OSDN Git Service

* unroll.c (loop_iterations): Move last change ...
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
24
25    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
26    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
27    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
28    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
29    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
30    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
31    the insn count.
32
33    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
34    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
35    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
36    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
37    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
38    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
39    with only one exit test needed at the end of the loop.
40
41    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
42    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
43    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
44    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
45
46    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
47    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
48    calculate its value at each place where it is set as a function of the
49    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
50    the induction variable is split into `N' different variables, one for
51    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
52    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
53    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
54    for cse.  */
55
56 /* Possible improvements follow:  */
57
58 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
59    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
60    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
61
62    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
63      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
64      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
65      eliminated.
66    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
67      can be performed for the loop.
68    Add code to check for these and similar cases.  */
69
70 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
71    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
72    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
73    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
74
75 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
76    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
77    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
78    best results, because then all register copies can be eliminated.
79    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
80    while (this)
81      {
82        next = this->cdr;
83        this->cdr = prev;
84        prev = this;
85        this = next;
86      }
87
88    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
89    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
90    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
91
92 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
93    determine the number of loop iterations for more complex loops.
94    For example, consider this loop from gdb
95    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
96      {
97        char tmp;
98        char *p = (char *) buffer;
99        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
100        int iterations = (len + 1) >> 1;
101        int i;
102        for (p; p < q; p++, q--;)
103          {
104            tmp = *q;
105            *q = *p;
106            *p = tmp;
107          }
108      }
109    Note that:
110      start value = p = &buffer + current_iteration
111      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
112    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
113    set equal to zero and solve for number of iterations:
114      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
115      current_iteration = (len - 1) / 2
116    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
117    iterations of this loop.  */
118
119 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
120    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
121    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
122    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
123    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
124    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
125    different address.  A case where this happens is when a loop containing
126    a switch statement is unrolled.
127
128    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
129    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
130    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
131    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
132    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
133
134 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
135    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
136    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
137    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
138    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
139    and/or 5.  */
140
141 #define NUM_FACTORS 4
142
143 struct _factor { int factor, count; }
144 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
145
146 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
147
148 enum unroll_types
149 {
150   UNROLL_COMPLETELY,
151   UNROLL_MODULO,
152   UNROLL_NAIVE
153 };
154
155 #include "config.h"
156 #include "system.h"
157 #include "rtl.h"
158 #include "tm_p.h"
159 #include "insn-config.h"
160 #include "integrate.h"
161 #include "regs.h"
162 #include "recog.h"
163 #include "flags.h"
164 #include "function.h"
165 #include "expr.h"
166 #include "loop.h"
167 #include "toplev.h"
168 #include "hard-reg-set.h"
169 #include "basic-block.h"
170 #include "predict.h"
171
172 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
173    them.  */
174
175 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
176 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
177 #endif
178
179 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
180    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
181    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
182    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
183    that were combined with this DEST_REG giv.  */
184
185 static struct induction **addr_combined_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the current value of the register, which depends on the
189    iteration number.  */
190
191 static rtx *splittable_regs;
192
193 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
194    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
195    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
196    a split iv will update the original iv of the dest.  */
197
198 static int *splittable_regs_updates;
199
200 /* Forward declarations.  */
201
202 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
203 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
204 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
205 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
206 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
207                                     struct inline_remap *, rtx, int,
208                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
209 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
210                                          enum unroll_types, int));
211 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
212                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
213                                          rtx, int));
214 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
215 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
216 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
217 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
218 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
219 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
220 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
221 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
222
223 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
224
225    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
226    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
227    strength reduction pass is available.
228
229    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
230    in loop.c.  */
231
232 void
233 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
234      struct loop *loop;
235      int insn_count;
236      int strength_reduce_p;
237 {
238   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
239   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
240   int i, j;
241   unsigned int r;
242   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
243   int unroll_number = 1;
244   rtx copy_start, copy_end;
245   rtx insn, sequence, pattern, tem;
246   int max_labelno, max_insnno;
247   rtx insert_before;
248   struct inline_remap *map;
249   char *local_label = NULL;
250   char *local_regno;
251   unsigned int max_local_regnum;
252   unsigned int maxregnum;
253   rtx exit_label = 0;
254   rtx start_label;
255   struct iv_class *bl;
256   int splitting_not_safe = 0;
257   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
258   int loop_preconditioned = 0;
259   rtx safety_label;
260   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
261      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
262      jumps).  */
263   rtx last_loop_insn;
264   rtx loop_start = loop->start;
265   rtx loop_end = loop->end;
266
267   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
268      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
269      be unrolled.  */
270   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
271     {
272       if (loop_dump_stream)
273         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
274       return;
275     }
276
277   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
278      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
279      structure of the function.  This can happen as a result of the
280      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
281   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
282      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
283      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
284      not be a significant performance problem.  */
285
286   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
287     {
288       int block_begins = 0;
289       int block_ends = 0;
290
291       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
292         {
293           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
294             {
295               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
296                 block_begins++;
297               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
298                 block_ends++;
299               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
300                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
301                 {
302                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
303                      regions, but until that time, we punt (don't
304                      unroll).  For the proper way of doing it, see
305                      expand_inline_function.  */
306
307                   if (loop_dump_stream)
308                     fprintf (loop_dump_stream,
309                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
310                   return;
311                 }
312             }
313         }
314
315       if (block_begins != block_ends)
316         {
317           if (loop_dump_stream)
318             fprintf (loop_dump_stream,
319                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
320           return;
321         }
322     }
323
324   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
325      and the size of the loop.  */
326
327   /* If there is no strength reduce info, then set
328      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
329      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
330      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
331
332   if (! strength_reduce_p)
333     loop_info->n_iterations = 0;
334
335   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
336     {
337       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
338       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
339                loop_info->n_iterations);
340       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
341     }
342
343   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
344
345   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
346
347   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
348      not the loop is being completely unrolled.  */
349
350   if (loop_info->n_iterations == 1)
351     {
352       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
353          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
354          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
355
356       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
357       if (ujump)
358         delete_related_insns (ujump);
359
360       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
361          branch at the end of the loop since they will never be taken.
362          Then return, since no other action is needed here.  */
363
364       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
365          don't do anything.  */
366
367       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
368         {
369           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
370           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
371         }
372       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
373         {
374 #ifdef HAVE_cc0
375           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
376 #endif
377           delete_related_insns (last_loop_insn);
378 #ifdef HAVE_cc0
379           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
380              deleted.  */
381           if (only_sets_cc0_p (prev))
382             delete_related_insns (prev);
383 #endif
384         }
385
386       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
387       if (loop->vtop)
388         delete_related_insns (loop->vtop);
389       if (loop->cont)
390         delete_related_insns (loop->cont);
391       if (loop_start)
392         delete_related_insns (loop_start);
393       if (loop_end)
394         delete_related_insns (loop_end);
395
396       return;
397     }
398   else if (loop_info->n_iterations > 0
399            /* Avoid overflow in the next expression.  */
400            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
401            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
402     {
403       unroll_number = loop_info->n_iterations;
404       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
405     }
406   else if (loop_info->n_iterations > 0)
407     {
408       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
409          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
410          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
411
412       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
413         factors[i].count = 0;
414
415       temp = loop_info->n_iterations;
416       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
417         while (temp % factors[i].factor == 0)
418           {
419             factors[i].count++;
420             temp = temp / factors[i].factor;
421           }
422
423       /* Start with the larger factors first so that we generally
424          get lots of unrolling.  */
425
426       unroll_number = 1;
427       temp = insn_count;
428       for (i = 3; i >= 0; i--)
429         while (factors[i].count--)
430           {
431             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
432               {
433                 unroll_number *= factors[i].factor;
434                 temp *= factors[i].factor;
435               }
436             else
437               break;
438           }
439
440       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
441          case.  */
442       if (unroll_number == 1)
443         {
444           if (loop_dump_stream)
445             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
446         }
447       else
448         unroll_type = UNROLL_MODULO;
449     }
450
451   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
452      size.  */
453   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
454     {
455       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
456         unroll_number = 8;
457       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
458         unroll_number = 4;
459       else
460         unroll_number = 2;
461     }
462
463   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
464
465   if (loop_dump_stream)
466     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
467
468   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
469     {
470       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
471          in rare circumstances.
472
473          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
474          of the exit code for the outer loop.
475
476          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
477          loop, so it will start with a jump to the exit code.
478
479          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
480          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
481          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
482          the instruction stream.
483
484          And finally assume that we can compute the number of iterations
485          for the outer loop.
486
487          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
488          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
489
490          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
491          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
492
493       insn = loop_start;
494       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
495         insn = NEXT_INSN (insn);
496       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
497         return;
498     }
499
500   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
501     {
502       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
503          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
504          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
505          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
506          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
507          instructions.  */
508
509       copy_start = loop_start;
510
511       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
512          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
513          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
514       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
515
516       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
517       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
518         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
519       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
520         {
521           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
522 #ifdef HAVE_cc0
523           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
524              instruction which we do not want to copy.  */
525           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
526             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
527 #endif
528         }
529       else
530         {
531           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
532              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
533              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
534              jumps to after the last loop body.  */
535           if (loop_dump_stream)
536             fprintf (loop_dump_stream,
537                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
538           return;
539         }
540     }
541   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
542     {
543       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
544          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
545          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
546          code immediately before the compare/branch at the end so that the
547          code will fall through to them as before.  */
548
549       copy_start = loop_start;
550
551       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
552          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
553       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
554         {
555           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
556           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
557         }
558       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
559         {
560           insert_before = last_loop_insn;
561 #ifdef HAVE_cc0
562           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
563              instruction which we do not want to copy or delete.  */
564           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
565             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
566 #endif
567           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
568         }
569       else
570         {
571           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
572              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
573              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
574              jumps to after the last loop body.  */
575           if (loop_dump_stream)
576             fprintf (loop_dump_stream,
577                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
578           return;
579         }
580     }
581   else
582     {
583       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
584          end of the loop.  */
585
586       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
587         {
588           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
589              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
590              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
591              unconditional jumps to an immediately following label.
592
593              This will be corrected below if the target of this jump is
594              not the start_label.  */
595
596           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
597           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
598         }
599       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
600         {
601           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
602              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
603              copy_loop_body.  */
604           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
605           copy_end = last_loop_insn;
606         }
607       else
608         {
609           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
610              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
611              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
612              jumps to after the last loop body.  */
613           if (loop_dump_stream)
614             fprintf (loop_dump_stream,
615                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
616           return;
617         }
618
619       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
620          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
621          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
622          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
623          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
624          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
625          the real exit label.  */
626       exit_label = gen_label_rtx ();
627
628       insn = loop_start;
629       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
630         insn = NEXT_INSN (insn);
631
632       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
633         {
634           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
635              Start copying the loop after the barrier following this
636              jump insn.  */
637           copy_start = NEXT_INSN (insn);
638
639           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
640              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
641              a comparison against a new register for a split variable, but
642              we did not execute the set insn for the new register because
643              it was skipped over.  */
644           splitting_not_safe = 1;
645           if (loop_dump_stream)
646             fprintf (loop_dump_stream,
647                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
648         }
649       else
650         copy_start = loop_start;
651     }
652
653   /* This should always be the first label in the loop.  */
654   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
655   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
656   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
657     start_label = NEXT_INSN (start_label);
658   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
659     {
660       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
661          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
662          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
663          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
664
665          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
666
667       if (loop_dump_stream)
668         fprintf (loop_dump_stream,
669                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
670       return;
671     }
672   if (LABEL_NAME (start_label))
673     {
674       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
675          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
676          jumps which go to the named label must be handled differently than
677          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
678          in this case.  */
679       if (loop_dump_stream)
680         fprintf (loop_dump_stream,
681                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
682       return;
683     }
684
685   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
686       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
687       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
688       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
689     {
690       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
691          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
692
693       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
694       copy_end = last_loop_insn;
695     }
696
697   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
698       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
699       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
700     {
701       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
702          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
703          branch to the loop exit after emitting the final branch.
704          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
705          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
706          unrolling would increase the number of branch instructions
707          executed.  */
708       if (loop_dump_stream)
709         fprintf (loop_dump_stream,
710                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
711       return;
712     }
713
714   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
715      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
716
717   max_labelno = max_label_num ();
718   max_insnno = get_max_uid ();
719
720   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
721      without initializing fields within the map structure.
722
723      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
724   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
725
726   /* Allocate the label map.  */
727
728   if (max_labelno > 0)
729     {
730       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
731
732       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
733     }
734
735   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
736      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
737      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
738      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
739      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
740      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
741
742   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
743     {
744       rtx note;
745
746       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
747         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
748       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
749         {
750           if (JUMP_LABEL (insn))
751             set_label_in_map (map,
752                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
753                               JUMP_LABEL (insn));
754           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
755                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
756             {
757               rtx pat = PATTERN (insn);
758               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
759               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
760               rtx label;
761
762               for (i = 0; i < len; i++)
763                 {
764                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
765                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
766                 }
767             }
768         }
769       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
770         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
771                           XEXP (note, 0));
772     }
773
774   /* Allocate space for the insn map.  */
775
776   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
777
778   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
779      not function inlining.  */
780   map->inline_target = 0;
781
782   /* The register and constant maps depend on the number of registers
783      present, so the final maps can't be created until after
784      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
785      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
786      is performed.  */
787
788   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
789   maxregnum = max_reg_num ();
790
791   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
792   max_local_regnum = maxregnum;
793
794   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
795      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
796      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
797
798      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
799      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
800      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
801
802   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
803   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
804   addr_combined_regs
805     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
806   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
807
808   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
809      inside the loop.  */
810   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
811     {
812       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
813       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
814
815       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
816          since it will also be used outside the loop.  */
817       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
818         copy_end_luid--;
819
820       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
821          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
822 #ifdef HAVE_cc0
823       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
824           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
825         copy_end_luid--;
826 #endif
827
828       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
829          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
830          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
831          to duplicate.  */
832       if (copy_start == loop_start)
833         copy_start_luid++;
834
835       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
836          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
837          results in better code.  */
838       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
839          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
840       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
841         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
842             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
843             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
844             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
845           {
846             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
847                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
848                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
849                for each unrolled copy of the loop.  */
850             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
851                set dominates all instructions from regno_first_uid to
852                regno_last_uid.  */
853             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
854                this check was more sophisticated.  */
855             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
856                                    copy_start, copy_end))
857               local_regno[r] = 1;
858
859             if (loop_dump_stream)
860               {
861                 if (local_regno[r])
862                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
863                 else
864                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
865                            r);
866               }
867           }
868     }
869
870   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
871      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
872      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
873      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
874      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
875
876   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
877      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
878      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
879      unrolled loop copies.  */
880
881   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
882      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
883      assumes that each induction variable can be represented as a function
884      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
885      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
886      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
887      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
888      we can not split induction variables here, because we can not calculate
889      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
890      is called.  */
891
892   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
893     {
894       rtx initial_value, final_value, increment;
895       enum machine_mode mode;
896
897       if (precondition_loop_p (loop,
898                                &initial_value, &final_value, &increment,
899                                &mode))
900         {
901           rtx diff;
902           rtx *labels;
903           int abs_inc, neg_inc;
904
905           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
906
907           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
908                                    "unroll_loop_precondition");
909           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
910
911           init_reg_map (map, maxregnum);
912
913           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
914              the loop body.  */
915           if (unroll_number > 4)
916             unroll_number = 4;
917
918           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
919              not it is negative.  */
920           neg_inc = 0;
921           abs_inc = INTVAL (increment);
922           if (abs_inc < 0)
923             {
924               abs_inc = -abs_inc;
925               neg_inc = 1;
926             }
927
928           start_sequence ();
929
930           /* Calculate the difference between the final and initial values.
931              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
932              Let the following cse pass simplify this if initial value is
933              a constant.
934
935              We must copy the final and initial values here to avoid
936              improperly shared rtl.  */
937
938           diff = expand_simple_binop (mode, MINUS, copy_rtx (final_value),
939                                       copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
940                                       OPTAB_LIB_WIDEN);
941
942           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
943              and instruction.  */
944           diff = expand_simple_binop (GET_MODE (diff), AND, diff,
945                                       GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
946                                       NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
947
948           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
949              loop entry point.  */
950
951           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
952           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
953             labels[i] = gen_label_rtx ();
954
955           /* Check for the case where the initial value is greater than or
956              equal to the final value.  In that case, we want to execute
957              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
958              case.  This check does not apply if the loop has a NE
959              comparison at the end.  */
960
961           if (loop_info->comparison_code != NE)
962             {
963               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
964                                        neg_inc ? LE : GE,
965                                        NULL_RTX, mode, 0, labels[1]);
966               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION,
967                                 NOT_TAKEN);
968               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
969               LABEL_NUSES (labels[1])++;
970             }
971
972           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
973              for a negative increment:  for a positive increment:
974              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
975              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
976              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
977              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
978
979           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
980              last case just falls through to the following code.  */
981
982           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
983              instead of the current linear list of branches.  */
984
985           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
986             {
987               int cmp_const;
988               enum rtx_code cmp_code;
989
990               /* For negative increments, must invert the constant compared
991                  against, except when comparing against zero.  */
992               if (i == 0)
993                 {
994                   cmp_const = 0;
995                   cmp_code = EQ;
996                 }
997               else if (neg_inc)
998                 {
999                   cmp_const = unroll_number - i;
1000                   cmp_code = GE;
1001                 }
1002               else
1003                 {
1004                   cmp_const = i;
1005                   cmp_code = LE;
1006                 }
1007
1008               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1009                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, labels[i]);
1010               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1011               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1012               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1013                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1014             }
1015
1016           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1017              to handle other cases equivalent to 0.  */
1018
1019           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1020              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1021              For the negative increment case, the branch here could easily
1022              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1023              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1024
1025           if (abs_inc != 1)
1026             {
1027               int cmp_const;
1028               enum rtx_code cmp_code;
1029
1030               if (neg_inc)
1031                 {
1032                   cmp_const = abs_inc - 1;
1033                   cmp_code = LE;
1034                 }
1035               else
1036                 {
1037                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1038                   cmp_code = GE;
1039                 }
1040
1041               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1042                                        NULL_RTX, mode, 0, labels[0]);
1043               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1044               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1045             }
1046
1047           sequence = gen_sequence ();
1048           end_sequence ();
1049           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1050
1051           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1052              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1053              and then reset it inside the loop when get to the last
1054              copy.  */
1055
1056           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1057             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1058           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1059             {
1060               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1061 #ifdef HAVE_cc0
1062               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1063                  we do not want to copy.  */
1064               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1065                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1066 #endif
1067             }
1068           else
1069             abort ();
1070
1071           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1072             {
1073               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1074                                 PREV_INSN (loop_start));
1075
1076               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1077               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1078                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1079                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1080               map->const_age = 0;
1081
1082               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1083                 if (local_label[j])
1084                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1085
1086               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1087                 if (local_regno[r])
1088                   {
1089                     map->reg_map[r]
1090                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1091                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1092                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1093                   }
1094               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1095                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1096                  branch.  */
1097
1098               if (i == unroll_number - 1)
1099                 {
1100                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1101                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1102                   else
1103                     copy_end = last_loop_insn;
1104                 }
1105
1106               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1107                  pass zero for that parameter.  */
1108               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1109                               unroll_type, start_label, loop_end,
1110                               loop_start, copy_end);
1111             }
1112           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1113
1114           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1115             {
1116               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1117               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1118             }
1119           else
1120             {
1121               insert_before = last_loop_insn;
1122 #ifdef HAVE_cc0
1123               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1124                  be a compare instruction which we do not want to copy
1125                  or delete.  */
1126               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1127                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1128 #endif
1129               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1130             }
1131
1132           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1133           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1134           loop_preconditioned = 1;
1135
1136           /* Clean up.  */
1137           free (labels);
1138         }
1139     }
1140
1141   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1142      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1143   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1144     {
1145       if (loop_dump_stream)
1146         fprintf (loop_dump_stream,
1147                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1148       goto egress;
1149     }
1150
1151   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1152
1153   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1154   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1155
1156   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1157      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1158      We precalculate and save this info here, since computing it is
1159      expensive.
1160
1161      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1162      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1163
1164   if (splitting_not_safe)
1165     temp = 0;
1166   else
1167     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1168
1169   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1170      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1171      the constant maps also.  */
1172
1173   maxregnum = max_reg_num ();
1174   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1175
1176   init_reg_map (map, maxregnum);
1177
1178   if (map->const_equiv_varray == 0)
1179     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1180                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1181                              "unroll_loop");
1182   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1183
1184   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1185      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1186
1187   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1188     {
1189       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1190         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1191 #if 0
1192       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1193       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1194         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1195           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1196 #endif
1197     }
1198
1199   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1200   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1201   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1202
1203   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1204      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1205      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1206      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1207      will never be replaced if it isn't done here.  */
1208
1209   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1210     {
1211       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1212       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1213         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1214     }
1215
1216   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1217      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1218      before the end of the loop.  */
1219
1220   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1221     {
1222       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1223       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1224               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1225       map->const_age = 0;
1226
1227       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1228         if (local_label[j])
1229           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1230
1231       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1232         if (local_regno[r])
1233           {
1234             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1235             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1236                                regno_reg_rtx[r], 0);
1237           }
1238
1239       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1240          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1241       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1242         {
1243           insn = PREV_INSN (copy_start);
1244           pattern = PATTERN (insn);
1245
1246           tem = get_label_from_map (map,
1247                                     CODE_LABEL_NUMBER
1248                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1249           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1250
1251           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1252              passes.  */
1253           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1254           LABEL_NUSES (tem)++;
1255         }
1256
1257       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1258                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1259                       loop_end, insert_before, insert_before);
1260     }
1261
1262   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1263      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1264      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1265
1266   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1267      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1268      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1269      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1270
1271   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1272     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1273   else
1274     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1275
1276   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1277      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1278
1279   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1280   while (insn != safety_label)
1281     {
1282       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1283          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1284          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1285          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1286          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1287          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1288          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1289       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1290       if (insn != start_label
1291           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1292           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1293                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1294         insn = delete_related_insns (insn);
1295       else
1296         insn = NEXT_INSN (insn);
1297     }
1298
1299   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1300      delete_related_insns calls.  */
1301   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1302     abort ();
1303   delete_related_insns (safety_label);
1304
1305   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1306      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1307      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1308      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1309      not taken.  */
1310   if (exit_label)
1311     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1312
1313  egress:
1314   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1315     {
1316       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1317       if (loop->vtop)
1318         delete_related_insns (loop->vtop);
1319       if (loop->cont)
1320         delete_related_insns (loop->cont);
1321       if (loop_start)
1322         delete_related_insns (loop_start);
1323       if (loop_end)
1324         delete_related_insns (loop_end);
1325     }
1326
1327   if (map->const_equiv_varray)
1328     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1329   if (map->label_map)
1330     {
1331       free (map->label_map);
1332       free (local_label);
1333     }
1334   free (map->insn_map);
1335   free (splittable_regs);
1336   free (splittable_regs_updates);
1337   free (addr_combined_regs);
1338   free (local_regno);
1339   if (map->reg_map)
1340     free (map->reg_map);
1341   free (map);
1342 }
1343 \f
1344 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1345    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1346
1347    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1348    determined, and if increment is a constant power of 2.
1349    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1350    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1351    is not considered `profitable'.  */
1352
1353 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1354    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1355    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1356    whether divide is cheap.
1357    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1358    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1359    reflected in RTX_COST.  */
1360
1361 int
1362 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1363      const struct loop *loop;
1364      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1365      enum machine_mode *mode;
1366 {
1367   rtx loop_start = loop->start;
1368   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1369
1370   if (loop_info->n_iterations > 0)
1371     {
1372       *initial_value = const0_rtx;
1373       *increment = const1_rtx;
1374       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1375       *mode = word_mode;
1376
1377       if (loop_dump_stream)
1378         {
1379           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1380                  loop_dump_stream);
1381           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1382                    loop_info->n_iterations);
1383           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1384         }
1385       return 1;
1386     }
1387
1388   if (loop_info->iteration_var == 0)
1389     {
1390       if (loop_dump_stream)
1391         fprintf (loop_dump_stream,
1392                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1393       return 0;
1394     }
1395   else if (loop_info->initial_value == 0)
1396     {
1397       if (loop_dump_stream)
1398         fprintf (loop_dump_stream,
1399                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1400       return 0;
1401     }
1402   else if (loop_info->increment == 0)
1403     {
1404       if (loop_dump_stream)
1405         fprintf (loop_dump_stream,
1406                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1407       return 0;
1408     }
1409   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1410     {
1411       if (loop_dump_stream)
1412         fprintf (loop_dump_stream,
1413                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1414       return 0;
1415     }
1416   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1417            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1418     {
1419       if (loop_dump_stream)
1420         fprintf (loop_dump_stream,
1421                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1422       return 0;
1423     }
1424
1425   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1426      not matter for preconditioning.  */
1427
1428   if (loop_info->final_value == 0)
1429     {
1430       if (loop_dump_stream)
1431         fprintf (loop_dump_stream,
1432                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1433       return 0;
1434     }
1435
1436   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1437      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1438      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1439      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1440      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1441   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1442        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1443       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1444           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1445       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1446     {
1447       if (loop_dump_stream)
1448         fprintf (loop_dump_stream,
1449                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1450       return 0;
1451     }
1452
1453   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1454      does not have code to deal with them.  */
1455   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1456       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1457     {
1458       if (loop_dump_stream)
1459         fprintf (loop_dump_stream,
1460                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1461       return 0;
1462     }
1463
1464   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1465      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1466
1467   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1468       > INSN_LUID (loop_start))
1469     {
1470       if (loop_dump_stream)
1471         fprintf (loop_dump_stream,
1472                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1473       return 0;
1474     }
1475
1476   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1477      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1478      iterations just like for BIV iterators.
1479
1480      Also note that the absolute values of initial_value and
1481      final_value are unimportant as only their difference is used for
1482      calculating the number of loop iterations.  */
1483   *initial_value = loop_info->initial_value;
1484   *increment = loop_info->increment;
1485   *final_value = loop_info->final_value;
1486
1487   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1488      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1489      both are constants.  */
1490   *mode = GET_MODE (*final_value);
1491   if (*mode == VOIDmode)
1492     {
1493       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1494       if (*mode == VOIDmode)
1495         *mode = word_mode;
1496     }
1497   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1498            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1499                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1500     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1501
1502   /* Success!  */
1503   if (loop_dump_stream)
1504     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1505   return 1;
1506 }
1507
1508 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1509    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1510    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1511    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1512    used with different
1513    modes.  */
1514
1515 static void
1516 init_reg_map (map, maxregnum)
1517      struct inline_remap *map;
1518      int maxregnum;
1519 {
1520   int i;
1521
1522   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1523     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1524   /* Just clear the rest of the entries.  */
1525   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1526     map->reg_map[i] = 0;
1527
1528   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1529     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1530   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1531     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1532 }
1533 \f
1534 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1535    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1536    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1537    verifying that all operands are of the proper form.
1538
1539    PATTERN must be the result of single_set.
1540    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1541
1542 static rtx
1543 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1544      rtx pattern, src_insn;
1545      unsigned int regno;
1546 {
1547   rtx increment;
1548   rtx increment_total = 0;
1549   int tries = 0;
1550
1551  retry:
1552   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1553      as the set source.  */
1554   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1555     {
1556       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1557          to the new_reg.  */
1558       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1559       pattern = single_set (src_insn);
1560       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1561         abort ();
1562
1563       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1564          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1565       delete_related_insns (get_last_insn ());
1566     }
1567
1568   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1569   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1570   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1571     {
1572       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1573          too big to be an add immed operand.  */
1574       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1575
1576       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1577          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1578          one of the LO_SUM rtx.  */
1579       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1580         increment = XEXP (increment, 1);
1581
1582       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1583          note to the store insn.  */
1584       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1585         {
1586           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1587           if (note)
1588             increment = XEXP (note, 0);
1589         }
1590
1591       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1592                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1593                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1594         {
1595           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1596              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1597           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1598           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1599
1600           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0), 
1601                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1602           /* Don't need the last insn anymore.  */
1603           delete_related_insns (get_last_insn ());
1604
1605           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1606               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1607             abort ();
1608
1609           if (code == IOR)
1610             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1611           else if (code == PLUS)
1612             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1613           else
1614             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1615         }
1616
1617       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1618         abort ();
1619
1620       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1621          so delete it.  */
1622       delete_related_insns (get_last_insn ());
1623     }
1624
1625   if (increment_total)
1626     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1627   else
1628     increment_total = increment;
1629
1630   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1631      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1632   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1633       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1634     {
1635       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1636          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1637          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1638
1639       if (tries == 0)
1640         {
1641           tries++;
1642
1643           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1644           pattern = single_set (src_insn);
1645
1646           delete_related_insns (get_last_insn ());
1647
1648           goto retry;
1649         }
1650
1651       abort ();
1652     }
1653
1654   return increment_total;
1655 }
1656
1657 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1658    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1659    the reg_map entries can change during copying.  */
1660
1661 static rtx
1662 initial_reg_note_copy (notes, map)
1663      rtx notes;
1664      struct inline_remap *map;
1665 {
1666   rtx copy;
1667
1668   if (notes == 0)
1669     return 0;
1670
1671   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1672   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1673
1674   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1675     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1676   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1677     /* Don't substitute for these yet.  */
1678     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1679   else
1680     abort ();
1681
1682   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1683
1684   return copy;
1685 }
1686
1687 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1688
1689 static void
1690 final_reg_note_copy (notesp, map)
1691      rtx *notesp;
1692      struct inline_remap *map;
1693 {
1694   while (*notesp)
1695     {
1696       rtx note = *notesp;
1697       
1698       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1699         {
1700           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1701              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1702              note.  */
1703           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1704             {
1705               *notesp = XEXP (note, 1);
1706               continue;
1707             }
1708           else
1709             {
1710               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1711
1712               /* If we failed to remap the note, something is awry.  */
1713               if (!insn)
1714                 abort ();
1715
1716               XEXP (note, 0) = insn;
1717             }
1718         }
1719
1720       notesp = &XEXP (note, 1);
1721     }
1722 }
1723
1724 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1725    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1726
1727 static void
1728 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1729                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1730                 copy_notes_from)
1731      struct loop *loop;
1732      rtx copy_start, copy_end;
1733      struct inline_remap *map;
1734      rtx exit_label;
1735      int last_iteration;
1736      enum unroll_types unroll_type;
1737      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1738 {
1739   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1740   rtx insn, pattern;
1741   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1742   int dest_reg_was_split, i;
1743 #ifdef HAVE_cc0
1744   rtx cc0_insn = 0;
1745 #endif
1746   rtx final_label = 0;
1747   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1748
1749   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1750      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1751      after the end of this loop body if it was ever used.
1752
1753      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1754      to itself.  */
1755   if (! last_iteration)
1756     {
1757       final_label = gen_label_rtx ();
1758       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1759     }
1760   else
1761     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1762
1763   start_sequence ();
1764
1765   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1766      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1767      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1768      a variety of losing behaviors later.  */
1769   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1770
1771   insn = copy_start;
1772   do
1773     {
1774       insn = NEXT_INSN (insn);
1775
1776       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1777
1778       switch (GET_CODE (insn))
1779         {
1780         case INSN:
1781           pattern = PATTERN (insn);
1782           copy = 0;
1783           giv_inc = 0;
1784
1785           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1786              some split address givs.  (Combined in the sense that
1787              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1788              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1789              find the address givs.  Then split the address givs.
1790              Do this before splitting the giv, since that may map the
1791              SET_DEST to a new register.  */
1792
1793           if ((set = single_set (insn))
1794               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1795               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1796             {
1797               struct iv_class *bl;
1798               struct induction *v, *tv;
1799               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1800
1801               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1802               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1803
1804               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1805                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1806                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1807                  we might accidentally delete insns generated immediately
1808                  below by emit_unrolled_add.  */
1809
1810               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1811
1812               /* Now find all address giv's that were combined with this
1813                  giv 'v'.  */
1814               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1815                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1816                   {
1817                     int this_giv_inc;
1818
1819                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1820                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1821                       continue;
1822
1823                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1824                        the two givs are different.  */
1825                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1826                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1827                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1828                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1829
1830                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1831                     *tv->location = tv->dest_reg;
1832
1833                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1834                       {
1835                         /* Must emit an insn to increment the split address
1836                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1837                            was a constant eliminated from the address.  */
1838                         rtx value, dest_reg;
1839
1840                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1841                            or else a register plus a constant.  */
1842                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1843                           dest_reg = tv->dest_reg;
1844                         else
1845                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1846
1847                         /* Check for shared address givs, and avoid
1848                            incrementing the shared pseudo reg more than
1849                            once.  */
1850                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1851                           {
1852                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1853                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1854                                to add the const_adjust amount before calling
1855                                emit_unrolled_add below.  */
1856                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1857                                                    tv->const_adjust);
1858
1859                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1860                               {
1861                                 /* The constant could be too large for an add
1862                                    immediate, so can't directly emit an insn
1863                                    here.  */
1864                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1865                                                    XEXP (value, 1));
1866                               }
1867                           }
1868
1869                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1870                            it is used after the set we have just emitted.
1871                            We must subtract the const_adjust factor added in
1872                            above.  */
1873                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1874                                                       -tv->const_adjust);
1875                         *tv->location = tv->dest_reg;
1876                       }
1877                   }
1878             }
1879
1880           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1881              how to split the variable, create a new set based on this split,
1882              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1883              use the new split variable.  */
1884
1885           dest_reg_was_split = 0;
1886
1887           if ((set = single_set (insn))
1888               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1889               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1890             {
1891               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1892               unsigned int src_regno;
1893
1894               dest_reg_was_split = 1;
1895
1896               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1897               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1898               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1899                  already computed above.  */
1900               if (giv_inc == 0)
1901                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1902
1903               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1904
1905               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1906                 {
1907                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1908                      variable to a known constant value.  */
1909
1910                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1911                      value, so we must use plus_constant here.  */
1912                   splittable_regs[regno]
1913                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1914                                      INTVAL (giv_inc));
1915
1916                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1917                     {
1918                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1919                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1920                     }
1921                   else
1922                     {
1923                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1924                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1925                          variable.  */
1926                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1927                       giv_inc = const0_rtx;
1928                     }
1929                 }
1930               else
1931                 {
1932                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1933                      register for the iteration variable, and set it to
1934                      be a constant plus the original register.  Except
1935                      on the last iteration, when the result has to
1936                      go back into the original iteration var register.  */
1937
1938                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1939                      when split.  This happens for bivs which need their
1940                      final value set before loop entry.  The new register
1941                      for the biv was stored in the biv's first struct
1942                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1943
1944                   if (regno < ivs->n_regs
1945                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1946                     {
1947                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1948                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1949                     }
1950
1951 #if 0
1952                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1953                      this would have to remap those givs also.  See
1954                      find_splittable_regs.  */
1955 #endif
1956
1957                   splittable_regs[regno]
1958                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1959                                            giv_inc,
1960                                            splittable_regs[src_regno]);
1961                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1962
1963                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1964                      of this insn to a new register, and setting its
1965                      reg_map entry to point to this new register.
1966
1967                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1968                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1969                      to ensure that the iv will have the proper value when
1970                      the loop exits or repeats.
1971
1972                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1973                      because it can only be greater than one if all
1974                      instructions modifying the iv are always executed in
1975                      order.  */
1976
1977                   if (! last_iteration
1978                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1979                     {
1980                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1981                       giv_dest_reg = tem;
1982                       map->reg_map[regno] = tem;
1983                       record_base_value (REGNO (tem),
1984                                          giv_inc == const0_rtx
1985                                          ? giv_src_reg
1986                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1987                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1988                                          1);
1989                     }
1990                   else
1991                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1992                 }
1993
1994               /* The constant being added could be too large for an add
1995                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1996               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1997               copy = get_last_insn ();
1998               pattern = PATTERN (copy);
1999             }
2000           else
2001             {
2002               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2003               copy = emit_insn (pattern);
2004             }
2005           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2006
2007 #ifdef HAVE_cc0
2008           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2009              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2010              In that case, the call to recog via validate_change will
2011              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2012              do it when we emit the following insn.
2013
2014              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2015              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2016              following branch insn to see which what kind of compare to
2017              emit.
2018
2019              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2020              well.  */
2021           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2022             cc0_insn = copy;
2023           else
2024             {
2025               if (cc0_insn)
2026                 try_constants (cc0_insn, map);
2027               cc0_insn = 0;
2028               try_constants (copy, map);
2029             }
2030 #else
2031           try_constants (copy, map);
2032 #endif
2033
2034           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2035              know there are no backward branches across iteration variable
2036              settings which would invalidate this.  */
2037           if (dest_reg_was_split)
2038             {
2039               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2040
2041               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2042                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2043                       == map->const_age))
2044                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2045             }
2046           break;
2047
2048         case JUMP_INSN:
2049           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2050           copy = emit_jump_insn (pattern);
2051           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2052
2053           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2054               && ! last_iteration)
2055             {
2056               /* Update JUMP_LABEL make invert_jump work correctly.  */
2057               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2058                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2059                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2060               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2061
2062               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2063                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2064                  In this case, we want to change the original fall through
2065                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2066                  original jump label case to fall_through.  */
2067
2068               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2069                 {
2070                   rtx jmp;
2071                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2072                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2073                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2074                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2075                      that.  */
2076                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2077                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2078                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2079                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2080                   emit_label_after (lab, jmp);
2081                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2082                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2083                     abort ();
2084                 }
2085             }
2086
2087 #ifdef HAVE_cc0
2088           if (cc0_insn)
2089             try_constants (cc0_insn, map);
2090           cc0_insn = 0;
2091 #endif
2092           try_constants (copy, map);
2093
2094           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2095              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2096           if (JUMP_LABEL (insn))
2097             {
2098               rtx label = 0;
2099
2100               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2101                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2102               if ((set = single_set (copy)))
2103                 {
2104                   tem = SET_SRC (set);
2105                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2106                     label = XEXP (tem, 0);
2107                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2108                     {
2109                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2110                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2111                       else
2112                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2113                     }
2114                 }
2115
2116               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2117                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2118               else
2119                 {
2120                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2121                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2122                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2123                   JUMP_LABEL (copy)
2124                     = get_label_from_map (map,
2125                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2126                 }
2127
2128               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2129                  use count so that the label will not be deleted when the
2130                  original jump is deleted.  */
2131               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2132             }
2133           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2134                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2135             {
2136               rtx pat = PATTERN (copy);
2137               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2138               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2139               int i;
2140
2141               for (i = 0; i < len; i++)
2142                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2143             }
2144
2145           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2146              direction is now known, we must do something special.  */
2147           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2148             {
2149 #ifdef HAVE_cc0
2150               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2151               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2152                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2153 #endif
2154
2155               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2156               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2157                 {
2158                   delete_insn (copy);
2159                   copy = 0;
2160                 }
2161               else
2162                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2163                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2164                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2165                 emit_barrier ();
2166             }
2167           break;
2168
2169         case CALL_INSN:
2170           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2171           copy = emit_call_insn (pattern);
2172           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2173
2174           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2175              than hard registers, we need to copy it.  */
2176           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2177             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2178                                        map, 0);
2179
2180 #ifdef HAVE_cc0
2181           if (cc0_insn)
2182             try_constants (cc0_insn, map);
2183           cc0_insn = 0;
2184 #endif
2185           try_constants (copy, map);
2186
2187           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2188           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2189             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2190           break;
2191
2192         case CODE_LABEL:
2193           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2194              copy of this label since no one will use it.  */
2195
2196           if (insn != start_label)
2197             {
2198               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2199                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2200               map->const_age++;
2201             }
2202           break;
2203
2204         case BARRIER:
2205           copy = emit_barrier ();
2206           break;
2207
2208         case NOTE:
2209           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2210              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2211           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2212              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2213              this new block.  */
2214
2215           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2216               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2217               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2218               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2219                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2220                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2221             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2222                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2223           else
2224             copy = 0;
2225           break;
2226
2227         default:
2228           abort ();
2229         }
2230
2231       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2232     }
2233   while (insn != copy_end);
2234
2235   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2236   insn = copy_start;
2237   do
2238     {
2239       insn = NEXT_INSN (insn);
2240       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2241            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2242           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2243         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2244     }
2245   while (insn != copy_end);
2246
2247   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2248      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2249      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2250      iteration, because the original notes won't be deleted.
2251
2252      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2253      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2254      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2255      copy) when not from preconditioning code.  */
2256
2257   if (! last_iteration)
2258     {
2259       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2260         {
2261           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2262              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2263              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2264              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2265              instructions before the last insn in the loop, and if the
2266              end test is that short, there will be a VTOP note between
2267              the CONT note and the test.  */
2268           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2269               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2270               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2271               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2272             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2273         }
2274     }
2275
2276   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2277     emit_label (final_label);
2278
2279   tem = gen_sequence ();
2280   end_sequence ();
2281   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2282 }
2283 \f
2284 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2285    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2286    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2287
2288 void
2289 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2290      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2291 {
2292   rtx result;
2293
2294   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2295                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2296
2297   if (dest_reg != result)
2298     emit_move_insn (dest_reg, result);
2299 }
2300 \f
2301 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2302    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2303    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2304
2305 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2306    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2307    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2308
2309 int
2310 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2311      const struct loop *loop;
2312      rtx insn;
2313 {
2314   rtx p, q, target_insn;
2315   rtx loop_start = loop->start;
2316   rtx loop_end = loop->end;
2317   rtx orig_loop_end = loop->end;
2318
2319   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2320   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2321   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2322     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2323
2324   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2325      deleted insn following it.  */
2326   while (INSN_DELETED_P (insn))
2327     insn = NEXT_INSN (insn);
2328
2329   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2330      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2331      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2332   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2333     return 0;
2334
2335   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2336     {
2337       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2338         {
2339           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2340
2341           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2342              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2343              since insn may not have an LUID entry.  */
2344           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2345             if (q == target_insn)
2346               return 1;
2347         }
2348     }
2349
2350   return 0;
2351 }
2352
2353 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2354    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2355    value of giv's.  */
2356
2357 static rtx
2358 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2359      rtx mult1, mult2, add1;
2360      enum machine_mode mode;
2361 {
2362   rtx temp, mult_res;
2363   rtx result;
2364
2365   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2366      check to make sure.  */
2367   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2368       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2369       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2370     abort ();
2371
2372   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2373      will be a constant.  */
2374   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2375     {
2376       temp = mult2;
2377       mult2 = mult1;
2378       mult1 = temp;
2379     }
2380
2381   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2382   if (! mult_res)
2383     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2384
2385   /* Again, put the constant second.  */
2386   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2387     {
2388       temp = add1;
2389       add1 = mult_res;
2390       mult_res = temp;
2391     }
2392
2393   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2394   if (! result)
2395     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2396
2397   return result;
2398 }
2399
2400 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2401    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2402
2403    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2404    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2405
2406 rtx
2407 biv_total_increment (bl)
2408      const struct iv_class *bl;
2409 {
2410   struct induction *v;
2411   rtx result;
2412
2413   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2414      instruction must be executed only once each time through the loop.
2415      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2416      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2417      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2418      an increment).  */
2419
2420   result = const0_rtx;
2421   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2422     {
2423       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2424           && ! v->maybe_multiple)
2425         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2426       else
2427         return 0;
2428     }
2429
2430   return result;
2431 }
2432
2433 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2434    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2435    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2436    in the splittable_regs array.
2437
2438    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2439    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2440    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2441    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2442    value of the induction variable and the value the induction variable had
2443    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2444
2445    Returns the total number of instructions that set registers that are
2446    splittable.  */
2447
2448 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2449    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2450    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2451    should not involve a multiply however.  */
2452
2453 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2454    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2455    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2456
2457 static int
2458 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2459      const struct loop *loop;
2460      enum unroll_types unroll_type;
2461      int unroll_number;
2462 {
2463   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2464   struct iv_class *bl;
2465   struct induction *v;
2466   rtx increment, tem;
2467   rtx biv_final_value;
2468   int biv_splittable;
2469   int result = 0;
2470
2471   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2472     {
2473       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2474          otherwise we can not calculate the split values.  */
2475
2476       increment = biv_total_increment (bl);
2477       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2478         continue;
2479
2480       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2481          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2482          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2483          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2484          value on loop exit.  */
2485
2486       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2487          a fall through at the end.  */
2488
2489       biv_splittable = 1;
2490       biv_final_value = 0;
2491       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2492           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2493           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2494               || ! bl->init_insn
2495               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2496               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2497                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2498               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2499           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2500         biv_splittable = 0;
2501
2502       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2503          PLUS, we don't know how to split it.  */
2504       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2505         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2506             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2507             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2508             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2509           biv_splittable = 0;
2510
2511       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2512          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2513          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2514          biv's value in their initialization code.  */
2515
2516       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2517          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2518
2519       if (biv_splittable == 1)
2520         {
2521           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2522             {
2523               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2524                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2525                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2526                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2527
2528               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2529                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2530                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2531                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2532                 {
2533                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2534
2535                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2536                   loop_insn_hoist (loop, 
2537                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2538
2539                   if (loop_dump_stream)
2540                     fprintf (loop_dump_stream,
2541                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2542                              bl->regno, REGNO (tem));
2543
2544                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2545                 }
2546               else
2547                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2548             }
2549           else
2550             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2551
2552           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2553              we can treat the last one specially.  */
2554
2555           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2556           result += bl->biv_count;
2557
2558           if (loop_dump_stream)
2559             fprintf (loop_dump_stream,
2560                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2561         }
2562
2563       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2564          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2565          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2566          loop, and the givs aren't.  */
2567
2568       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2569                                       unroll_number);
2570
2571       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2572          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2573          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2574          biv's value in their initialization code.  */
2575       if (biv_final_value)
2576         {
2577           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2578              loop to ensure that it will always be executed no matter
2579              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2580              since this is slightly more efficient.  */
2581           if (! loop->exit_count)
2582             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2583                                                  biv_final_value));
2584           else
2585             {
2586               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2587                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2588                  is set to its final value before loop start to ensure that
2589                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2590                  exits.  */
2591               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2592               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2593
2594               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2595               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2596                                                     biv_final_value));
2597
2598               if (loop_dump_stream)
2599                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2600                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2601
2602               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2603                  register.  */
2604               bl->biv->src_reg = tem;
2605             }
2606         }
2607     }
2608   return result;
2609 }
2610
2611 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2612    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2613    instruction.  */
2614
2615 static int
2616 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2617      struct induction *v;
2618      rtx giv_inc;
2619      int unroll_number;
2620 {
2621   int ret = 1;
2622   rtx orig_addr = *v->location;
2623   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2624                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2625
2626   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2627      that we have may have a match_dup.  */
2628   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2629       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2630     ret = 0;
2631
2632   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2633    succeed.  */
2634   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2635     abort ();
2636
2637   return ret;
2638 }
2639
2640 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2641    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2642
2643    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2644
2645 static int
2646 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2647      const struct loop *loop;
2648      struct iv_class *bl;
2649      enum unroll_types unroll_type;
2650      rtx increment;
2651      int unroll_number;
2652 {
2653   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2654   struct induction *v, *v2;
2655   rtx final_value;
2656   rtx tem;
2657   int result = 0;
2658
2659   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2660      multiple identical givs in the same insn.  */
2661   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2662     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2663       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2664           && ! v2->same_insn)
2665         v2->same_insn = v;
2666
2667   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2668     {
2669       rtx giv_inc, value;
2670
2671       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2672          being completely unrolled.  */
2673       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2674         continue;
2675
2676       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2677          and only once on every iteration of the loop.  */
2678       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2679          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2680          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2681          won't reach here if they aren't.  */
2682       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2683           && (! v->always_computable
2684               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2685         continue;
2686
2687       /* The giv increment value must be a constant.  */
2688       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2689                                    v->mode);
2690       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2691         continue;
2692
2693       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2694          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2695          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2696          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2697          proper value on loop exit.  */
2698
2699       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2700          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2701          DEST_ADDR giv.  */
2702
2703       final_value = 0;
2704       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2705           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2706           && v->giv_type != DEST_ADDR
2707           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2708              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2709              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2710           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2711               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2712                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2713                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2714                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2715                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2716                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2717                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2718               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2719               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2720                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2721           && ! (final_value = v->final_value))
2722         continue;
2723
2724 #if 0
2725       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2726       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2727          code below does.  */
2728
2729       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2730          then must emit an instruction to set the final value.  */
2731       if (final_value && !v->new_reg)
2732         {
2733           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2734              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2735              to its final value before loop start to ensure that this insn
2736              will always be executed, no matter how we exit.  */
2737           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2738           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2739           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2740
2741           if (loop_dump_stream)
2742             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2743                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2744
2745           v->src_reg = tem;
2746         }
2747 #endif
2748
2749       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2750          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2751
2752       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2753         {
2754           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2755              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2756              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2757              be set, so then we do exactly the same thing as
2758              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2759           rtx biv_initial_value;
2760
2761           if (splittable_regs[bl->regno])
2762             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2763           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2764                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2765                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2766             biv_initial_value = bl->initial_value;
2767           else
2768             {
2769               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2770
2771               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2772               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2773               biv_initial_value = tem;
2774             }
2775           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2776           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2777                                      v->add_val, v->mode);
2778         }
2779       else
2780         value = const0_rtx;
2781
2782       if (v->new_reg)
2783         {
2784           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2785              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2786              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2787              case.  */
2788           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2789             {
2790               if (loop_dump_stream)
2791                 fprintf (loop_dump_stream,
2792                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2793               continue;
2794             }
2795           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2796              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2797           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2798             {
2799               /* If value is not a constant, register, or register plus
2800                  constant, then compute its value into a register before
2801                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2802                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2803                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2804                  is going before the loop start.  */
2805               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2806                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2807                   && GET_CODE (value) != REG
2808                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2809                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2810                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2811                 {
2812                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2813                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2814                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2815                                           v->add_val, tem);
2816                   value = tem;
2817                 }
2818
2819               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2820             }
2821           else
2822             {
2823               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2824                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2825                  unnecessary.  */
2826
2827               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2828                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2829                  what we want for split addr regs. We always create a new
2830                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2831
2832               /* If we have multiple identical address givs within a
2833                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2834                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2835                  of the other.  */
2836
2837               v->const_adjust = 0;
2838
2839               if (v->same_insn)
2840                 {
2841                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2842                   if (loop_dump_stream)
2843                     fprintf (loop_dump_stream,
2844                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2845                              INSN_UID (v->insn));
2846                 }
2847               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2848                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2849                  each.  */
2850               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2851                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2852                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2853                        && v->same->unrolled
2854                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2855                           where the add and mult values are not equal.
2856                           To share a register here, the values must be
2857                           equal.  */
2858                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2859                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2860                        /* If the memory references have different modes,
2861                           then the address may not be valid and we must
2862                           not share registers.  */
2863                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2864                 {
2865                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2866                   v->shared = 1;
2867                 }
2868               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2869                 {
2870                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2871                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2872                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2873
2874                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2875                   struct induction *same = v->same;
2876                   rtx new_reg = v->new_reg;
2877                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2878
2879                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2880                      then this constant can be pulled out and put in value,
2881                      instead of being part of the initialization code.  */
2882
2883                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2884                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2885                     {
2886                       v->dest_reg
2887                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2888
2889                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2890                          Try to validate both the first and the last
2891                          address resulting from loop unrolling, if
2892                          one fails, then can't do const elim here.  */
2893                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2894                         {
2895                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2896                              that we can calculate the dest_reg's increment
2897                              value later.  */
2898                           v->const_adjust = -INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2899
2900                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2901                           if (loop_dump_stream)
2902                             fprintf (loop_dump_stream,
2903                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2904                                      REGNO (tem));
2905                         }
2906                       else
2907                         v->dest_reg = tem;
2908                     }
2909                   else
2910                     v->dest_reg = tem;
2911
2912                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2913                      now, and fail completely if either the first or the last
2914                      unrolled copy of the address is not a valid address
2915                      for the instruction that uses it.  */
2916                   if (v->dest_reg == tem
2917                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2918                     {
2919                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2920                         if (v2->same_insn == v)
2921                           v2->same_insn = 0;
2922
2923                       if (loop_dump_stream)
2924                         fprintf (loop_dump_stream,
2925                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2926                                  INSN_UID (v->insn));
2927                       continue;
2928                     }
2929
2930                   v->new_reg = new_reg;
2931                   v->same = same;
2932
2933                   /* We set this after the address check, to guarantee that
2934                      the register will be initialized.  */
2935                   v->unrolled = 1;
2936
2937                   /* To initialize the new register, just move the value of
2938                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2939                      instruction on machines with complex addressing modes.
2940                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2941                      to calculate the value from scratch.  */
2942                   loop_insn_hoist (loop, gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2943                                                       copy_rtx (v->new_reg)));
2944                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
2945                     {
2946                       rtx sequence, ret;
2947
2948                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2949                          value, because the loop may have been preconditioned.
2950                          We must calculate it from NEW_REG.  */
2951                       delete_related_insns (PREV_INSN (loop->start));
2952
2953                       start_sequence ();
2954                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2955                       if (ret != tem)
2956                         emit_move_insn (tem, ret);
2957                       sequence = gen_sequence ();
2958                       end_sequence ();
2959                       loop_insn_hoist (loop, sequence);
2960
2961                       if (loop_dump_stream)
2962                         fprintf (loop_dump_stream,
2963                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2964                     }
2965                 }
2966               else
2967                 {
2968                   v->dest_reg = value;
2969
2970                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2971                      if the resulting address would be invalid.  */
2972                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2973                     {
2974                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2975                         if (v2->same_insn == v)
2976                           v2->same_insn = 0;
2977
2978                       if (loop_dump_stream)
2979                         fprintf (loop_dump_stream,
2980                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2981                                  INSN_UID (v->insn));
2982                       continue;
2983                     }
2984                 }
2985
2986               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
2987                  will not be a problem as this insn will always be copied
2988                  later.  */
2989
2990               *v->location = v->dest_reg;
2991
2992               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
2993                  save the base giv's induction pointer so that we will be
2994                  able to handle this address giv properly.  The base giv
2995                  itself does not have to be splittable.  */
2996
2997               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
2998                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
2999
3000               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3001                 {
3002                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3003                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3004
3005                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3006
3007                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3008                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3009                   if (! v->same)
3010                     {
3011                       v->same = v;
3012                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3013                     }
3014                 }
3015
3016               if (loop_dump_stream)
3017                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3018             }
3019         }
3020       else
3021         {
3022 #if 0
3023           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3024              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3025              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3026              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3027              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3028              be live across loop iterations.  */
3029
3030           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3031           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3032                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3033 #else
3034           continue;
3035 #endif
3036         }
3037
3038       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3039          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3040          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3041          where this may not be a register.  */
3042
3043       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3044         {
3045           int count = 1;
3046           if (! v->ignore)
3047             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
3048
3049           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3050         }
3051
3052       result++;
3053
3054       if (loop_dump_stream)
3055         {
3056           int regnum;
3057
3058           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3059             regnum = -1;
3060           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3061             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3062           else
3063             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3064           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3065                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3066         }
3067     }
3068
3069   return result;
3070 }
3071 \f
3072 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3073    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3074    the register to some value, and appears before the first use of the register
3075    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3076
3077 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3078    it can search past if statements and other similar structures.  */
3079
3080 static int
3081 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3082      const struct loop *loop;
3083      rtx reg;
3084 {
3085   rtx insn, label;
3086   enum rtx_code code;
3087   int jump_count = 0;
3088   int label_count = 0;
3089
3090   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3091      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3092      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3093      such inner loop exits.  */
3094
3095   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3096     label_count++;
3097
3098   if (label_count != loop->exit_count)
3099     return 0;
3100
3101   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3102      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3103      list to it.  */
3104   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3105   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3106
3107   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3108     {
3109       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3110          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3111          a conditional jump.  */
3112
3113       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3114       while (insn)
3115         {
3116           code = GET_CODE (insn);
3117           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3118             {
3119               rtx set;
3120
3121               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3122                 return 0;
3123
3124               set = single_set (insn);
3125               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3126                 break;
3127             }
3128
3129           if (code == JUMP_INSN)
3130             {
3131               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3132                 break;
3133               else if (!any_uncondjump_p (insn)
3134                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3135                        || jump_count++ > 20)
3136                 return 0;
3137               else
3138                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3139             }
3140
3141           insn = NEXT_INSN (insn);
3142         }
3143     }
3144
3145   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3146   return 1;
3147 }
3148
3149 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3150    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3151
3152 rtx
3153 final_biv_value (loop, bl)
3154      const struct loop *loop;
3155      struct iv_class *bl;
3156 {
3157   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3158   rtx increment, tem;
3159
3160   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3161
3162   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3163     return 0;
3164
3165   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3166      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3167      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3168      no other loop exits, so we can return any value.  */
3169   if (bl->reversed)
3170     {
3171       if (loop_dump_stream)
3172         fprintf (loop_dump_stream,
3173                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3174
3175       return const0_rtx;
3176     }
3177
3178   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3179      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3180      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3181      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3182      value of the biv must be invariant.  */
3183
3184   if (n_iterations != 0
3185       && ! loop->exit_count
3186       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3187     {
3188       increment = biv_total_increment (bl);
3189
3190       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3191         {
3192           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3193              end to calculate this value into a temporary register in
3194              case it is needed later.  */
3195
3196           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3197           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3198           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3199                                  bl->initial_value, tem);
3200
3201           if (loop_dump_stream)
3202             fprintf (loop_dump_stream,
3203                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3204
3205           return tem;
3206         }
3207     }
3208
3209   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3210   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3211     {
3212       if (loop_dump_stream)
3213         fprintf (loop_dump_stream,
3214                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3215                  bl->regno);
3216
3217       return const0_rtx;
3218     }
3219
3220   return 0;
3221 }
3222
3223 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3224    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3225
3226 rtx
3227 final_giv_value (loop, v)
3228      const struct loop *loop;
3229      struct induction *v;
3230 {
3231   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3232   struct iv_class *bl;
3233   rtx insn;
3234   rtx increment, tem;
3235   rtx seq;
3236   rtx loop_end = loop->end;
3237   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3238
3239   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3240
3241   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3242      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3243      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3244      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3245   if (bl->reversed)
3246     {
3247       if (loop_dump_stream)
3248         fprintf (loop_dump_stream,
3249                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3250                  REGNO (v->dest_reg));
3251       return const0_rtx;
3252     }
3253
3254   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3255      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3256      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3257
3258   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3259      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3260      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3261      to be known.  */
3262
3263   if (n_iterations != 0
3264       && ! loop->exit_count)
3265     {
3266       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3267          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3268          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3269          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3270          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3271          biv value here if it is not eliminable.  */
3272
3273       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3274          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3275          be valid if it is invariant.  */
3276
3277       increment = biv_total_increment (bl);
3278
3279       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3280           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3281         {
3282           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3283              (n_iterations * increment) + initial_value */
3284
3285           /* The loop exit value of the giv is then
3286              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3287              The extra increments are any increments to the biv which
3288              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3289              We must search from the insn that sets the giv to the end
3290              of the loop to calculate this value.  */
3291
3292           /* Put the final biv value in tem.  */
3293           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3294           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3295           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3296                                  GEN_INT (n_iterations),
3297                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3298                                  tem);
3299
3300           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3301           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3302                insn = NEXT_INSN (insn))
3303             {
3304               struct induction *biv;
3305
3306               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3307                 if (biv->insn == insn)
3308                   {
3309                     start_sequence ();
3310                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3311                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3312                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3313                     seq = gen_sequence ();
3314                     end_sequence ();
3315                     loop_insn_sink (loop, seq);
3316                   }
3317             }
3318
3319           /* Now calculate the giv's final value.  */
3320           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3321
3322           if (loop_dump_stream)
3323             fprintf (loop_dump_stream,
3324                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3325                      REGNO (v->dest_reg));
3326
3327           return tem;
3328         }
3329     }
3330
3331   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3332   if (v->replaceable)
3333     abort ();
3334
3335   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3336   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3337     {
3338       if (loop_dump_stream)
3339         fprintf (loop_dump_stream,
3340                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3341                  REGNO (v->dest_reg));
3342
3343       return const0_rtx;
3344     }
3345
3346   return 0;
3347 }
3348
3349 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3350    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3351    the SET_SRC of REG.  */
3352
3353 static rtx
3354 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3355      const struct loop *loop;
3356      rtx reg;
3357 {
3358   rtx loop_start = loop->start;
3359   rtx insn, set;
3360   rtx ret;
3361
3362   ret = reg;
3363   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3364     {
3365       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3366         break;
3367
3368       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3369         {
3370           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3371              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3372              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3373           if ((set = single_set (insn))
3374               && (SET_DEST (set) == reg))
3375             {
3376               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3377
3378               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3379                  Other things, divide in particular, will cause
3380                  problems later if we use them.  */
3381               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3382                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3383                 ret = XEXP (note, 0);
3384               else
3385                 ret = SET_SRC (set);
3386
3387               /* We cannot do this if it changes between the
3388                  assignment and loop start though.  */
3389               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3390                 ret = reg;
3391             }
3392           break;
3393         }
3394     }
3395   return ret;
3396 }
3397
3398 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3399
3400    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3401    and a second term.
3402
3403    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3404
3405    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3406    the proper form.  */
3407
3408 static rtx
3409 subtract_reg_term (op, reg)
3410      rtx op, reg;
3411 {
3412   if (op == reg)
3413     return const0_rtx;
3414   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3415     {
3416       if (XEXP (op, 0) == reg)
3417         return XEXP (op, 1);
3418       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3419         return XEXP (op, 0);
3420     }
3421   /* OP does not contain REG as a term.  */
3422   abort ();
3423 }
3424
3425 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3426    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3427    REG or a PLUS of a REG.  */
3428
3429 static rtx
3430 find_common_reg_term (op0, op1)
3431      rtx op0, op1;
3432 {
3433   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3434       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3435     {
3436       rtx op00;
3437       rtx op01;
3438       rtx op10;
3439       rtx op11;
3440
3441       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3442         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3443       else
3444         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3445
3446       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3447         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3448       else
3449         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3450
3451       /* Find and return common register term if present.  */
3452       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3453         return op00;
3454       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3455         return op01;
3456     }
3457
3458   /* No common register term found.  */
3459   return NULL_RTX;
3460 }
3461
3462 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3463    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3464    be calculated, otherwise returns zero.  */
3465
3466 unsigned HOST_WIDE_INT
3467 loop_iterations (loop)
3468      struct loop *loop;
3469 {
3470   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3471   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3472   rtx comparison, comparison_value;
3473   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3474   enum rtx_code comparison_code;
3475   HOST_WIDE_INT inc;
3476   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3477   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3478   int off_by_one;
3479   int increment_dir;
3480   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3481   rtx last_loop_insn;
3482   rtx reg_term;
3483   struct iv_class *bl;
3484
3485   loop_info->n_iterations = 0;
3486   loop_info->initial_value = 0;
3487   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3488   loop_info->comparison_value = 0;
3489   loop_info->final_value = 0;
3490   loop_info->final_equiv_value = 0;
3491   loop_info->increment = 0;
3492   loop_info->iteration_var = 0;
3493   loop_info->unroll_number = 1;
3494   loop_info->iv = 0;
3495
3496   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3497      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3498      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3499      loop_end.  */
3500   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3501
3502   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3503      at the end of the loop.  The following code assumes that
3504      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3505   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3506     {
3507       if (loop_dump_stream)
3508         fprintf (loop_dump_stream,
3509                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3510       return 0;
3511     }
3512
3513   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3514      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3515   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3516     {
3517       if (loop_dump_stream)
3518         fprintf (loop_dump_stream,
3519                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3520       return 0;
3521     }
3522
3523   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3524      back to differing CODE_LABELs.  */
3525   if (loop->top && loop->cont)
3526     {
3527       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3528
3529       do
3530         {
3531           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN
3532               /* Previous unrolling may have generated new insns not covered
3533                  by the uid_luid array.  */
3534               && INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3535               /* Check if we jump back into the loop body.  */
3536               && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3537               && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3538             {
3539               if (loop_dump_stream)
3540                 fprintf (loop_dump_stream,
3541                          "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3542               return 0;
3543             }
3544         }
3545       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3546     }
3547
3548   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3549      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3550      iteration variable.  */
3551
3552   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3553   if (comparison == 0)
3554     {
3555       if (loop_dump_stream)
3556         fprintf (loop_dump_stream,
3557                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3558       return 0;
3559     }
3560
3561   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3562      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3563
3564   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3565   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3566   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3567
3568   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3569     {
3570       if (loop_dump_stream)
3571         fprintf (loop_dump_stream,
3572                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3573       return 0;
3574     }
3575
3576   /* The only new registers that are created before loop iterations
3577      are givs made from biv increments or registers created by
3578      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3579      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3580      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3581
3582   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3583       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3584     abort ();
3585
3586   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3587      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3588      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3589
3590   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3591   initial_value = 0;
3592   increment = 0;
3593
3594   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3595      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3596      value if possible.  */
3597
3598   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3599      reg_iv_type entry for it.  */
3600   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3601     {
3602       if (loop_dump_stream)
3603         fprintf (loop_dump_stream,
3604                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3605       return 0;
3606     }
3607
3608   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3609      could result in a number of iterations greater than the range of our
3610      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3611   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3612             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3613     {
3614       if (loop_dump_stream)
3615         fprintf (loop_dump_stream,
3616                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3617       return 0;
3618     }
3619   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3620     {
3621       if (loop_dump_stream)
3622         fprintf (loop_dump_stream,
3623                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3624       return 0;
3625     }
3626   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3627     {
3628       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3629         abort ();
3630
3631       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3632       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3633       initial_value = bl->initial_value;
3634       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3635         {
3636           if (loop_dump_stream)
3637             fprintf (loop_dump_stream,
3638                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3639           return 0;
3640         }
3641
3642       increment = biv_total_increment (bl);
3643     }
3644   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3645     {
3646       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3647       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3648       rtx biv_initial_value;
3649
3650       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3651         abort ();
3652
3653       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3654         {
3655           if (loop_dump_stream)
3656             fprintf (loop_dump_stream,
3657                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3658           return 0;
3659         }
3660
3661       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3662
3663       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3664
3665       increment = biv_total_increment (bl);
3666       if (increment)
3667         {
3668           struct induction *biv_inc;
3669
3670           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3671                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3672                                          const0_rtx, v->mode);
3673           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3674              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3675              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3676              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3677              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3678              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3679           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3680             {
3681               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3682                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3683             }
3684         }
3685       if (loop_dump_stream)
3686         fprintf (loop_dump_stream,
3687                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3688                  (long) offset);
3689
3690       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3691          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3692       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3693       initial_value
3694         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3695                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3696                              v->add_val, v->mode);
3697     }
3698   else
3699     {
3700       if (loop_dump_stream)
3701         fprintf (loop_dump_stream,
3702                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3703       return 0;
3704     }
3705
3706   if (initial_value == 0)
3707     return 0;
3708
3709   unsigned_p = 0;
3710   off_by_one = 0;
3711   switch (comparison_code)
3712     {
3713     case LEU:
3714       unsigned_p = 1;
3715     case LE:
3716       compare_dir = 1;
3717       off_by_one = 1;
3718       break;
3719     case GEU:
3720       unsigned_p = 1;
3721     case GE:
3722       compare_dir = -1;
3723       off_by_one = -1;
3724       break;
3725     case EQ:
3726       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3727       compare_dir = 0;
3728       break;
3729     case LTU:
3730       unsigned_p = 1;
3731     case LT:
3732       compare_dir = 1;
3733       break;
3734     case GTU:
3735       unsigned_p = 1;
3736     case GT:
3737       compare_dir = -1;
3738     case NE:
3739       compare_dir = 0;
3740       break;
3741     default:
3742       abort ();
3743     }
3744
3745   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3746      its value from the insns before the start of the loop.  */
3747
3748   final_value = comparison_value;
3749   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3750       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3751     {
3752       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3753
3754       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3755          off with the original register.  */
3756       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3757         final_value = comparison_value;
3758     }
3759
3760   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3761      (on the last successful iteration).  The exact final value
3762      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3763      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3764      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3765      initial_value) % increment != 0.
3766      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3767      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3768      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3769   if (off_by_one)
3770     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3771
3772   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3773      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3774      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3775      optimizations may obscure the loop's structure.
3776
3777      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3778      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3779      Only the difference between final_value and initial_value is
3780      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3781   loop_info->initial_value = initial_value;
3782   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3783   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3784   loop_info->increment = increment;
3785   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3786   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3787   loop_info->iv = bl;
3788
3789   /* Try to determine the iteration count for loops such
3790      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3791      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3792      loops into this form.  */
3793
3794   if (REG_P (initial_value))
3795     {
3796       rtx reg1;
3797       rtx reg2;
3798       rtx const2;
3799
3800       reg1 = initial_value;
3801       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3802         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3803       else
3804         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3805
3806       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3807          where reg1 != reg2.  */
3808       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3809         {
3810           rtx temp;
3811
3812           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3813              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3814           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3815
3816           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3817             initial_value = temp;
3818           else
3819             {
3820               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3821                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3822                  the latter case for now since it is not so common.  */
3823               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3824
3825               if (temp == loop_info->iteration_var)
3826                 temp = initial_value;
3827               if (temp == reg1)
3828                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3829                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3830             }
3831         }
3832       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3833         {
3834           rtx temp;
3835
3836           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3837              further obfuscates reversible loops of the form:
3838              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3839              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3840              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3841              can replace initial_value with const.  */
3842
3843           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3844
3845           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3846             {
3847               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3848
3849               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3850                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3851                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3852             }
3853         }
3854     }
3855
3856   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3857      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3858      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3859      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3860      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3861      when using modulo arithmetic.
3862
3863      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3864      the initial and final values carefully.  */
3865   if (loop->vtop
3866       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3867     {
3868       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3869       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3870     }
3871
3872   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3873   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3874
3875   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3876      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3877      return early for any other reason.  */
3878   if (comparison_code == EQ)
3879     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3880
3881   if (increment == 0)
3882     {
3883       if (loop_dump_stream)
3884         fprintf (loop_dump_stream,
3885                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3886       return 0;
3887     }
3888
3889   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3890     {
3891       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3892       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3893          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3894       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3895         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3896
3897       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3898         {
3899           if (loop_dump_stream)
3900             {
3901               fprintf (loop_dump_stream,
3902                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3903               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3904               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3905             }
3906           return 0;
3907         }
3908       loop_info->increment = increment;
3909     }
3910
3911   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3912     {
3913       if (loop_dump_stream)
3914         {
3915           fprintf (loop_dump_stream,
3916                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3917           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3918           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3919         }
3920       return 0;
3921     }
3922   else if (comparison_code == EQ)
3923     {
3924       if (loop_dump_stream)
3925         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3926       return 0;
3927     }
3928   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3929     {
3930       if (loop_dump_stream)
3931         {
3932           fprintf (loop_dump_stream,
3933                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3934           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3935           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3936         }
3937       return 0;
3938     }
3939
3940   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3941   if (unsigned_p)
3942     final_larger
3943       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3944          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3945         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3946            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3947   else
3948     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3949       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3950
3951   if (INTVAL (increment) > 0)
3952     increment_dir = 1;
3953   else if (INTVAL (increment) == 0)
3954     increment_dir = 0;
3955   else
3956     increment_dir = -1;
3957
3958   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3959      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3960      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3961      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3962      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3963      Only try to optimize the normal cases.  */
3964
3965   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3966      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3967      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3968      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3969      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3970
3971   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3972      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3973      eliminate all of these special checks, and just always assume
3974      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3975      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3976      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3977      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3978      loops can be optimized.
3979
3980      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3981      because the action on overflow is undefined.
3982
3983      See also the special test for NE loops below.  */
3984
3985   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3986       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3987     /* Normal case.  */
3988     ;
3989   else
3990     {
3991       if (loop_dump_stream)
3992         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3993       return 0;
3994     }
3995
3996   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3997      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3998      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3999
4000   inc = INTVAL (increment);
4001   if (inc > 0)
4002     {
4003       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4004       abs_inc = inc;
4005     }
4006   else if (inc < 0)
4007     {
4008       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4009       abs_inc = -inc;
4010     }
4011   else
4012     abort ();
4013
4014   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
4015      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
4016      into the picture due to sign extension of initial and final
4017      values.  */
4018   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT)1
4019                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
4020                << 1) - 1;
4021
4022   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4023      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4024      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4025      can not calculate the number of iterations.  */
4026   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4027     return 0;
4028
4029   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4030      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4031      handle potential overflow of the summation.  */
4032   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4033   return loop_info->n_iterations;
4034 }
4035
4036 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4037    for original instructions which remain after loop unrolling without
4038    copying.  */
4039
4040 static rtx
4041 remap_split_bivs (loop, x)
4042      struct loop *loop;
4043      rtx x;
4044 {
4045   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4046   enum rtx_code code;
4047   int i;
4048   const char *fmt;
4049
4050   if (x == 0)
4051     return x;
4052
4053   code = GET_CODE (x);
4054   switch (code)
4055     {
4056     case SCRATCH:
4057     case PC:
4058     case CC0:
4059     case CONST_INT:
4060     case CONST_DOUBLE:
4061     case CONST:
4062     case SYMBOL_REF:
4063     case LABEL_REF:
4064       return x;
4065
4066     case REG:
4067 #if 0
4068       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4069          have to remap those givs also.  */
4070 #endif
4071       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
4072           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4073         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
4074       break;
4075
4076     default:
4077       break;
4078     }
4079
4080   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4081   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4082     {
4083       if (fmt[i] == 'e')
4084         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
4085       else if (fmt[i] == 'E')
4086         {
4087           int j;
4088           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4089             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
4090         }
4091     }
4092   return x;
4093 }
4094
4095 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4096    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4097    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4098    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4099    insns.
4100
4101    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4102    must dominate LAST_UID.
4103
4104    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4105    may not dominate LAST_UID.
4106
4107    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4108    must dominate LAST_UID.  */
4109
4110 int
4111 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4112      int regno;
4113      int first_uid;
4114      int last_uid;
4115      rtx copy_start;
4116      rtx copy_end;
4117 {
4118   int passed_jump = 0;
4119   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4120
4121   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4122     {
4123       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4124         passed_jump = 1;
4125       /* Could not find FIRST_UID.  */
4126       if (p == copy_end)
4127         return 0;
4128       p = NEXT_INSN (p);
4129     }
4130
4131   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4132   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4133     return 0;
4134
4135   /* FIRST_UID is always executed.  */
4136   if (passed_jump == 0)
4137     return 1;
4138
4139   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4140     {
4141       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4142          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4143       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4144         return 0;
4145       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4146          it must be safe.  */
4147       else if (p == copy_end)
4148         return 1;
4149       p = NEXT_INSN (p);
4150     }
4151
4152   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4153   return 1;
4154 }
4155
4156 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4157    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4158    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4159    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4160    deleted so that we execute the single iteration.  */
4161
4162 static rtx
4163 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4164      rtx loop_start;
4165      rtx loop_cont;
4166 {
4167   rtx x, label, label_ref;
4168
4169   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4170   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4171
4172   x = pc_set (loop_start);
4173   if (!x)
4174     return NULL_RTX;
4175
4176   label_ref = SET_SRC (x);
4177   if (!label_ref)
4178     return NULL_RTX;
4179
4180   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4181   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4182   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4183     return NULL_RTX;
4184
4185   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4186   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4187     return loop_start;
4188   else
4189     return NULL_RTX;
4190 }