
1809             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
1810                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
1811           else
1812             copy = 0;
1813           break;
1814           
1815         default:
1816           abort ();
1817           break;
1818         }
1819       
1820       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
1821     }
1822   while (insn != copy_end);
1823   
1824   /* Now copy the REG_NOTES.  */
1825   insn = copy_start;
1826   do
1827     {
1828       insn = NEXT_INSN (insn);
1829       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
1830            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1831           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
1832         REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)])
1833           = copy_rtx_and_substitute (REG_NOTES (insn), map);
1834     }
1835   while (insn != copy_end);
1836
1837   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
1838      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
1839      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
1840      iteration, because the original notes won't be deleted.
1841
1842      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
1843      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
1844      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
1845      copy) when not from preconditioning code.  */
1846
1847   if (! last_iteration)
1848     {
1849       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
1850         {
1851           if (GET_CODE (insn) == NOTE
1852               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED)
1853             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
1854         }
1855     }
1856
1857   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
1858     emit_label (final_label);
1859
1860   tem = gen_sequence ();
1861   end_sequence ();
1862   emit_insn_before (tem, insert_before);
1863 }
1864 \f
1865 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
1866    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
1867    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
1868
1869 void
1870 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
1871      rtx dest_reg, src_reg, increment;
1872 {
1873   rtx result;
1874
1875   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
1876                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
1877
1878   if (dest_reg != result)
1879     emit_move_insn (dest_reg, result);
1880 }
1881 \f
1882 /* Searches the insns between INSN and LOOP_END.  Returns 1 if there
1883    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
1884    LOOP_START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
1885
1886 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
1887    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
1888    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
1889
1890 static int
1891 back_branch_in_range_p (insn, loop_start, loop_end)
1892      rtx insn;
1893      rtx loop_start, loop_end;
1894 {
1895   rtx p, q, target_insn;
1896
1897   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
1898   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
1899   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
1900     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
1901
1902   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
1903      deleted insn following it.  */
1904   while (INSN_DELETED_P (insn))
1905     insn = NEXT_INSN (insn);
1906
1907   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  */
1908   if (insn == loop_end)
1909     return 0;
1910
1911   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
1912     {
1913       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1914         {
1915           target_insn = JUMP_LABEL (p);
1916           
1917           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
1918              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
1919              since insn may not have an LUID entry.  */
1920           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
1921             if (q == target_insn)
1922               return 1;
1923         }
1924     }
1925
1926   return 0;
1927 }
1928
1929 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
1930    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
1931    value of giv's.  */
1932
1933 static rtx
1934 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
1935      rtx mult1, mult2, add1;
1936      enum machine_mode mode;
1937 {
1938   rtx temp, mult_res;
1939   rtx result;
1940
1941   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
1942      check to make sure.  */
1943   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
1944       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
1945       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
1946     abort ();
1947
1948   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
1949      will be a constant.  */
1950   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
1951     {
1952       temp = mult2;
1953       mult2 = mult1;
1954       mult1 = temp;
1955     }
1956
1957   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
1958   if (! mult_res)
1959     mult_res = gen_rtx (MULT, mode, mult1, mult2);
1960
1961   /* Again, put the constant second.  */
1962   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
1963     {
1964       temp = add1;
1965       add1 = mult_res;
1966       mult_res = temp;
1967     }
1968
1969   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
1970   if (! result)
1971     result = gen_rtx (PLUS, mode, add1, mult_res);
1972
1973   return result;
1974 }
1975
1976 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
1977    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
1978
1979    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
1980    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
1981
1982 rtx 
1983 biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end)
1984      struct iv_class *bl;
1985      rtx loop_start, loop_end;
1986 {
1987   struct induction *v;
1988   rtx result;
1989
1990   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
1991      instruction must be executed only once each time through the loop.
1992      To verify this, we check that the the insn is always executed, and that
1993      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
1994      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
1995      an increment).  */
1996
1997   result = const0_rtx;
1998   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
1999     {
2000       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2001           && ! back_branch_in_range_p (v->insn, loop_start, loop_end))
2002         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2003       else
2004         return 0;
2005     }
2006
2007   return result;
2008 }
2009
2010 /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
2011    that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
2012    the strength reduction pass to calculate these values.
2013
2014    Initial_value and/or increment are set to zero if their values could not
2015    be calculated.  */
2016
2017 static void
2018 iteration_info (iteration_var, initial_value, increment, loop_start, loop_end)
2019      rtx iteration_var, *initial_value, *increment;
2020      rtx loop_start, loop_end;
2021 {
2022   struct iv_class *bl;
2023   struct induction *v, *b;
2024
2025   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
2026   *initial_value = 0;
2027   *increment = 0;
2028
2029   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
2030      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
2031      value if possible.  */
2032
2033   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
2034      reg_iv_type entry for it.  */
2035   if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2036     {
2037       if (loop_dump_stream)
2038         fprintf (loop_dump_stream,
2039                  "Loop unrolling: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
2040       return;
2041     }
2042   /* Reject iteration variables larger than the host long size, since they
2043      could result in a number of iterations greater than the range of our
2044      `unsigned long' variable loop_n_iterations.  */
2045   else if (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) > HOST_BITS_PER_LONG)
2046     {
2047       if (loop_dump_stream)
2048         fprintf (loop_dump_stream,
2049                  "Loop unrolling: Iteration var rejected because mode larger than host long.\n");
2050       return;
2051     }
2052   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
2053     {
2054       if (loop_dump_stream)
2055         fprintf (loop_dump_stream,
2056                  "Loop unrolling: Iteration var not an integer.\n");
2057       return;
2058     }
2059   else if (reg_iv_type[REGNO (iteration_var)] == BASIC_INDUCT)
2060     {
2061       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
2062       bl = reg_biv_class[REGNO (iteration_var)];
2063       *initial_value = bl->initial_value;
2064
2065       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2066     }
2067   else if (reg_iv_type[REGNO (iteration_var)] == GENERAL_INDUCT)
2068     {
2069 #if 1
2070       /* ??? The code below does not work because the incorrect number of
2071          iterations is calculated when the biv is incremented after the giv
2072          is set (which is the usual case).  This can probably be accounted
2073          for by biasing the initial_value by subtracting the amount of the
2074          increment that occurs between the giv set and the giv test.  However,
2075          a giv as an iterator is very rare, so it does not seem worthwhile
2076          to handle this.  */
2077       /* ??? An example failure is: i = 6; do {;} while (i++ < 9).  */
2078       if (loop_dump_stream)
2079         fprintf (loop_dump_stream,
2080                  "Loop unrolling: Giv iterators are not handled.\n");
2081       return;
2082 #else
2083       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
2084          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
2085       v = reg_iv_info[REGNO (iteration_var)];
2086       bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2087       *initial_value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, bl->initial_value,
2088                                           v->add_val, v->mode);
2089       
2090       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
2091
2092       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2093       if (*increment)
2094         *increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, *increment, const0_rtx,
2095                                         v->mode);
2096 #endif
2097     }
2098   else
2099     {
2100       if (loop_dump_stream)
2101         fprintf (loop_dump_stream,
2102                  "Loop unrolling: Not basic or general induction var.\n");
2103       return;
2104     }
2105 }
2106
2107 /* Calculate the approximate final value of the iteration variable
2108    which has an loop exit test with code COMPARISON_CODE and comparison value
2109    of COMPARISON_VALUE.  Also returns an indication of whether the comparison
2110    was signed or unsigned, and the direction of the comparison.  This info is
2111    needed to calculate the number of loop iterations.  */
2112
2113 static rtx
2114 approx_final_value (comparison_code, comparison_value, unsigned_p, compare_dir)
2115      enum rtx_code comparison_code;
2116      rtx comparison_value;
2117      int *unsigned_p;
2118      int *compare_dir;
2119 {
2120   /* Calculate the final value of the induction variable.
2121      The exact final value depends on the branch operator, and increment sign.
2122      This is only an approximate value.  It will be wrong if the iteration
2123      variable is not incremented by one each time through the loop, and
2124      approx final value - start value % increment != 0.  */
2125
2126   *unsigned_p = 0;
2127   switch (comparison_code)
2128     {
2129     case LEU:
2130       *unsigned_p = 1;
2131     case LE:
2132       *compare_dir = 1;
2133       return plus_constant (comparison_value, 1);
2134     case GEU:
2135       *unsigned_p = 1;
2136     case GE:
2137       *compare_dir = -1;
2138       return plus_constant (comparison_value, -1);
2139     case EQ:
2140       /* Can not calculate a final value for this case.  */
2141       *compare_dir = 0;
2142       return 0;
2143     case LTU:
2144       *unsigned_p = 1;
2145     case LT:
2146       *compare_dir = 1;
2147       return comparison_value;
2148       break;
2149     case GTU:
2150       *unsigned_p = 1;
2151     case GT:
2152       *compare_dir = -1;
2153       return comparison_value;
2154     case NE:
2155       *compare_dir = 0;
2156       return comparison_value;
2157     default:
2158       abort ();
2159     }
2160 }
2161
2162 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2163    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2164    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2165    in the splittable_regs array.
2166
2167    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2168    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2169    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2170    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2171    value of the induction variable and the value the induction variable had
2172    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.  */
2173
2174 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2175    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2176    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2177    should not involve a multiply however.  */
2178
2179 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2180    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2181    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2182
2183 static int
2184 find_splittable_regs (unroll_type, loop_start, loop_end, end_insert_before,
2185                      unroll_number)
2186      enum unroll_types unroll_type;
2187      rtx loop_start, loop_end;
2188      rtx end_insert_before;
2189      int unroll_number;
2190 {
2191   struct iv_class *bl;
2192   rtx increment, tem;
2193   rtx biv_final_value;
2194   int biv_splittable;
2195   int result = 0;
2196
2197   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
2198     {
2199       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2200          otherwise we can not calculate the split values.  */
2201
2202       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2203       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2204         continue;
2205
2206       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2207          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2208          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2209          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2210          value on loop exit.  */
2211
2212       /* loop_number_exit_labels is non-zero if the loop has an exit other than
2213          a fall through at the end.  */
2214
2215       biv_splittable = 1;
2216       biv_final_value = 0;
2217       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2218           && (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2219               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2220           && (uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (loop_end)
2221               || ! bl->init_insn
2222               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2223               || (uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]]
2224                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2225               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2226           && ! (biv_final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end)))
2227         biv_splittable = 0;
2228
2229       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2230          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2231          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2232          biv's value in their initialization code.  */
2233
2234       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2235          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2236
2237       if (biv_splittable == 1)
2238         {
2239           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2240             {
2241               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2242                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2243                  register, then we must create a new pseudo reg to hold the
2244                  initial value of the biv.  */
2245
2246               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2247                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2248                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2249                 {
2250                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2251                   
2252                   emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2253                                     loop_start);
2254
2255                   if (loop_dump_stream)
2256                     fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2257                              bl->regno, REGNO (tem));
2258
2259                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2260                 }
2261               else
2262                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2263             }
2264           else
2265             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2266
2267           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2268              we can treat the last one specially.  */
2269
2270           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2271
2272           result++;
2273
2274           if (loop_dump_stream)
2275             fprintf (loop_dump_stream,
2276                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2277         }
2278
2279       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2280          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2281          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2282          loop, and the givs aren't.  */
2283
2284       result = find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end,
2285                                      increment, unroll_number, result);
2286
2287       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2288          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2289          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2290          biv's value in their initialization code.  */
2291       if (biv_final_value)
2292         {
2293           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2294              loop to ensure that it will always be executed no matter
2295              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2296              since this is slightly more efficient.  */
2297           if (! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
2298             emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2299                                              biv_final_value),
2300                               end_insert_before);
2301           else
2302             {
2303               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2304                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2305                  is set to its final value before loop start to ensure that
2306                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2307                  exits.  */
2308               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2309               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2310                                 loop_start);
2311               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2312                                                biv_final_value),
2313                                 loop_start);
2314
2315               if (loop_dump_stream)
2316                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2317                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2318
2319               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2320                  register.  */
2321               bl->biv->src_reg = tem;
2322             }
2323         }
2324     }
2325   return result;
2326 }
2327
2328 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2329    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().  */
2330
2331 static int
2332 find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end, increment,
2333                       unroll_number, result)
2334      struct iv_class *bl;
2335      enum unroll_types unroll_type;
2336      rtx loop_start, loop_end;
2337      rtx increment;
2338      int unroll_number, result;
2339 {
2340   struct induction *v;
2341   rtx final_value;
2342   rtx tem;
2343
2344   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2345     {
2346       rtx giv_inc, value;
2347
2348       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2349          being completely unrolled.  */
2350       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2351         continue;
2352
2353       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2354          and only once on every iteration of the loop.  */
2355       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2356          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2357          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2358          won't reach here if they aren't.  */
2359       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2360           && (! v->always_computable
2361               || back_branch_in_range_p (v->insn, loop_start, loop_end)))
2362         continue;
2363       
2364       /* The giv increment value must be a constant.  */
2365       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2366                                    v->mode);
2367       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2368         continue;
2369
2370       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2371          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2372          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2373          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2374          proper value on loop exit.  */
2375           
2376       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2377          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2378          DEST_ADDR giv.  */
2379
2380       final_value = 0;
2381       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2382           && (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2383               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2384           && v->giv_type != DEST_ADDR
2385           && ((regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] != INSN_UID (v->insn)
2386                /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2387                   sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2388                   is the first insn of the shift/add sequence.  */
2389                && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, 0))
2390                    || (regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)]
2391                        != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2392               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2393               || (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)]]
2394                   >= INSN_LUID (loop_end)))
2395           && ! (final_value = v->final_value))
2396         continue;
2397
2398 #if 0
2399       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2400       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2401          code below does.  */
2402
2403       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2404          then must emit an instruction to set the final value.  */
2405       if (final_value && !v->new_reg)
2406         {
2407           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2408              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2409              to its final value before loop start to ensure that this insn
2410              will always be executed, no matter how we exit.  */
2411           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2412           emit_insn_before (gen_move_insn (tem, v->dest_reg), loop_start);
2413           emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, final_value),
2414                             loop_start);
2415           
2416           if (loop_dump_stream)
2417             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2418                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2419           
2420           v->src_reg = tem;
2421         }
2422 #endif
2423
2424       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2425          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2426
2427       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2428         /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2429            be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2430            the splittable_regs array.  */
2431         value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, splittable_regs[bl->regno],
2432                                    v->add_val, v->mode);
2433       else
2434         value = const0_rtx;
2435
2436       if (v->new_reg)
2437         {
2438           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2439              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2440              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2441              case.  */
2442           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2443             {
2444               if (loop_dump_stream)
2445                 fprintf (loop_dump_stream,
2446                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2447               continue;
2448             }
2449           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2450              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2451           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2452             splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2453           else
2454             {
2455               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2456                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2457                  unnecessary.  */
2458
2459               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2460                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2461                  what we want for split addr regs. We always create a new
2462                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2463
2464               /* ??? If there are multiple address givs which have been
2465                  combined with the same dest_reg giv, then we may only need
2466                  one new register for them.  Pulling out constants below will
2467                  catch some of the common cases of this.  Currently, I leave
2468                  the work of simplifying multiple address givs to the
2469                  following cse pass.  */
2470               
2471               v->const_adjust = 0;
2472               if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2473                 {
2474                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2475                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2476                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2477                   tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2478
2479                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2480                      then this constant can be pulled out and put in value,
2481                      instead of being part of the initialization code.  */
2482                   
2483                   if (GET_CODE (v->new_reg) == PLUS
2484                       && GET_CODE (XEXP (v->new_reg, 1)) == CONST_INT)
2485                     {
2486                       v->dest_reg
2487                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (v->new_reg,1)));
2488                       
2489                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2490                          Try to validate both the first and the last
2491                          address resulting from loop unrolling, if
2492                          one fails, then can't do const elim here.  */
2493                       if (memory_address_p (v->mode, v->dest_reg)
2494                           && memory_address_p (v->mode,
2495                                        plus_constant (v->dest_reg,
2496                                                       INTVAL (giv_inc)
2497                                                       * (unroll_number - 1))))
2498                         {
2499                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2500                              that we can calculate the dest_reg's increment
2501                              value later.  */
2502                           v->const_adjust = - INTVAL (XEXP (v->new_reg, 1));
2503
2504                           v->new_reg = XEXP (v->new_reg, 0);
2505                           if (loop_dump_stream)
2506                             fprintf (loop_dump_stream,
2507                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2508                                      REGNO (tem));
2509                         }
2510                       else
2511                         v->dest_reg = tem;
2512                     }
2513                   else
2514                     v->dest_reg = tem;
2515                   
2516                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2517                      now, and fail completely if either the first or the last
2518                      unrolled copy of the address is not a valid address.  */
2519                   if (v->dest_reg == tem
2520                       && (! memory_address_p (v->mode, v->dest_reg)
2521                           || ! memory_address_p (v->mode,
2522                                  plus_constant (v->dest_reg,
2523                                                 INTVAL (giv_inc)
2524                                                 * (unroll_number -1)))))
2525                     {
2526                       if (loop_dump_stream)
2527                         fprintf (loop_dump_stream,
2528                                  "Illegal address for giv at insn %d\n",
2529                                  INSN_UID (v->insn));
2530                       continue;
2531                     }
2532                   
2533                   /* To initialize the new register, just move the value of
2534                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2535                      instruction on machines with complex addressing modes.
2536                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2537                      to calculate the value from scratch.  */
2538                   emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode, tem,
2539                                              copy_rtx (v->new_reg)),
2540                                     loop_start);
2541                   if (! recog_memoized (PREV_INSN (loop_start)))
2542                     {
2543                       delete_insn (PREV_INSN (loop_start));
2544                       emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
2545                                         v->add_val, tem, loop_start);
2546                       if (loop_dump_stream)
2547                         fprintf (loop_dump_stream,
2548                                  "Illegal init insn, rewritten.\n");
2549                     }
2550                 }
2551               else
2552                 {
2553                   v->dest_reg = value;
2554                   
2555                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2556                      if the resulting address would be illegal.  */
2557                   if (! memory_address_p (v->mode, v->dest_reg)
2558                       || ! memory_address_p (v->mode,
2559                                      plus_constant (v->dest_reg,
2560                                                     INTVAL (giv_inc) *
2561                                                     (unroll_number -1))))
2562                     {
2563                       if (loop_dump_stream)
2564                         fprintf (loop_dump_stream,
2565                                  "Illegal address for giv at insn %d\n",
2566                                  INSN_UID (v->insn));
2567                       continue;
2568                     }
2569                 }
2570               
2571               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
2572                  will not be a problem as this insn will always be copied
2573                  later.  */
2574               
2575               *v->location = v->dest_reg;
2576               
2577               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
2578                  save the base giv's induction pointer so that we will be
2579                  able to handle this address giv properly.  The base giv
2580                  itself does not have to be splittable.  */
2581               
2582               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
2583                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
2584               
2585               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2586                 {
2587                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
2588                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
2589                   
2590                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2591                   
2592                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
2593                      giv will be properly split in the main loop above.  */
2594                   if (! v->same)
2595                     {
2596                       v->same = v;
2597                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
2598                     }
2599                 }
2600
2601               /* Overwrite the old add_val, which is no longer needed, and
2602                  substitute the amount that the giv is incremented on each
2603                  iteration.  We need to save this somewhere, so we know how
2604                  much to increment split DEST_ADDR giv's in copy_loop_body.  */
2605
2606               v->add_val = giv_inc;
2607
2608               if (loop_dump_stream)
2609                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
2610             }
2611         }
2612       else
2613         {
2614 #if 0
2615           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
2616              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
2617              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
2618              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
2619              result in simpler instructions, and will not require that a reg
2620              be live across loop iterations.  */
2621           
2622           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
2623           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
2624                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
2625 #else
2626           continue;
2627 #endif
2628         }
2629       
2630       /* Givs are only updated once by definition.  Mark it so if this is
2631          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
2632          where this may not be a register.  */
2633
2634       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2635         splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = 1;
2636
2637       result++;
2638       
2639       if (loop_dump_stream)
2640         {
2641           int regnum;
2642           
2643           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
2644             regnum = -1;
2645           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
2646             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
2647           else
2648             regnum = REGNO (v->dest_reg);
2649           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
2650                    regnum, INSN_UID (v->insn));
2651         }
2652     }
2653
2654   return result;
2655 }
2656 \f
2657 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
2658    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
2659    the register to some value, and appears before the first use of the register
2660    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
2661
2662 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
2663    it can search past if statements and other similar structures.  */
2664
2665 static int
2666 reg_dead_after_loop (reg, loop_start, loop_end)
2667      rtx reg, loop_start, loop_end;
2668 {
2669   rtx insn, label;
2670   enum rtx_code code;
2671   int jump_count = 0;
2672
2673   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
2674      here which points to the loop_end, and append the loop_number_exit_labels
2675      list to it.  */
2676   label = gen_rtx (LABEL_REF, VOIDmode, loop_end);
2677   LABEL_NEXTREF (label)
2678     = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
2679
2680   for ( ; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2681     {
2682       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
2683          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
2684          a conditional jump.  */
2685
2686       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
2687       while (insn)
2688         {
2689           code = GET_CODE (insn);
2690           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
2691             {
2692               rtx set;
2693
2694               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
2695                 return 0;
2696
2697               set = single_set (insn);
2698               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
2699                 break;
2700             }
2701
2702           if (code == JUMP_INSN)
2703             {
2704               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
2705                 break;
2706               else if (! simplejump_p (insn)
2707                        /* Prevent infinite loop following infinite loops. */
2708                        || jump_count++ > 20)
2709                 return 0;
2710               else
2711                 insn = JUMP_LABEL (insn);
2712             }
2713
2714           insn = NEXT_INSN (insn);
2715         }
2716     }
2717
2718   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
2719   return 1;
2720 }
2721
2722 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
2723    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2724   
2725 rtx
2726 final_biv_value (bl, loop_start, loop_end)
2727      struct iv_class *bl;
2728      rtx loop_start, loop_end;
2729 {
2730   rtx increment, tem;
2731
2732   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
2733
2734   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
2735     return 0;
2736
2737   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
2738       for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
2739      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
2740      no other loop exits, so we can return any value.  */
2741   if (bl->reversed)
2742     {
2743       if (loop_dump_stream)
2744         fprintf (loop_dump_stream,
2745                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
2746                  
2747       return const0_rtx;
2748     }
2749
2750   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
2751      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
2752      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
2753      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
2754      value of the biv must be invariant.  */
2755
2756   if (loop_n_iterations != 0
2757       && ! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2758       && invariant_p (bl->initial_value))
2759     {
2760       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2761       
2762       if (increment && invariant_p (increment))
2763         {
2764           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
2765              end to calculate this value into a temporary register in
2766              case it is needed later.  */
2767
2768           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2769           emit_iv_add_mult (increment,
2770                             gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, loop_n_iterations),
2771                             bl->initial_value, tem, NEXT_INSN (loop_end));
2772
2773           if (loop_dump_stream)
2774             fprintf (loop_dump_stream,
2775                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
2776           
2777           return tem;
2778         }
2779     }
2780
2781   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
2782   if (reg_dead_after_loop (bl->biv->src_reg, loop_start, loop_end))
2783     {
2784       if (loop_dump_stream)
2785         fprintf (loop_dump_stream,
2786                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
2787                  bl->regno);
2788
2789       return const0_rtx;
2790     }
2791
2792   return 0;
2793 }
2794
2795 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
2796    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2797
2798 rtx
2799 final_giv_value (v, loop_start, loop_end)
2800      struct induction *v;
2801      rtx loop_start, loop_end;
2802 {
2803   struct iv_class *bl;
2804   rtx reg, insn, pattern;
2805   rtx increment, tem;
2806   enum rtx_code code;
2807   rtx insert_before, seq;
2808
2809   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2810
2811   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
2812      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
2813      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
2814      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
2815   if (bl->reversed)
2816     {
2817       if (loop_dump_stream)
2818         fprintf (loop_dump_stream,
2819                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
2820                  REGNO (v->dest_reg));
2821       return const0_rtx;
2822     }
2823
2824   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
2825      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
2826      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
2827       
2828   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
2829      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
2830      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
2831      to be known.  */
2832
2833   if (loop_n_iterations != 0
2834       && ! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
2835     {
2836       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
2837          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
2838          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
2839          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
2840          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
2841          biv value here if it is not eliminable.  */
2842
2843       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2844
2845       if (increment && invariant_p (increment))
2846         {
2847           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
2848              (loop_n_iterations * increment) + initial_value */
2849               
2850           /* The loop exit value of the giv is then
2851              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
2852              The extra increments are any increments to the biv which
2853              occur in the loop after the giv's value is calculated.
2854              We must search from the insn that sets the giv to the end
2855              of the loop to calculate this value.  */
2856
2857           insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
2858
2859           /* Put the final biv value in tem.  */
2860           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2861           emit_iv_add_mult (increment,
2862                             gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, loop_n_iterations),
2863                             bl->initial_value, tem, insert_before);
2864
2865           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
2866           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
2867                insn = NEXT_INSN (insn))
2868             {
2869               if (GET_CODE (insn) == INSN
2870                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2871                   && SET_DEST (PATTERN (insn)) == v->src_reg)
2872                 {
2873                   pattern = PATTERN (insn);
2874                   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
2875                     {
2876                       /* Sometimes a biv is computed in a temp reg,
2877                          and then copied into the biv reg.  */
2878                       pattern = PATTERN (PREV_INSN (insn));
2879                       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
2880                         abort ();
2881                     }
2882                   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
2883                       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != bl->regno)
2884                     abort ();
2885                   
2886                   start_sequence ();
2887                   tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
2888                                       XEXP (SET_SRC (pattern), 1), 0, 0,
2889                                       OPTAB_LIB_WIDEN);
2890                   seq = gen_sequence ();
2891                   end_sequence ();
2892                   emit_insn_before (seq, insert_before);
2893                 }
2894             }
2895           
2896           /* Now calculate the giv's final value.  */
2897           emit_iv_add_mult (tem, v->mult_val, v->add_val, tem,
2898                             insert_before);
2899           
2900           if (loop_dump_stream)
2901             fprintf (loop_dump_stream,
2902                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
2903                      REGNO (v->dest_reg));
2904
2905           return tem;
2906         }
2907     }
2908
2909   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
2910   if (v->replaceable)
2911     abort ();
2912
2913   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
2914   if (reg_dead_after_loop (v->dest_reg, loop_start, loop_end))
2915     {
2916       if (loop_dump_stream)
2917         fprintf (loop_dump_stream,
2918                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
2919                  REGNO (v->dest_reg));
2920
2921       return const0_rtx;
2922     }
2923
2924   return 0;
2925 }
2926
2927
2928 /* Calculate the number of loop iterations.  Returns the exact number of loop
2929    iterations if it can be calculated, otherwise returns zero.  */
2930
2931 unsigned long
2932 loop_iterations (loop_start, loop_end)
2933      rtx loop_start, loop_end;
2934 {
2935   rtx comparison, comparison_value;
2936   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
2937   enum rtx_code comparison_code;
2938   int i, increment_dir;
2939   int unsigned_compare, compare_dir, final_larger;
2940   unsigned long tempu;
2941   rtx last_loop_insn;
2942
2943   /* First find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
2944      branch, and the insn before tests a register value, make that the
2945      iteration variable.  */
2946   
2947   loop_initial_value = 0;
2948   loop_increment = 0;
2949   loop_final_value = 0;
2950   loop_iteration_var = 0;
2951
2952   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
2953
2954   comparison = get_condition_for_loop (last_loop_insn);
2955   if (comparison == 0)
2956     {
2957       if (loop_dump_stream)
2958         fprintf (loop_dump_stream,
2959                  "Loop unrolling: No final conditional branch found.\n");
2960       return 0;
2961     }
2962
2963   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
2964      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
2965
2966   comparison_code = GET_CODE (comparison);
2967   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
2968   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
2969
2970   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
2971     {
2972       if (loop_dump_stream)
2973         fprintf (loop_dump_stream,
2974                  "Loop unrolling: Comparison not against register.\n");
2975       return 0;
2976     }
2977
2978   /* Loop iterations is always called before any new registers are created
2979      now, so this should never occur.  */
2980
2981   if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2982     abort ();
2983
2984   iteration_info (iteration_var, &initial_value, &increment,
2985                   loop_start, loop_end);
2986   if (initial_value == 0)
2987     /* iteration_info already printed a message.  */
2988     return 0;
2989
2990   if (increment == 0)
2991     {
2992       if (loop_dump_stream)
2993         fprintf (loop_dump_stream,
2994                  "Loop unrolling: Increment value can't be calculated.\n");
2995       return 0;
2996     }
2997   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2998     {
2999       if (loop_dump_stream)
3000         fprintf (loop_dump_stream,
3001                  "Loop unrolling: Increment value not constant.\n");
3002       return 0;
3003     }
3004   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3005     {
3006       if (loop_dump_stream)
3007         fprintf (loop_dump_stream,
3008                  "Loop unrolling: Initial value not constant.\n");
3009       return 0;
3010     }
3011
3012   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3013      its value from the insns before the start of the loop.  */
3014
3015   if (GET_CODE (comparison_value) == REG && invariant_p (comparison_value))
3016     {
3017       rtx insn, set;
3018     
3019       for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn ; insn = PREV_INSN (insn))
3020         {
3021           if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3022             break;
3023
3024           else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
3025                    && (set = single_set (insn))
3026                    && (SET_DEST (set) == comparison_value))
3027             {
3028               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, 0);
3029
3030               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST)
3031                 comparison_value = XEXP (note, 0);
3032
3033               break;
3034             }
3035         }
3036     }
3037
3038   final_value = approx_final_value (comparison_code, comparison_value,
3039                                     &unsigned_compare, &compare_dir);
3040
3041   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3042      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3043      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3044      optimizations may obscure the loop's structure.  */
3045
3046   loop_iteration_var = iteration_var;
3047   loop_initial_value = initial_value;
3048   loop_increment = increment;
3049   loop_final_value = final_value;
3050
3051   if (final_value == 0)
3052     {
3053       if (loop_dump_stream)
3054         fprintf (loop_dump_stream,
3055                  "Loop unrolling: EQ comparison loop.\n");
3056       return 0;
3057     }
3058   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3059     {
3060       if (loop_dump_stream)
3061         fprintf (loop_dump_stream,
3062                  "Loop unrolling: Final value not constant.\n");
3063       return 0;
3064     }
3065
3066   /* ?? Final value and initial value do not have to be constants.
3067      Only their difference has to be constant.  When the iteration variable
3068      is an array address, the final value and initial value might both
3069      be addresses with the same base but different constant offsets.
3070      Final value must be invariant for this to work.
3071
3072      To do this, need some way to find the values of registers which are
3073      invariant.  */
3074
3075   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3076   if (unsigned_compare)
3077     final_larger
3078       = ((unsigned) INTVAL (final_value) > (unsigned) INTVAL (initial_value)) -
3079         ((unsigned) INTVAL (final_value) < (unsigned) INTVAL (initial_value));
3080   else
3081     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value)) -
3082       (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3083
3084   if (INTVAL (increment) > 0)
3085     increment_dir = 1;
3086   else if (INTVAL (increment) == 0)
3087     increment_dir = 0;
3088   else
3089     increment_dir = -1;
3090
3091   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3092      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3093      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3094      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3095      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3096      Only try to optimize the normal cases.  */
3097      
3098   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3099      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3100      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3101      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3102      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3103
3104   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3105      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3106      eliminate all of these special checks, and just always assume
3107      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3108      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3109      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3110      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3111      loops can be optimized.
3112
3113      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3114      because the action on overflow is undefined.
3115
3116      See also the special test for NE loops below.  */
3117
3118   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3119       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3120     /* Normal case.  */
3121     ;
3122   else
3123     {
3124       if (loop_dump_stream)
3125         fprintf (loop_dump_stream,
3126                  "Loop unrolling: Not normal loop.\n");
3127       return 0;
3128     }
3129
3130   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3131      so correct for that.  Note that tempu and loop_n_iterations are
3132      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3133
3134   i = INTVAL (increment);
3135   if (i > 0)
3136     tempu = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3137   else if (i < 0)
3138     {
3139       tempu = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3140       i = -i;
3141     }
3142   else
3143     abort ();
3144
3145   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss the
3146      final value.  If tempu mod i is not zero, then the iteration variable
3147      will overflow before the loop exits, and we can not calculate the
3148      number of iterations.  */
3149   if (compare_dir == 0 && (tempu % i) != 0)
3150     return 0;
3151
3152   return tempu / i + ((tempu % i) != 0);
3153 }