OSDN Git Service

* unroll.c (copy_loop_body): Remove REG_EQUAL note attached to
[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, 2002
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 #include "config.h"
135 #include "system.h"
136 #include "rtl.h"
137 #include "tm_p.h"
138 #include "insn-config.h"
139 #include "integrate.h"
140 #include "regs.h"
141 #include "recog.h"
142 #include "flags.h"
143 #include "function.h"
144 #include "expr.h"
145 #include "loop.h"
146 #include "toplev.h"
147 #include "hard-reg-set.h"
148 #include "basic-block.h"
149 #include "predict.h"
150 #include "params.h"
151
152 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
153    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
154    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
155    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
156    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
157    and/or 5.  */
158
159 #define NUM_FACTORS 4
160
161 static struct _factor { const int factor; int count; }
162 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
163
164 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
165
166 enum unroll_types
167 {
168   UNROLL_COMPLETELY,
169   UNROLL_MODULO,
170   UNROLL_NAIVE
171 };
172
173 /* Indexed by register number, if nonzero, then it contains a pointer
174    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
175    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
176    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
177    that were combined with this DEST_REG giv.  */
178
179 static struct induction **addr_combined_regs;
180
181 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
182    then this will hold the current value of the register, which depends on the
183    iteration number.  */
184
185 static rtx *splittable_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
189    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
190    a split iv will update the original iv of the dest.  */
191
192 static int *splittable_regs_updates;
193
194 /* Forward declarations.  */
195
196 static rtx simplify_cmp_and_jump_insns PARAMS ((enum rtx_code,
197                                                 enum machine_mode,
198                                                 rtx, rtx, rtx));
199 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
200 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
201 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
202 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
203 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
204                                     struct inline_remap *, rtx, int,
205                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
206 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
207                                          enum unroll_types, int));
208 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
209                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
210                                          rtx, int));
211 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
212 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
213 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
214 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
215 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
216 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
217 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
218
219 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
220
221    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
222    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
223    strength reduction pass is available.
224
225    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
226    in loop.c.  */
227
228 void
229 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
230      struct loop *loop;
231      int insn_count;
232      int strength_reduce_p;
233 {
234   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
235   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
236   int i, j;
237   unsigned int r;
238   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
239   int unroll_number = 1;
240   rtx copy_start, copy_end;
241   rtx insn, sequence, pattern, tem;
242   int max_labelno, max_insnno;
243   rtx insert_before;
244   struct inline_remap *map;
245   char *local_label = NULL;
246   char *local_regno;
247   unsigned int max_local_regnum;
248   unsigned int maxregnum;
249   rtx exit_label = 0;
250   rtx start_label;
251   struct iv_class *bl;
252   int splitting_not_safe = 0;
253   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
254   int loop_preconditioned = 0;
255   rtx safety_label;
256   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
257      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
258      jumps).  */
259   rtx last_loop_insn;
260   rtx loop_start = loop->start;
261   rtx loop_end = loop->end;
262
263   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
264      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
265      be unrolled.  */
266   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
267     {
268       if (loop_dump_stream)
269         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
270       return;
271     }
272
273   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
274      and the size of the loop.  */
275
276   /* If there is no strength reduce info, then set
277      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
278      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
279      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
280
281   if (! strength_reduce_p)
282     loop_info->n_iterations = 0;
283
284   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
285     {
286       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
287       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
288                loop_info->n_iterations);
289       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
290     }
291
292   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
293
294   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
295
296   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
297      not the loop is being completely unrolled.  */
298
299   if (loop_info->n_iterations == 1)
300     {
301       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
302          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
303          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
304
305       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
306       if (ujump)
307         delete_related_insns (ujump);
308
309       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
310          branch at the end of the loop since they will never be taken.
311          Then return, since no other action is needed here.  */
312
313       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
314          don't do anything.  */
315
316       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
317         {
318           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
319           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
320         }
321       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
322         {
323 #ifdef HAVE_cc0
324           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
325 #endif
326           delete_related_insns (last_loop_insn);
327 #ifdef HAVE_cc0
328           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
329              deleted.  */
330           if (only_sets_cc0_p (prev))
331             delete_related_insns (prev);
332 #endif
333         }
334
335       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
336       if (loop->vtop)
337         delete_related_insns (loop->vtop);
338       if (loop->cont)
339         delete_related_insns (loop->cont);
340       if (loop_start)
341         delete_related_insns (loop_start);
342       if (loop_end)
343         delete_related_insns (loop_end);
344
345       return;
346     }
347   else if (loop_info->n_iterations > 0
348            /* Avoid overflow in the next expression.  */
349            && loop_info->n_iterations < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS
350            && loop_info->n_iterations * insn_count < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
351     {
352       unroll_number = loop_info->n_iterations;
353       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
354     }
355   else if (loop_info->n_iterations > 0)
356     {
357       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
358          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
359          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
360
361       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
362         factors[i].count = 0;
363
364       temp = loop_info->n_iterations;
365       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
366         while (temp % factors[i].factor == 0)
367           {
368             factors[i].count++;
369             temp = temp / factors[i].factor;
370           }
371
372       /* Start with the larger factors first so that we generally
373          get lots of unrolling.  */
374
375       unroll_number = 1;
376       temp = insn_count;
377       for (i = 3; i >= 0; i--)
378         while (factors[i].count--)
379           {
380             if (temp * factors[i].factor < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
381               {
382                 unroll_number *= factors[i].factor;
383                 temp *= factors[i].factor;
384               }
385             else
386               break;
387           }
388
389       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
390          case.  */
391       if (unroll_number == 1)
392         {
393           if (loop_dump_stream)
394             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
395         }
396       else
397         unroll_type = UNROLL_MODULO;
398     }
399
400   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
401      size.  */
402   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
403     {
404       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
405         unroll_number = 8;
406       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
407         unroll_number = 4;
408       else
409         unroll_number = 2;
410     }
411
412   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
413
414   if (loop_dump_stream)
415     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
416
417   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
418     {
419       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
420          in rare circumstances.
421
422          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
423          of the exit code for the outer loop.
424
425          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
426          loop, so it will start with a jump to the exit code.
427
428          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
429          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
430          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
431          the instruction stream.
432
433          And finally assume that we can compute the number of iterations
434          for the outer loop.
435
436          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
437          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
438
439          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
440          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
441
442       insn = loop_start;
443       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
444         insn = NEXT_INSN (insn);
445       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
446         return;
447     }
448
449   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
450     {
451       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
452          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
453          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
454          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
455          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
456          instructions.  */
457
458       copy_start = loop_start;
459
460       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
461          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
462          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
463       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
464
465       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
466       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
467         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
468       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
469         {
470           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
471 #ifdef HAVE_cc0
472           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
473              instruction which we do not want to copy.  */
474           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
475             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
476 #endif
477         }
478       else
479         {
480           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
481              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
482              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
483              jumps to after the last loop body.  */
484           if (loop_dump_stream)
485             fprintf (loop_dump_stream,
486                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
487           return;
488         }
489     }
490   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
491     {
492       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
493          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
494          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
495          code immediately before the compare/branch at the end so that the
496          code will fall through to them as before.  */
497
498       copy_start = loop_start;
499
500       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
501          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
502       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
503         {
504           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
505           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
506         }
507       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
508         {
509           insert_before = last_loop_insn;
510 #ifdef HAVE_cc0
511           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
512              instruction which we do not want to copy or delete.  */
513           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
514             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
515 #endif
516           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
517         }
518       else
519         {
520           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
521              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
522              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
523              jumps to after the last loop body.  */
524           if (loop_dump_stream)
525             fprintf (loop_dump_stream,
526                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
527           return;
528         }
529     }
530   else
531     {
532       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
533          end of the loop.  */
534
535       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
536         {
537           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
538              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
539              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
540              unconditional jumps to an immediately following label.
541
542              This will be corrected below if the target of this jump is
543              not the start_label.  */
544
545           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
546           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
547         }
548       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
549         {
550           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
551              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
552              copy_loop_body.  */
553           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
554           copy_end = last_loop_insn;
555         }
556       else
557         {
558           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
559              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
560              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
561              jumps to after the last loop body.  */
562           if (loop_dump_stream)
563             fprintf (loop_dump_stream,
564                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
565           return;
566         }
567
568       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
569          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
570          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
571          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
572          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
573          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
574          the real exit label.  */
575       exit_label = gen_label_rtx ();
576
577       insn = loop_start;
578       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
579         insn = NEXT_INSN (insn);
580
581       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
582         {
583           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
584              Start copying the loop after the barrier following this
585              jump insn.  */
586           copy_start = NEXT_INSN (insn);
587
588           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
589              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
590              a comparison against a new register for a split variable, but
591              we did not execute the set insn for the new register because
592              it was skipped over.  */
593           splitting_not_safe = 1;
594           if (loop_dump_stream)
595             fprintf (loop_dump_stream,
596                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
597         }
598       else
599         copy_start = loop_start;
600     }
601
602   /* This should always be the first label in the loop.  */
603   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
604   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
605   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
606     start_label = NEXT_INSN (start_label);
607   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
608     {
609       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
610          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
611          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
612          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
613
614          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
615
616       if (loop_dump_stream)
617         fprintf (loop_dump_stream,
618                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
619       return;
620     }
621   if (LABEL_NAME (start_label))
622     {
623       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
624          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
625          jumps which go to the named label must be handled differently than
626          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
627          in this case.  */
628       if (loop_dump_stream)
629         fprintf (loop_dump_stream,
630                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
631       return;
632     }
633
634   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
635       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
636       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
637       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
638     {
639       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
640          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
641
642       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
643       copy_end = last_loop_insn;
644     }
645
646   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
647       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
648       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
649     {
650       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
651          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
652          branch to the loop exit after emitting the final branch.
653          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
654          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
655          unrolling would increase the number of branch instructions
656          executed.  */
657       if (loop_dump_stream)
658         fprintf (loop_dump_stream,
659                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
660       return;
661     }
662
663   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
664      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
665
666   max_labelno = max_label_num ();
667   max_insnno = get_max_uid ();
668
669   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
670      without initializing fields within the map structure.
671
672      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
673   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
674
675   /* Allocate the label map.  */
676
677   if (max_labelno > 0)
678     {
679       map->label_map = (rtx *) xcalloc (max_labelno, sizeof (rtx));
680       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
681     }
682
683   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
684      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
685      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
686      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
687      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
688      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
689
690   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
691     {
692       rtx note;
693
694       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
695         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
696       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
697         {
698           if (JUMP_LABEL (insn))
699             set_label_in_map (map,
700                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
701                               JUMP_LABEL (insn));
702           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
703                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
704             {
705               rtx pat = PATTERN (insn);
706               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
707               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
708               rtx label;
709
710               for (i = 0; i < len; i++)
711                 {
712                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
713                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
714                 }
715             }
716         }
717       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
718         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
719                           XEXP (note, 0));
720     }
721
722   /* Allocate space for the insn map.  */
723
724   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
725
726   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
727      not function inlining.  */
728   map->inline_target = 0;
729
730   /* The register and constant maps depend on the number of registers
731      present, so the final maps can't be created until after
732      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
733      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
734      is performed.  */
735
736   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
737   maxregnum = max_reg_num ();
738
739   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
740   max_local_regnum = maxregnum;
741
742   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
743      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
744      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
745
746      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
747      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
748      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
749
750   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
751   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
752   addr_combined_regs
753     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
754   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
755
756   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
757      inside the loop.  */
758   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
759     {
760       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
761       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
762
763       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
764          since it will also be used outside the loop.  */
765       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
766         copy_end_luid--;
767
768       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
769          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
770 #ifdef HAVE_cc0
771       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
772           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
773         copy_end_luid--;
774 #endif
775
776       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
777          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
778          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
779          to duplicate.  */
780       if (copy_start == loop_start)
781         copy_start_luid++;
782
783       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
784          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
785          results in better code.  */
786       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
787          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
788       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
789         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
790             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
791             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
792             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
793           {
794             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
795                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
796                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
797                for each unrolled copy of the loop.  */
798             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
799                set dominates all instructions from regno_first_uid to
800                regno_last_uid.  */
801             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
802                this check was more sophisticated.  */
803             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
804                                    copy_start, copy_end))
805               local_regno[r] = 1;
806
807             if (loop_dump_stream)
808               {
809                 if (local_regno[r])
810                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
811                 else
812                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
813                            r);
814               }
815           }
816     }
817
818   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
819      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
820      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
821      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
822      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
823
824   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
825      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
826      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
827      unrolled loop copies.  */
828
829   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
830      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
831      assumes that each induction variable can be represented as a function
832      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
833      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
834      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
835      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
836      we can not split induction variables here, because we can not calculate
837      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
838      is called.  */
839
840   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
841     {
842       rtx initial_value, final_value, increment;
843       enum machine_mode mode;
844
845       if (precondition_loop_p (loop,
846                                &initial_value, &final_value, &increment,
847                                &mode))
848         {
849           rtx diff, insn;
850           rtx *labels;
851           int abs_inc, neg_inc;
852           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
853           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
854           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
855
856           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
857
858           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
859                                    "unroll_loop_precondition");
860           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
861
862           init_reg_map (map, maxregnum);
863
864           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
865              the loop body.  */
866           if (unroll_number > 4)
867             unroll_number = 4;
868
869           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
870              not it is negative.  */
871           neg_inc = 0;
872           abs_inc = INTVAL (increment);
873           if (abs_inc < 0)
874             {
875               abs_inc = -abs_inc;
876               neg_inc = 1;
877             }
878
879           start_sequence ();
880
881           /* We must copy the final and initial values here to avoid
882              improperly shared rtl.  */
883           final_value = copy_rtx (final_value);
884           initial_value = copy_rtx (initial_value);
885
886           /* Final value may have form of (PLUS val1 const1_rtx).  We need
887              to convert it into general operand, so compute the real value.  */
888
889           final_value = force_operand (final_value, NULL_RTX);
890           if (!nonmemory_operand (final_value, VOIDmode))
891             final_value = force_reg (mode, final_value);
892
893           /* Calculate the difference between the final and initial values.
894              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
895
896              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
897              For such loops the real final value is the first time the
898              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
899              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
900              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
901              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
902              exact value, since we are only interested in the diff
903              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
904              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
905
906           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
907             diff = simplify_gen_binary (MINUS, mode, final_value,
908                                         initial_value);
909           else
910             diff = simplify_gen_unary (neg_inc ? NOT : NEG, mode,
911                                        initial_value, mode);
912           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
913
914           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
915              and instruction.  */
916           diff = simplify_gen_binary (AND, mode, diff,
917                                       GEN_INT (unroll_number*abs_inc - 1));
918           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
919
920           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
921              loop entry point.  */
922
923           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
924           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
925             labels[i] = gen_label_rtx ();
926
927           /* Check for the case where the initial value is greater than or
928              equal to the final value.  In that case, we want to execute
929              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
930              case.  This check does not apply if the loop has a NE
931              comparison at the end.  */
932
933           if (cc != NE)
934             {
935               rtx incremented_initval;
936               enum rtx_code cmp_code;
937
938               incremented_initval
939                 = simplify_gen_binary (PLUS, mode, initial_value, increment);
940               incremented_initval
941                 = force_operand (incremented_initval, NULL_RTX);
942
943               cmp_code = (less_p
944                           ? (unsigned_p ? GEU : GE)
945                           : (unsigned_p ? LEU : LE));
946
947               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode,
948                                                   incremented_initval,
949                                                   final_value, labels[1]);
950               if (insn)
951                 predict_insn_def (insn, PRED_LOOP_CONDITION, TAKEN);
952             }
953
954           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
955              for a negative increment:  for a positive increment:
956              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
957              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
958              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
959              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
960
961           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
962              last case just falls through to the following code.  */
963
964           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
965              instead of the current linear list of branches.  */
966
967           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
968             {
969               int cmp_const;
970               enum rtx_code cmp_code;
971
972               /* For negative increments, must invert the constant compared
973                  against, except when comparing against zero.  */
974               if (i == 0)
975                 {
976                   cmp_const = 0;
977                   cmp_code = EQ;
978                 }
979               else if (neg_inc)
980                 {
981                   cmp_const = unroll_number - i;
982                   cmp_code = GE;
983                 }
984               else
985                 {
986                   cmp_const = i;
987                   cmp_code = LE;
988                 }
989
990               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
991                                                   GEN_INT (abs_inc*cmp_const),
992                                                   labels[i]);
993               if (insn)
994                 predict_insn (insn, PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
995                               REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
996             }
997
998           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
999              to handle other cases equivalent to 0.  */
1000
1001           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1002              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1003              For the negative increment case, the branch here could easily
1004              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1005              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1006
1007           if (abs_inc != 1)
1008             {
1009               int cmp_const;
1010               enum rtx_code cmp_code;
1011
1012               if (neg_inc)
1013                 {
1014                   cmp_const = abs_inc - 1;
1015                   cmp_code = LE;
1016                 }
1017               else
1018                 {
1019                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1020                   cmp_code = GE;
1021                 }
1022
1023               simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
1024                                            GEN_INT (cmp_const), labels[0]);
1025             }
1026
1027           sequence = get_insns ();
1028           end_sequence ();
1029           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1030
1031           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1032              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1033              and then reset it inside the loop when get to the last
1034              copy.  */
1035
1036           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1037             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1038           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1039             {
1040               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1041 #ifdef HAVE_cc0
1042               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1043                  we do not want to copy.  */
1044               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1045                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1046 #endif
1047             }
1048           else
1049             abort ();
1050
1051           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1052             {
1053               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1054                                 PREV_INSN (loop_start));
1055
1056               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1057               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1058                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1059                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1060               map->const_age = 0;
1061
1062               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1063                 if (local_label[j])
1064                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1065
1066               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1067                 if (local_regno[r])
1068                   {
1069                     map->reg_map[r]
1070                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1071                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1072                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1073                   }
1074               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1075                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1076                  branch.  */
1077
1078               if (i == unroll_number - 1)
1079                 {
1080                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1081                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1082                   else
1083                     copy_end = last_loop_insn;
1084                 }
1085
1086               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1087                  pass zero for that parameter.  */
1088               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1089                               unroll_type, start_label, loop_end,
1090                               loop_start, copy_end);
1091             }
1092           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1093
1094           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1095             {
1096               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1097               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1098             }
1099           else
1100             {
1101               insert_before = last_loop_insn;
1102 #ifdef HAVE_cc0
1103               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1104                  be a compare instruction which we do not want to copy
1105                  or delete.  */
1106               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1107                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1108 #endif
1109               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1110             }
1111
1112           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1113           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1114           loop_preconditioned = 1;
1115
1116           /* Clean up.  */
1117           free (labels);
1118         }
1119     }
1120
1121   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1122      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1123   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1124     {
1125       if (loop_dump_stream)
1126         fprintf (loop_dump_stream,
1127                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1128       goto egress;
1129     }
1130
1131   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1132
1133   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1134   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1135
1136   /* And whether the loop has been preconditioned.  */
1137   loop_info->preconditioned = loop_preconditioned;
1138
1139   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1140      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1141      We precalculate and save this info here, since computing it is
1142      expensive.
1143
1144      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1145      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1146
1147   if (splitting_not_safe)
1148     temp = 0;
1149   else
1150     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1151
1152   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1153      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1154      the constant maps also.  */
1155
1156   maxregnum = max_reg_num ();
1157   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1158
1159   init_reg_map (map, maxregnum);
1160
1161   if (map->const_equiv_varray == 0)
1162     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1163                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1164                              "unroll_loop");
1165   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1166
1167   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1168      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1169
1170   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1171     {
1172       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1173         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1174 #if 0
1175       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1176       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1177         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1178           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1179 #endif
1180     }
1181
1182   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1183   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1184   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1185
1186   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1187      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1188      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1189      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1190      will never be replaced if it isn't done here.  */
1191
1192   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1193     {
1194       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1195       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1196         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1197     }
1198
1199   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1200      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1201      before the end of the loop.  */
1202
1203   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1204     {
1205       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1206       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1207               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1208       map->const_age = 0;
1209
1210       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1211         if (local_label[j])
1212           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1213
1214       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1215         if (local_regno[r])
1216           {
1217             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1218             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1219                                regno_reg_rtx[r], 0);
1220           }
1221
1222       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1223          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1224       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1225         {
1226           insn = PREV_INSN (copy_start);
1227           pattern = PATTERN (insn);
1228
1229           tem = get_label_from_map (map,
1230                                     CODE_LABEL_NUMBER
1231                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1232           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1233
1234           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1235              passes.  */
1236           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1237           LABEL_NUSES (tem)++;
1238         }
1239
1240       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1241                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1242                       loop_end, insert_before, insert_before);
1243     }
1244
1245   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1246      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1247      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1248
1249   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1250      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1251      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1252      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1253
1254   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1255     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1256   else
1257     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1258
1259   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1260      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1261
1262   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1263   while (insn != safety_label)
1264     {
1265       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1266          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1267          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1268          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1269          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1270          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1271          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1272       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1273       if (insn != start_label
1274           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1275           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1276                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1277         insn = delete_related_insns (insn);
1278       else
1279         insn = NEXT_INSN (insn);
1280     }
1281
1282   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1283      delete_related_insns calls.  */
1284   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1285     abort ();
1286   delete_related_insns (safety_label);
1287
1288   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1289      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1290      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1291      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1292      not taken.  */
1293   if (exit_label)
1294     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1295
1296  egress:
1297   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1298     {
1299       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1300       if (loop->vtop)
1301         delete_related_insns (loop->vtop);
1302       if (loop->cont)
1303         delete_related_insns (loop->cont);
1304       if (loop_start)
1305         delete_related_insns (loop_start);
1306       if (loop_end)
1307         delete_related_insns (loop_end);
1308     }
1309
1310   if (map->const_equiv_varray)
1311     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1312   if (map->label_map)
1313     {
1314       free (map->label_map);
1315       free (local_label);
1316     }
1317   free (map->insn_map);
1318   free (splittable_regs);
1319   free (splittable_regs_updates);
1320   free (addr_combined_regs);
1321   free (local_regno);
1322   if (map->reg_map)
1323     free (map->reg_map);
1324   free (map);
1325 }
1326
1327 /* A helper function for unroll_loop.  Emit a compare and branch to 
1328    satisfy (CMP OP1 OP2), but pass this through the simplifier first.
1329    If the branch turned out to be conditional, return it, otherwise
1330    return NULL.  */
1331
1332 static rtx
1333 simplify_cmp_and_jump_insns (code, mode, op0, op1, label)
1334      enum rtx_code code;
1335      enum machine_mode mode;
1336      rtx op0, op1, label;
1337 {
1338   rtx t, insn;
1339
1340   t = simplify_relational_operation (code, mode, op0, op1);
1341   if (!t)
1342     {
1343       enum rtx_code scode = signed_condition (code);
1344       emit_cmp_and_jump_insns (op0, op1, scode, NULL_RTX, mode,
1345                                code != scode, label);
1346       insn = get_last_insn ();
1347
1348       JUMP_LABEL (insn) = label;
1349       LABEL_NUSES (label) += 1;
1350
1351       return insn;
1352     }
1353   else if (t == const_true_rtx)
1354     {
1355       insn = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1356       emit_barrier ();
1357       JUMP_LABEL (insn) = label;
1358       LABEL_NUSES (label) += 1;
1359     }
1360
1361   return NULL_RTX;
1362 }
1363 \f
1364 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1365    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1366
1367    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1368    determined, and if increment is a constant power of 2.
1369    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1370    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1371    is not considered `profitable'.  */
1372
1373 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1374    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1375    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1376    whether divide is cheap.
1377    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1378    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1379    reflected in RTX_COST.  */
1380
1381 int
1382 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1383      const struct loop *loop;
1384      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1385      enum machine_mode *mode;
1386 {
1387   rtx loop_start = loop->start;
1388   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1389
1390   if (loop_info->n_iterations > 0)
1391     {
1392       if (INTVAL (loop_info->increment) > 0)
1393         {
1394           *initial_value = const0_rtx;
1395           *increment = const1_rtx;
1396           *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1397         }
1398       else
1399         {
1400           *initial_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1401           *increment = constm1_rtx;
1402           *final_value = const0_rtx;
1403         }
1404       *mode = word_mode;
1405
1406       if (loop_dump_stream)
1407         {
1408           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1409                  loop_dump_stream);
1410           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1411                    loop_info->n_iterations);
1412           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1413         }
1414       return 1;
1415     }
1416
1417   if (loop_info->iteration_var == 0)
1418     {
1419       if (loop_dump_stream)
1420         fprintf (loop_dump_stream,
1421                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1422       return 0;
1423     }
1424   else if (loop_info->initial_value == 0)
1425     {
1426       if (loop_dump_stream)
1427         fprintf (loop_dump_stream,
1428                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1429       return 0;
1430     }
1431   else if (loop_info->increment == 0)
1432     {
1433       if (loop_dump_stream)
1434         fprintf (loop_dump_stream,
1435                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1436       return 0;
1437     }
1438   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1439     {
1440       if (loop_dump_stream)
1441         fprintf (loop_dump_stream,
1442                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1443       return 0;
1444     }
1445   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1446            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1447     {
1448       if (loop_dump_stream)
1449         fprintf (loop_dump_stream,
1450                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1451       return 0;
1452     }
1453
1454   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1455      not matter for preconditioning.  */
1456
1457   if (loop_info->final_value == 0)
1458     {
1459       if (loop_dump_stream)
1460         fprintf (loop_dump_stream,
1461                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1462       return 0;
1463     }
1464
1465   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1466      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1467      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1468      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1469      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1470   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1471        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1472       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1473           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1474       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1475     {
1476       if (loop_dump_stream)
1477         fprintf (loop_dump_stream,
1478                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1479       return 0;
1480     }
1481
1482   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1483      does not have code to deal with them.  */
1484   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1485       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1486     {
1487       if (loop_dump_stream)
1488         fprintf (loop_dump_stream,
1489                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1490       return 0;
1491     }
1492
1493   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1494      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1495
1496   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1497       > INSN_LUID (loop_start))
1498     {
1499       if (loop_dump_stream)
1500         fprintf (loop_dump_stream,
1501                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1502       return 0;
1503     }
1504
1505   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1506      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1507      iterations just like for BIV iterators.
1508
1509      Also note that the absolute values of initial_value and
1510      final_value are unimportant as only their difference is used for
1511      calculating the number of loop iterations.  */
1512   *initial_value = loop_info->initial_value;
1513   *increment = loop_info->increment;
1514   *final_value = loop_info->final_value;
1515
1516   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1517      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1518      both are constants.  */
1519   *mode = GET_MODE (*final_value);
1520   if (*mode == VOIDmode)
1521     {
1522       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1523       if (*mode == VOIDmode)
1524         *mode = word_mode;
1525     }
1526   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1527            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1528                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1529     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1530
1531   /* Success!  */
1532   if (loop_dump_stream)
1533     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1534   return 1;
1535 }
1536
1537 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1538    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1539    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1540    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1541    used with different
1542    modes.  */
1543
1544 static void
1545 init_reg_map (map, maxregnum)
1546      struct inline_remap *map;
1547      int maxregnum;
1548 {
1549   int i;
1550
1551   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1552     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1553   /* Just clear the rest of the entries.  */
1554   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1555     map->reg_map[i] = 0;
1556
1557   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1558     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1559   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1560     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1561 }
1562 \f
1563 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1564    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1565    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1566    verifying that all operands are of the proper form.
1567
1568    PATTERN must be the result of single_set.
1569    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1570
1571 static rtx
1572 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1573      rtx pattern, src_insn;
1574      unsigned int regno;
1575 {
1576   rtx increment;
1577   rtx increment_total = 0;
1578   int tries = 0;
1579
1580  retry:
1581   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1582      as the set source.  */
1583   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1584     {
1585       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1586          to the new_reg.  */
1587       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1588       pattern = single_set (src_insn);
1589       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1590         abort ();
1591
1592       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1593          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1594       delete_related_insns (get_last_insn ());
1595     }
1596
1597   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1598   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1599   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1600     {
1601       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1602          too big to be an add immed operand.  */
1603       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1604
1605       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1606          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1607          one of the LO_SUM rtx.  */
1608       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1609         increment = XEXP (increment, 1);
1610
1611       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1612          note to the store insn.  */
1613       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1614         {
1615           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1616           if (note)
1617             increment = XEXP (note, 0);
1618         }
1619
1620       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1621                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1622                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1623         {
1624           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1625              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1626           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1627           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1628
1629           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0),
1630                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1631           /* Don't need the last insn anymore.  */
1632           delete_related_insns (get_last_insn ());
1633
1634           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1635               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1636             abort ();
1637
1638           if (code == IOR)
1639             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1640           else if (code == PLUS)
1641             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1642           else
1643             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1644         }
1645
1646       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1647         abort ();
1648
1649       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1650          so delete it.  */
1651       delete_related_insns (get_last_insn ());
1652     }
1653
1654   if (increment_total)
1655     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1656   else
1657     increment_total = increment;
1658
1659   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1660      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1661   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1662       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1663     {
1664       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1665          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1666          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1667
1668       if (tries == 0)
1669         {
1670           tries++;
1671
1672           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1673           pattern = single_set (src_insn);
1674
1675           delete_related_insns (get_last_insn ());
1676
1677           goto retry;
1678         }
1679
1680       abort ();
1681     }
1682
1683   return increment_total;
1684 }
1685
1686 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1687    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1688    the reg_map entries can change during copying.  */
1689
1690 static rtx
1691 initial_reg_note_copy (notes, map)
1692      rtx notes;
1693      struct inline_remap *map;
1694 {
1695   rtx copy;
1696
1697   if (notes == 0)
1698     return 0;
1699
1700   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1701   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1702
1703   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1704     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1705   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1706     /* Don't substitute for these yet.  */
1707     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1708   else
1709     abort ();
1710
1711   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1712
1713   return copy;
1714 }
1715
1716 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1717
1718 static void
1719 final_reg_note_copy (notesp, map)
1720      rtx *notesp;
1721      struct inline_remap *map;
1722 {
1723   while (*notesp)
1724     {
1725       rtx note = *notesp;
1726
1727       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1728         {
1729           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1730              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1731              note.  */
1732           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1733             {
1734               *notesp = XEXP (note, 1);
1735               continue;
1736             }
1737           else
1738             {
1739               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1740
1741               /* If we failed to remap the note, something is awry.
1742                  Allow REG_LABEL as it may reference label outside
1743                  the unrolled loop.  */
1744               if (!insn)
1745                 {
1746                   if (REG_NOTE_KIND (note) != REG_LABEL)
1747                     abort ();
1748                 }
1749               else
1750                 XEXP (note, 0) = insn;
1751             }
1752         }
1753
1754       notesp = &XEXP (note, 1);
1755     }
1756 }
1757
1758 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1759    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1760
1761 static void
1762 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1763                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1764                 copy_notes_from)
1765      struct loop *loop;
1766      rtx copy_start, copy_end;
1767      struct inline_remap *map;
1768      rtx exit_label;
1769      int last_iteration;
1770      enum unroll_types unroll_type;
1771      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1772 {
1773   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1774   rtx insn, pattern;
1775   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1776   int dest_reg_was_split, i;
1777 #ifdef HAVE_cc0
1778   rtx cc0_insn = 0;
1779 #endif
1780   rtx final_label = 0;
1781   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1782
1783   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1784      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1785      after the end of this loop body if it was ever used.
1786
1787      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1788      to itself.  */
1789   if (! last_iteration)
1790     {
1791       final_label = gen_label_rtx ();
1792       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1793     }
1794   else
1795     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1796
1797   start_sequence ();
1798
1799   insn = copy_start;
1800   do
1801     {
1802       insn = NEXT_INSN (insn);
1803
1804       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1805
1806       switch (GET_CODE (insn))
1807         {
1808         case INSN:
1809           pattern = PATTERN (insn);
1810           copy = 0;
1811           giv_inc = 0;
1812
1813           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1814              some split address givs.  (Combined in the sense that
1815              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1816              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1817              find the address givs.  Then split the address givs.
1818              Do this before splitting the giv, since that may map the
1819              SET_DEST to a new register.  */
1820
1821           if ((set = single_set (insn))
1822               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1823               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1824             {
1825               struct iv_class *bl;
1826               struct induction *v, *tv;
1827               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1828
1829               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1830               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1831
1832               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1833                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1834                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1835                  we might accidentally delete insns generated immediately
1836                  below by emit_unrolled_add.  */
1837
1838               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1839
1840               /* Now find all address giv's that were combined with this
1841                  giv 'v'.  */
1842               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1843                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1844                   {
1845                     int this_giv_inc;
1846
1847                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1848                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1849                       continue;
1850
1851                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1852                        the two givs are different.  */
1853                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1854                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1855                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1856                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1857
1858                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1859                     *tv->location = tv->dest_reg;
1860
1861                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1862                       {
1863                         /* Must emit an insn to increment the split address
1864                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1865                            was a constant eliminated from the address.  */
1866                         rtx value, dest_reg;
1867
1868                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1869                            or else a register plus a constant.  */
1870                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1871                           dest_reg = tv->dest_reg;
1872                         else
1873                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1874
1875                         /* Check for shared address givs, and avoid
1876                            incrementing the shared pseudo reg more than
1877                            once.  */
1878                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1879                           {
1880                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1881                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1882                                to add the const_adjust amount before calling
1883                                emit_unrolled_add below.  */
1884                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1885                                                    tv->const_adjust);
1886
1887                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1888                               {
1889                                 /* The constant could be too large for an add
1890                                    immediate, so can't directly emit an insn
1891                                    here.  */
1892                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1893                                                    XEXP (value, 1));
1894                               }
1895                           }
1896
1897                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1898                            it is used after the set we have just emitted.
1899                            We must subtract the const_adjust factor added in
1900                            above.  */
1901                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1902                                                       -tv->const_adjust);
1903                         *tv->location = tv->dest_reg;
1904                       }
1905                   }
1906             }
1907
1908           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1909              how to split the variable, create a new set based on this split,
1910              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1911              use the new split variable.  */
1912
1913           dest_reg_was_split = 0;
1914
1915           if ((set = single_set (insn))
1916               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1917               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1918             {
1919               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1920               unsigned int src_regno;
1921
1922               dest_reg_was_split = 1;
1923
1924               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1925               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1926               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1927                  already computed above.  */
1928               if (giv_inc == 0)
1929                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1930
1931               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1932
1933               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1934                 {
1935                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1936                      variable to a known constant value.  */
1937
1938                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1939                      value, so we must use plus_constant here.  */
1940                   splittable_regs[regno]
1941                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1942                                      INTVAL (giv_inc));
1943
1944                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1945                     {
1946                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1947                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1948                     }
1949                   else
1950                     {
1951                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1952                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1953                          variable.  */
1954                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1955                       giv_inc = const0_rtx;
1956                     }
1957                 }
1958               else
1959                 {
1960                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1961                      register for the iteration variable, and set it to
1962                      be a constant plus the original register.  Except
1963                      on the last iteration, when the result has to
1964                      go back into the original iteration var register.  */
1965
1966                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1967                      when split.  This happens for bivs which need their
1968                      final value set before loop entry.  The new register
1969                      for the biv was stored in the biv's first struct
1970                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1971
1972                   if (regno < ivs->n_regs
1973                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1974                     {
1975                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1976                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1977                     }
1978
1979 #if 0
1980                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1981                      this would have to remap those givs also.  See
1982                      find_splittable_regs.  */
1983 #endif
1984
1985                   splittable_regs[regno]
1986                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1987                                            giv_inc,
1988                                            splittable_regs[src_regno]);
1989                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1990
1991                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1992                      of this insn to a new register, and setting its
1993                      reg_map entry to point to this new register.
1994
1995                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1996                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1997                      to ensure that the iv will have the proper value when
1998                      the loop exits or repeats.
1999
2000                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
2001                      because it can only be greater than one if all
2002                      instructions modifying the iv are always executed in
2003                      order.  */
2004
2005                   if (! last_iteration
2006                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
2007                     {
2008                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
2009                       giv_dest_reg = tem;
2010                       map->reg_map[regno] = tem;
2011                       record_base_value (REGNO (tem),
2012                                          giv_inc == const0_rtx
2013                                          ? giv_src_reg
2014                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
2015                                                          giv_src_reg, giv_inc),
2016                                          1);
2017                     }
2018                   else
2019                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
2020                 }
2021
2022               /* The constant being added could be too large for an add
2023                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
2024               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
2025               copy = get_last_insn ();
2026               pattern = PATTERN (copy);
2027             }
2028           else
2029             {
2030               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2031               copy = emit_insn (pattern);
2032             }
2033           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2034           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2035
2036           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2037              is not loop invariant, then delete it, since it
2038              may cause problems with later optimization passes.  */
2039           if ((tem = find_reg_note (copy, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2040               && !loop_invariant_p (loop, XEXP (tem, 0)))
2041             remove_note (copy, tem);
2042
2043 #ifdef HAVE_cc0
2044           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2045              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2046              In that case, the call to recog via validate_change will
2047              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2048              do it when we emit the following insn.
2049
2050              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2051              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2052              following branch insn to see which what kind of compare to
2053              emit.
2054
2055              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2056              well.  */
2057           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2058             cc0_insn = copy;
2059           else
2060             {
2061               if (cc0_insn)
2062                 try_constants (cc0_insn, map);
2063               cc0_insn = 0;
2064               try_constants (copy, map);
2065             }
2066 #else
2067           try_constants (copy, map);
2068 #endif
2069
2070           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2071              know there are no backward branches across iteration variable
2072              settings which would invalidate this.  */
2073           if (dest_reg_was_split)
2074             {
2075               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2076
2077               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2078                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2079                       == map->const_age))
2080                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2081             }
2082           break;
2083
2084         case JUMP_INSN:
2085           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2086           copy = emit_jump_insn (pattern);
2087           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2088           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2089
2090           if (JUMP_LABEL (insn))
2091             {
2092               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2093                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2094                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2095               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2096             }
2097           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2098               && ! last_iteration)
2099             {
2100
2101               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2102                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2103                  In this case, we want to change the original fall through
2104                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2105                  original jump label case to fall_through.  */
2106
2107               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2108                 {
2109                   rtx jmp;
2110                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2111                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2112                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2113                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2114                      that.  */
2115                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2116                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2117                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2118                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2119                   emit_label_after (lab, jmp);
2120                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2121                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2122                     abort ();
2123                 }
2124             }
2125
2126 #ifdef HAVE_cc0
2127           if (cc0_insn)
2128             try_constants (cc0_insn, map);
2129           cc0_insn = 0;
2130 #endif
2131           try_constants (copy, map);
2132
2133           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2134              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2135           if (JUMP_LABEL (insn))
2136             {
2137               rtx label = 0;
2138
2139               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2140                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2141               if ((set = single_set (copy)))
2142                 {
2143                   tem = SET_SRC (set);
2144                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2145                     label = XEXP (tem, 0);
2146                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2147                     {
2148                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2149                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2150                       else
2151                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2152                     }
2153                 }
2154
2155               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2156                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2157               else
2158                 {
2159                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2160                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2161                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2162                   JUMP_LABEL (copy)
2163                     = get_label_from_map (map,
2164                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2165                 }
2166
2167               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2168                  use count so that the label will not be deleted when the
2169                  original jump is deleted.  */
2170               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2171             }
2172           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2173                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2174             {
2175               rtx pat = PATTERN (copy);
2176               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2177               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2178               int i;
2179
2180               for (i = 0; i < len; i++)
2181                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2182             }
2183
2184           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2185              direction is now known, we must do something special.  */
2186           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2187             {
2188 #ifdef HAVE_cc0
2189               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2190               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2191                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2192 #endif
2193
2194               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2195               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2196                 {
2197                   delete_insn (copy);
2198                   copy = 0;
2199                 }
2200               else
2201                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2202                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2203                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2204                 emit_barrier ();
2205             }
2206           break;
2207
2208         case CALL_INSN:
2209           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2210           copy = emit_call_insn (pattern);
2211           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2212           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2213           SIBLING_CALL_P (copy) = SIBLING_CALL_P (insn);
2214
2215           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2216              than hard registers, we need to copy it.  */
2217           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2218             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2219                                        map, 0);
2220
2221 #ifdef HAVE_cc0
2222           if (cc0_insn)
2223             try_constants (cc0_insn, map);
2224           cc0_insn = 0;
2225 #endif
2226           try_constants (copy, map);
2227
2228           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2229           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2230             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2231           break;
2232
2233         case CODE_LABEL:
2234           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2235              copy of this label since no one will use it.  */
2236
2237           if (insn != start_label)
2238             {
2239               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2240                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2241               map->const_age++;
2242             }
2243           break;
2244
2245         case BARRIER:
2246           copy = emit_barrier ();
2247           break;
2248
2249         case NOTE:
2250           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2251              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2252           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2253              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2254              this new block.  */
2255
2256           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2257               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2258               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2259               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2260                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2261                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2262             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2263                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2264           else
2265             copy = 0;
2266           break;
2267
2268         default:
2269           abort ();
2270         }
2271
2272       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2273     }
2274   while (insn != copy_end);
2275
2276   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2277   insn = copy_start;
2278   do
2279     {
2280       insn = NEXT_INSN (insn);
2281       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2282            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2283           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2284         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2285     }
2286   while (insn != copy_end);
2287
2288   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2289      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2290      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2291      iteration, because the original notes won't be deleted.
2292
2293      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2294      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2295      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2296      copy) when not from preconditioning code.  */
2297
2298   if (! last_iteration)
2299     {
2300       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2301         {
2302           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2303              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2304              Although COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2305              instructions before the last insn in the loop, COPY_NOTES_FROM
2306              can be a NOTE_INSN_LOOP_CONT note if there is no VTOP note,
2307              as in a do .. while loop.  */
2308           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2309               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2310               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2311               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2312               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2313             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2314         }
2315     }
2316
2317   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2318     emit_label (final_label);
2319
2320   tem = get_insns ();
2321   end_sequence ();
2322   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2323 }
2324 \f
2325 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2326    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2327    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2328
2329 void
2330 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2331      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2332 {
2333   rtx result;
2334
2335   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2336                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2337
2338   if (dest_reg != result)
2339     emit_move_insn (dest_reg, result);
2340 }
2341 \f
2342 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2343    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2344    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2345
2346 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2347    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2348    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2349
2350 int
2351 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2352      const struct loop *loop;
2353      rtx insn;
2354 {
2355   rtx p, q, target_insn;
2356   rtx loop_start = loop->start;
2357   rtx loop_end = loop->end;
2358   rtx orig_loop_end = loop->end;
2359
2360   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2361   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2362   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2363     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2364
2365   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2366      deleted insn following it.  */
2367   while (INSN_DELETED_P (insn))
2368     insn = NEXT_INSN (insn);
2369
2370   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2371      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2372      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2373   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2374     return 0;
2375
2376   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2377     {
2378       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2379         {
2380           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2381
2382           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2383              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2384              since insn may not have an LUID entry.  */
2385           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2386             if (q == target_insn)
2387               return 1;
2388         }
2389     }
2390
2391   return 0;
2392 }
2393
2394 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2395    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2396    value of giv's.  */
2397
2398 static rtx
2399 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2400      rtx mult1, mult2, add1;
2401      enum machine_mode mode;
2402 {
2403   rtx temp, mult_res;
2404   rtx result;
2405
2406   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2407      check to make sure.  */
2408   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2409       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2410       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2411     abort ();
2412
2413   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2414      will be a constant.  */
2415   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2416     {
2417       temp = mult2;
2418       mult2 = mult1;
2419       mult1 = temp;
2420     }
2421
2422   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2423   if (! mult_res)
2424     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2425
2426   /* Again, put the constant second.  */
2427   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2428     {
2429       temp = add1;
2430       add1 = mult_res;
2431       mult_res = temp;
2432     }
2433
2434   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2435   if (! result)
2436     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2437
2438   return result;
2439 }
2440
2441 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2442    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2443
2444    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2445    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2446
2447 rtx
2448 biv_total_increment (bl)
2449      const struct iv_class *bl;
2450 {
2451   struct induction *v;
2452   rtx result;
2453
2454   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2455      instruction must be executed only once each time through the loop.
2456      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2457      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2458      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2459      an increment).  */
2460
2461   result = const0_rtx;
2462   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2463     {
2464       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2465           && ! v->maybe_multiple
2466           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
2467         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2468       else
2469         return 0;
2470     }
2471
2472   return result;
2473 }
2474
2475 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2476    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2477    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2478    in the splittable_regs array.
2479
2480    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2481    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2482    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2483    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2484    value of the induction variable and the value the induction variable had
2485    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2486
2487    Returns the total number of instructions that set registers that are
2488    splittable.  */
2489
2490 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2491    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2492    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2493    should not involve a multiply however.  */
2494
2495 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2496    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2497    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2498
2499 static int
2500 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2501      const struct loop *loop;
2502      enum unroll_types unroll_type;
2503      int unroll_number;
2504 {
2505   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2506   struct iv_class *bl;
2507   struct induction *v;
2508   rtx increment, tem;
2509   rtx biv_final_value;
2510   int biv_splittable;
2511   int result = 0;
2512
2513   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2514     {
2515       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2516          otherwise we can not calculate the split values.  */
2517
2518       increment = biv_total_increment (bl);
2519       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2520         continue;
2521
2522       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2523          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2524          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2525          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2526          value on loop exit.  */
2527
2528       /* loop_number_exit_count is nonzero if the loop has an exit other than
2529          a fall through at the end.  */
2530
2531       biv_splittable = 1;
2532       biv_final_value = 0;
2533       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2534           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2535           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2536               || ! bl->init_insn
2537               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2538               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2539                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2540               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2541           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2542         biv_splittable = 0;
2543
2544       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2545          PLUS, we don't know how to split it.  */
2546       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2547         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2548             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2549             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2550             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2551           biv_splittable = 0;
2552
2553       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2554          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2555          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2556          biv's value in their initialization code.  */
2557
2558       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2559          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2560
2561       if (biv_splittable == 1)
2562         {
2563           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2564             {
2565               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2566                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2567                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2568                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2569
2570               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2571                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2572                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2573                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2574                 {
2575                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2576
2577                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2578                   loop_insn_hoist (loop,
2579                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2580
2581                   if (loop_dump_stream)
2582                     fprintf (loop_dump_stream,
2583                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2584                              bl->regno, REGNO (tem));
2585
2586                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2587                 }
2588               else
2589                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2590             }
2591           else
2592             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2593
2594           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2595              we can treat the last one specially.  */
2596
2597           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2598           result += bl->biv_count;
2599
2600           if (loop_dump_stream)
2601             fprintf (loop_dump_stream,
2602                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2603         }
2604
2605       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2606          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2607          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2608          loop, and the givs aren't.  */
2609
2610       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2611                                       unroll_number);
2612
2613       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2614          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2615          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2616          biv's value in their initialization code.  */
2617       if (biv_final_value)
2618         {
2619           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2620              loop to ensure that it will always be executed no matter
2621              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2622              since this is slightly more efficient.  */
2623           if (! loop->exit_count)
2624             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2625                                                  biv_final_value));
2626           else
2627             {
2628               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2629                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2630                  is set to its final value before loop start to ensure that
2631                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2632                  exits.  */
2633               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2634               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2635
2636               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2637               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2638                                                     biv_final_value));
2639
2640               if (loop_dump_stream)
2641                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2642                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2643
2644               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2645                  register.  */
2646               bl->biv->src_reg = tem;
2647             }
2648         }
2649     }
2650   return result;
2651 }
2652
2653 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2654    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2655
2656    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2657
2658 static int
2659 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2660      const struct loop *loop;
2661      struct iv_class *bl;
2662      enum unroll_types unroll_type;
2663      rtx increment;
2664      int unroll_number ATTRIBUTE_UNUSED;
2665 {
2666   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2667   struct induction *v, *v2;
2668   rtx final_value;
2669   rtx tem;
2670   int result = 0;
2671
2672   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2673      multiple identical givs in the same insn.  */
2674   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2675     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2676       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2677           && ! v2->same_insn)
2678         v2->same_insn = v;
2679
2680   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2681     {
2682       rtx giv_inc, value;
2683
2684       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2685          being completely unrolled.  */
2686       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2687         continue;
2688
2689       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2690          and only once on every iteration of the loop.  */
2691       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2692          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2693          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2694          won't reach here if they aren't.  */
2695       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2696           && (! v->always_computable
2697               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2698         continue;
2699
2700       /* The giv increment value must be a constant.  */
2701       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2702                                    v->mode);
2703       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2704         continue;
2705
2706       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2707          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2708          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2709          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2710          proper value on loop exit.  */
2711
2712       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2713          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2714          DEST_ADDR giv.  */
2715
2716       final_value = 0;
2717       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2718           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2719           && v->giv_type != DEST_ADDR
2720           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2721              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2722              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2723           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2724               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2725                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2726                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2727                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2728                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2729                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2730                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2731               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2732               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2733                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2734           && ! (final_value = v->final_value))
2735         continue;
2736
2737 #if 0
2738       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2739       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2740          code below does.  */
2741
2742       /* If the final value is nonzero, and the giv has not been reduced,
2743          then must emit an instruction to set the final value.  */
2744       if (final_value && !v->new_reg)
2745         {
2746           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2747              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2748              to its final value before loop start to ensure that this insn
2749              will always be executed, no matter how we exit.  */
2750           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2751           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2752           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2753
2754           if (loop_dump_stream)
2755             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2756                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2757
2758           v->src_reg = tem;
2759         }
2760 #endif
2761
2762       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2763          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2764
2765       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2766         {
2767           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2768              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2769              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2770              be set, so then we do exactly the same thing as
2771              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2772           rtx biv_initial_value;
2773
2774           if (splittable_regs[bl->regno])
2775             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2776           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2777                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2778                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2779             biv_initial_value = bl->initial_value;
2780           else
2781             {
2782               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2783
2784               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2785               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2786               biv_initial_value = tem;
2787             }
2788           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2789           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2790                                      v->add_val, v->mode);
2791         }
2792       else
2793         value = const0_rtx;
2794
2795       if (v->new_reg)
2796         {
2797           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2798              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2799              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2800              case.  */
2801           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2802             {
2803               if (loop_dump_stream)
2804                 fprintf (loop_dump_stream,
2805                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2806               continue;
2807             }
2808           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2809              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2810           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2811             {
2812               /* If value is not a constant, register, or register plus
2813                  constant, then compute its value into a register before
2814                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2815                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2816                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2817                  is going before the loop start.  */
2818               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2819                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2820                   && GET_CODE (value) != REG
2821                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2822                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2823                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2824                 {
2825                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2826                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2827                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2828                                           v->add_val, tem);
2829                   value = tem;
2830                 }
2831
2832               splittable_regs[reg_or_subregno (v->new_reg)] = value;
2833             }
2834           else
2835             continue;
2836         }
2837       else
2838         {
2839 #if 0
2840           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
2841              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
2842              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
2843              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
2844              result in simpler instructions, and will not require that a reg
2845              be live across loop iterations.  */
2846
2847           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
2848           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
2849                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
2850 #else
2851           continue;
2852 #endif
2853         }
2854
2855       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
2856          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
2857          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
2858          where this may not be a register.  */
2859
2860       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2861         {
2862           int count = 1;
2863           if (! v->ignore)
2864             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
2865
2866           splittable_regs_updates[reg_or_subregno (v->new_reg)] = count;
2867         }
2868
2869       result++;
2870
2871       if (loop_dump_stream)
2872         {
2873           int regnum;
2874
2875           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
2876             regnum = -1;
2877           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
2878             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
2879           else
2880             regnum = REGNO (v->dest_reg);
2881           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
2882                    regnum, INSN_UID (v->insn));
2883         }
2884     }
2885
2886   return result;
2887 }
2888 \f
2889 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
2890    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
2891    the register to some value, and appears before the first use of the register
2892    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
2893
2894 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
2895    it can search past if statements and other similar structures.  */
2896
2897 static int
2898 reg_dead_after_loop (loop, reg)
2899      const struct loop *loop;
2900      rtx reg;
2901 {
2902   rtx insn, label;
2903   enum rtx_code code;
2904   int jump_count = 0;
2905   int label_count = 0;
2906
2907   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
2908      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
2909      have any way to identify those, so we just give up if there are any
2910      such inner loop exits.  */
2911
2912   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2913     label_count++;
2914
2915   if (label_count != loop->exit_count)
2916     return 0;
2917
2918   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
2919      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
2920      list to it.  */
2921   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
2922   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
2923
2924   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2925     {
2926       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
2927          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
2928          a conditional jump.  */
2929
2930       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
2931       while (insn)
2932         {
2933           code = GET_CODE (insn);
2934           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
2935             {
2936               rtx set;
2937
2938               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
2939                 return 0;
2940
2941               set = single_set (insn);
2942               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
2943                 break;
2944             }
2945
2946           if (code == JUMP_INSN)
2947             {
2948               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
2949                 break;
2950               else if (!any_uncondjump_p (insn)
2951                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
2952                        || jump_count++ > 20)
2953                 return 0;
2954               else
2955                 insn = JUMP_LABEL (insn);
2956             }
2957
2958           insn = NEXT_INSN (insn);
2959         }
2960     }
2961
2962   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
2963   return 1;
2964 }
2965
2966 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
2967    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2968
2969 rtx
2970 final_biv_value (loop, bl)
2971      const struct loop *loop;
2972      struct iv_class *bl;
2973 {
2974   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
2975   rtx increment, tem;
2976
2977   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
2978
2979   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
2980     return 0;
2981
2982   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
2983      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
2984      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
2985      no other loop exits, so we can return any value.  */
2986   if (bl->reversed)
2987     {
2988       if (loop_dump_stream)
2989         fprintf (loop_dump_stream,
2990                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
2991
2992       return const0_rtx;
2993     }
2994
2995   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
2996      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
2997      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
2998      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
2999      value of the biv must be invariant.  */
3000
3001   if (n_iterations != 0
3002       && ! loop->exit_count
3003       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3004     {
3005       increment = biv_total_increment (bl);
3006
3007       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3008         {
3009           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3010              end to calculate this value into a temporary register in
3011              case it is needed later.  */
3012
3013           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3014           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3015           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3016                                  bl->initial_value, tem);
3017
3018           if (loop_dump_stream)
3019             fprintf (loop_dump_stream,
3020                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3021
3022           return tem;
3023         }
3024     }
3025
3026   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3027   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3028     {
3029       if (loop_dump_stream)
3030         fprintf (loop_dump_stream,
3031                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3032                  bl->regno);
3033
3034       return const0_rtx;
3035     }
3036
3037   return 0;
3038 }
3039
3040 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3041    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3042
3043 rtx
3044 final_giv_value (loop, v)
3045      const struct loop *loop;
3046      struct induction *v;
3047 {
3048   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3049   struct iv_class *bl;
3050   rtx insn;
3051   rtx increment, tem;
3052   rtx seq;
3053   rtx loop_end = loop->end;
3054   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3055
3056   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3057
3058   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3059      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3060      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3061      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3062   if (bl->reversed)
3063     {
3064       if (loop_dump_stream)
3065         fprintf (loop_dump_stream,
3066                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3067                  REGNO (v->dest_reg));
3068       return const0_rtx;
3069     }
3070
3071   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3072      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3073      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
3074      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
3075
3076   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3077      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3078      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3079      to be known.  */
3080
3081   if (n_iterations != 0
3082       && ! loop->exit_count
3083       && v->always_executed)
3084     {
3085       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3086          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3087          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3088          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3089          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3090          biv value here if it is not eliminable.  */
3091
3092       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3093          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3094          be valid if it is invariant.  */
3095
3096       increment = biv_total_increment (bl);
3097
3098       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3099           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3100         {
3101           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3102              (n_iterations * increment) + initial_value */
3103
3104           /* The loop exit value of the giv is then
3105              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3106              The extra increments are any increments to the biv which
3107              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3108              We must search from the insn that sets the giv to the end
3109              of the loop to calculate this value.  */
3110
3111           /* Put the final biv value in tem.  */
3112           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3113           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3114           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3115                                  GEN_INT (n_iterations),
3116                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3117                                  tem);
3118
3119           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3120           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3121                insn = NEXT_INSN (insn))
3122             {
3123               struct induction *biv;
3124
3125               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3126                 if (biv->insn == insn)
3127                   {
3128                     start_sequence ();
3129                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3130                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3131                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3132                     seq = get_insns ();
3133                     end_sequence ();
3134                     loop_insn_sink (loop, seq);
3135                   }
3136             }
3137
3138           /* Now calculate the giv's final value.  */
3139           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3140
3141           if (loop_dump_stream)
3142             fprintf (loop_dump_stream,
3143                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3144                      REGNO (v->dest_reg));
3145
3146           return tem;
3147         }
3148     }
3149
3150   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3151   if (v->replaceable)
3152     abort ();
3153
3154   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3155   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3156     {
3157       if (loop_dump_stream)
3158         fprintf (loop_dump_stream,
3159                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3160                  REGNO (v->dest_reg));
3161
3162       return const0_rtx;
3163     }
3164
3165   return 0;
3166 }
3167
3168 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3169    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3170    the SET_SRC of REG.  */
3171
3172 static rtx
3173 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3174      const struct loop *loop;
3175      rtx reg;
3176 {
3177   rtx loop_start = loop->start;
3178   rtx insn, set;
3179   rtx ret;
3180
3181   ret = reg;
3182   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3183     {
3184       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3185         break;
3186
3187       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3188         {
3189           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3190              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3191              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3192           if ((set = single_set (insn))
3193               && (SET_DEST (set) == reg))
3194             {
3195               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3196
3197               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3198                  Other things, divide in particular, will cause
3199                  problems later if we use them.  */
3200               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3201                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3202                 ret = XEXP (note, 0);
3203               else
3204                 ret = SET_SRC (set);
3205
3206               /* We cannot do this if it changes between the
3207                  assignment and loop start though.  */
3208               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3209                 ret = reg;
3210             }
3211           break;
3212         }
3213     }
3214   return ret;
3215 }
3216
3217 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3218
3219    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3220    and a second term.
3221
3222    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3223
3224    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3225    the proper form.  */
3226
3227 static rtx
3228 subtract_reg_term (op, reg)
3229      rtx op, reg;
3230 {
3231   if (op == reg)
3232     return const0_rtx;
3233   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3234     {
3235       if (XEXP (op, 0) == reg)
3236         return XEXP (op, 1);
3237       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3238         return XEXP (op, 0);
3239     }
3240   /* OP does not contain REG as a term.  */
3241   abort ();
3242 }
3243
3244 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3245    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3246    REG or a PLUS of a REG.  */
3247
3248 static rtx
3249 find_common_reg_term (op0, op1)
3250      rtx op0, op1;
3251 {
3252   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3253       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3254     {
3255       rtx op00;
3256       rtx op01;
3257       rtx op10;
3258       rtx op11;
3259
3260       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3261         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3262       else
3263         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3264
3265       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3266         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3267       else
3268         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3269
3270       /* Find and return common register term if present.  */
3271       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3272         return op00;
3273       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3274         return op01;
3275     }
3276
3277   /* No common register term found.  */
3278   return NULL_RTX;
3279 }
3280
3281 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3282    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3283    be calculated, otherwise returns zero.  */
3284
3285 unsigned HOST_WIDE_INT
3286 loop_iterations (loop)
3287      struct loop *loop;
3288 {
3289   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3290   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3291   rtx comparison, comparison_value;
3292   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3293   enum rtx_code comparison_code;
3294   HOST_WIDE_INT inc;
3295   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3296   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3297   int off_by_one;
3298   int increment_dir;
3299   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3300   rtx last_loop_insn;
3301   rtx reg_term;
3302   struct iv_class *bl;
3303
3304   loop_info->n_iterations = 0;
3305   loop_info->initial_value = 0;
3306   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3307   loop_info->comparison_value = 0;
3308   loop_info->final_value = 0;
3309   loop_info->final_equiv_value = 0;
3310   loop_info->increment = 0;
3311   loop_info->iteration_var = 0;
3312   loop_info->unroll_number = 1;
3313   loop_info->iv = 0;
3314
3315   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3316      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3317      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3318      loop_end.  */
3319   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3320
3321   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3322      at the end of the loop.  The following code assumes that
3323      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3324   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3325     {
3326       if (loop_dump_stream)
3327         fprintf (loop_dump_stream,
3328                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3329       return 0;
3330     }
3331
3332   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3333      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3334   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3335     {
3336       if (loop_dump_stream)
3337         fprintf (loop_dump_stream,
3338                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3339       return 0;
3340     }
3341
3342   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3343      back to differing CODE_LABELs.  */
3344   if (loop->top && loop->cont)
3345     {
3346       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3347
3348       do
3349         {
3350           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3351             {
3352               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3353               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3354                 {
3355                   if (loop_dump_stream)
3356                     fprintf
3357                       (loop_dump_stream,
3358                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3359                   return 0;
3360                 }
3361
3362               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3363                      covered by the uid_luid array.  */
3364                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3365                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3366                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3367                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3368                 {
3369                   if (loop_dump_stream)
3370                     fprintf
3371                       (loop_dump_stream,
3372                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3373                   return 0;
3374                 }
3375             }
3376         }
3377       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3378     }
3379
3380   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3381      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3382      iteration variable.  */
3383
3384   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3385   if (comparison == 0)
3386     {
3387       if (loop_dump_stream)
3388         fprintf (loop_dump_stream,
3389                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3390       return 0;
3391     }
3392
3393   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3394      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3395
3396   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3397   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3398   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3399
3400   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3401     {
3402       if (loop_dump_stream)
3403         fprintf (loop_dump_stream,
3404                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3405       return 0;
3406     }
3407
3408   /* The only new registers that are created before loop iterations
3409      are givs made from biv increments or registers created by
3410      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3411      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3412      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3413
3414   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3415       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3416     abort ();
3417
3418   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3419      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3420      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3421
3422   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3423   initial_value = 0;
3424   increment = 0;
3425
3426   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3427      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3428      value if possible.  */
3429
3430   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3431      reg_iv_type entry for it.  */
3432   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3433     {
3434       if (loop_dump_stream)
3435         fprintf (loop_dump_stream,
3436                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3437       return 0;
3438     }
3439
3440   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3441      could result in a number of iterations greater than the range of our
3442      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3443   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3444             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3445     {
3446       if (loop_dump_stream)
3447         fprintf (loop_dump_stream,
3448                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3449       return 0;
3450     }
3451   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3452     {
3453       if (loop_dump_stream)
3454         fprintf (loop_dump_stream,
3455                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3456       return 0;
3457     }
3458   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3459     {
3460       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3461         abort ();
3462
3463       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3464       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3465       initial_value = bl->initial_value;
3466       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3467         {
3468           if (loop_dump_stream)
3469             fprintf (loop_dump_stream,
3470                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3471           return 0;
3472         }
3473
3474       increment = biv_total_increment (bl);
3475     }
3476   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3477     {
3478       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3479       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3480       rtx biv_initial_value;
3481
3482       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3483         abort ();
3484
3485       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3486         {
3487           if (loop_dump_stream)
3488             fprintf (loop_dump_stream,
3489                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3490           return 0;
3491         }
3492
3493       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3494
3495       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3496
3497       increment = biv_total_increment (bl);
3498       if (increment)
3499         {
3500           struct induction *biv_inc;
3501
3502           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3503                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3504                                          const0_rtx, v->mode);
3505           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3506              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3507              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3508              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3509              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3510              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3511           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3512             {
3513               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3514                 {
3515                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
3516                     {
3517                       if (loop_dump_stream)
3518                         fprintf (loop_dump_stream,
3519                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
3520                                  REGNO (biv_inc->add_val));
3521                         return 0;
3522                     }
3523
3524                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3525                 }
3526             }
3527         }
3528       if (loop_dump_stream)
3529         fprintf (loop_dump_stream,
3530                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3531                  (long) offset);
3532
3533       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3534          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3535       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3536       initial_value
3537         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3538                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3539                              v->add_val, v->mode);
3540     }
3541   else
3542     {
3543       if (loop_dump_stream)
3544         fprintf (loop_dump_stream,
3545                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3546       return 0;
3547     }
3548
3549   if (initial_value == 0)
3550     return 0;
3551
3552   unsigned_p = 0;
3553   off_by_one = 0;
3554   switch (comparison_code)
3555     {
3556     case LEU:
3557       unsigned_p = 1;
3558     case LE:
3559       compare_dir = 1;
3560       off_by_one = 1;
3561       break;
3562     case GEU:
3563       unsigned_p = 1;
3564     case GE:
3565       compare_dir = -1;
3566       off_by_one = -1;
3567       break;
3568     case EQ:
3569       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3570       compare_dir = 0;
3571       break;
3572     case LTU:
3573       unsigned_p = 1;
3574     case LT:
3575       compare_dir = 1;
3576       break;
3577     case GTU:
3578       unsigned_p = 1;
3579     case GT:
3580       compare_dir = -1;
3581     case NE:
3582       compare_dir = 0;
3583       break;
3584     default:
3585       abort ();
3586     }
3587
3588   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3589      its value from the insns before the start of the loop.  */
3590
3591   final_value = comparison_value;
3592   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3593       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3594     {
3595       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3596
3597       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3598          off with the original register.  */
3599       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3600         final_value = comparison_value;
3601     }
3602
3603   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3604      (on the last successful iteration).  The exact final value
3605      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3606      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3607      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3608      initial_value) % increment != 0.
3609      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3610      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3611      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3612   if (off_by_one)
3613     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3614
3615   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3616      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3617      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3618      optimizations may obscure the loop's structure.
3619
3620      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3621      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3622      Only the difference between final_value and initial_value is
3623      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3624   loop_info->initial_value = initial_value;
3625   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3626   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3627   loop_info->increment = increment;
3628   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3629   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3630   loop_info->iv = bl;
3631
3632   /* Try to determine the iteration count for loops such
3633      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3634      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3635      loops into this form.  */
3636
3637   if (REG_P (initial_value))
3638     {
3639       rtx reg1;
3640       rtx reg2;
3641       rtx const2;
3642
3643       reg1 = initial_value;
3644       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3645         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3646       else
3647         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3648
3649       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3650          where reg1 != reg2.  */
3651       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3652         {
3653           rtx temp;
3654
3655           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3656              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3657           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3658
3659           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3660             initial_value = temp;
3661           else
3662             {
3663               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3664                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3665                  the latter case for now since it is not so common.  */
3666               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3667
3668               if (temp == loop_info->iteration_var)
3669                 temp = initial_value;
3670               if (temp == reg1)
3671                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3672                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3673             }
3674         }
3675       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3676         {
3677           rtx temp;
3678
3679           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3680              further obfuscates reversible loops of the form:
3681              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3682              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3683              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3684              can replace initial_value with const.  */
3685
3686           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3687
3688           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3689             {
3690               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3691
3692               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3693                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3694                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3695             }
3696         }
3697     }
3698
3699   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3700      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3701      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3702      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3703      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3704      when using modulo arithmetic.
3705
3706      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3707      the initial and final values carefully.  */
3708   if (loop->vtop
3709       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3710     {
3711       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3712       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3713     }
3714
3715   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3716   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3717
3718   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3719      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3720      return early for any other reason.  */
3721   if (comparison_code == EQ)
3722     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3723
3724   if (increment == 0)
3725     {
3726       if (loop_dump_stream)
3727         fprintf (loop_dump_stream,
3728                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3729       return 0;
3730     }
3731
3732   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3733     {
3734       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3735       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3736          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3737       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3738         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3739
3740       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3741         {
3742           if (loop_dump_stream)
3743             {
3744               fprintf (loop_dump_stream,
3745                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3746               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3747               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3748             }
3749           return 0;
3750         }
3751       loop_info->increment = increment;
3752     }
3753
3754   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3755     {
3756       if (loop_dump_stream)
3757         {
3758           fprintf (loop_dump_stream,
3759                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3760           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3761           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3762         }
3763       return 0;
3764     }
3765   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3766     {
3767       if (loop_dump_stream)
3768         {
3769           fprintf (loop_dump_stream,
3770                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3771           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3772           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3773         }
3774       return 0;
3775     }
3776   else if (comparison_code == EQ)
3777     {
3778       rtx inc_once;
3779
3780       if (loop_dump_stream)
3781         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3782
3783       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
3784                                GET_MODE (iteration_var));
3785
3786       if (inc_once == final_value)
3787         {
3788           /* The iterator value once through the loop is equal to the
3789              comparision value.  Either we have an infinite loop, or
3790              we'll loop twice.  */
3791           if (increment == const0_rtx)
3792             return 0;
3793           loop_info->n_iterations = 2;
3794         }
3795       else
3796         loop_info->n_iterations = 1;
3797
3798       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
3799         loop_info->final_value
3800           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
3801                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3802                           GET_MODE (iteration_var));
3803       else
3804         loop_info->final_value
3805           = plus_constant (loop_info->initial_value,
3806                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
3807       loop_info->final_equiv_value
3808         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
3809                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3810                         GET_MODE (iteration_var));
3811       return loop_info->n_iterations;
3812     }
3813
3814   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3815   if (unsigned_p)
3816     final_larger
3817       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3818          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3819         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3820            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3821   else
3822     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3823       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3824
3825   if (INTVAL (increment) > 0)
3826     increment_dir = 1;
3827   else if (INTVAL (increment) == 0)
3828     increment_dir = 0;
3829   else
3830     increment_dir = -1;
3831
3832   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3833      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3834      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3835      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3836      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3837      Only try to optimize the normal cases.  */
3838
3839   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3840      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3841      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3842      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3843      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3844
3845   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3846      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3847      eliminate all of these special checks, and just always assume
3848      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3849      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3850      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3851      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3852      loops can be optimized.
3853
3854      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3855      because the action on overflow is undefined.
3856
3857      See also the special test for NE loops below.  */
3858
3859   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3860       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3861     /* Normal case.  */
3862     ;
3863   else
3864     {
3865       if (loop_dump_stream)
3866         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3867       return 0;
3868     }
3869
3870   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3871      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3872      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3873
3874   inc = INTVAL (increment);
3875   if (inc > 0)
3876     {
3877       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3878       abs_inc = inc;
3879     }
3880   else if (inc < 0)
3881     {
3882       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3883       abs_inc = -inc;
3884     }
3885   else
3886     abort ();
3887
3888   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
3889      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
3890      into the picture due to sign extension of initial and final
3891      values.  */
3892   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
3893                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
3894                << 1) - 1;
3895
3896   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
3897      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
3898      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
3899      can not calculate the number of iterations.  */
3900   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
3901     return 0;
3902
3903   /* Note that the number of iterations could be calculated using
3904      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
3905      handle potential overflow of the summation.  */
3906   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
3907   return loop_info->n_iterations;
3908 }
3909
3910 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
3911    for original instructions which remain after loop unrolling without
3912    copying.  */
3913
3914 static rtx
3915 remap_split_bivs (loop, x)
3916      struct loop *loop;
3917      rtx x;
3918 {
3919   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3920   enum rtx_code code;
3921   int i;
3922   const char *fmt;
3923
3924   if (x == 0)
3925     return x;
3926
3927   code = GET_CODE (x);
3928   switch (code)
3929     {
3930     case SCRATCH:
3931     case PC:
3932     case CC0:
3933     case CONST_INT:
3934     case CONST_DOUBLE:
3935     case CONST:
3936     case SYMBOL_REF:
3937     case LABEL_REF:
3938       return x;
3939
3940     case REG:
3941 #if 0
3942       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
3943          have to remap those givs also.  */
3944 #endif
3945       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
3946           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
3947         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
3948       break;
3949
3950     default:
3951       break;
3952     }
3953
3954   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3955   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3956     {
3957       if (fmt[i] == 'e')
3958         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
3959       else if (fmt[i] == 'E')
3960         {
3961           int j;
3962           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3963             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
3964         }
3965     }
3966   return x;
3967 }
3968
3969 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
3970    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
3971    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
3972    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
3973    insns.
3974
3975    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
3976    must dominate LAST_UID.
3977
3978    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3979    may not dominate LAST_UID.
3980
3981    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3982    must dominate LAST_UID.  */
3983
3984 int
3985 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
3986      int regno;
3987      int first_uid;
3988      int last_uid;
3989      rtx copy_start;
3990      rtx copy_end;
3991 {
3992   int passed_jump = 0;
3993   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
3994
3995   while (INSN_UID (p) != first_uid)
3996     {
3997       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3998         passed_jump = 1;
3999       /* Could not find FIRST_UID.  */
4000       if (p == copy_end)
4001         return 0;
4002       p = NEXT_INSN (p);
4003     }
4004
4005   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4006   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4007     return 0;
4008
4009   /* FIRST_UID is always executed.  */
4010   if (passed_jump == 0)
4011     return 1;
4012
4013   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4014     {
4015       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4016          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4017       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4018         return 0;
4019       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4020          it must be safe.  */
4021       else if (p == copy_end)
4022         return 1;
4023       p = NEXT_INSN (p);
4024     }
4025
4026   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4027   return 1;
4028 }
4029
4030 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4031    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4032    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4033    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4034    deleted so that we execute the single iteration.  */
4035
4036 static rtx
4037 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4038      rtx loop_start;
4039      rtx loop_cont;
4040 {
4041   rtx x, label, label_ref;
4042
4043   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4044   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4045
4046   x = pc_set (loop_start);
4047   if (!x)
4048     return NULL_RTX;
4049
4050   label_ref = SET_SRC (x);
4051   if (!label_ref)
4052     return NULL_RTX;
4053
4054   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4055   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4056   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4057     return NULL_RTX;
4058
4059   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4060   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4061     return loop_start;
4062   else
4063     return NULL_RTX;
4064 }