OSDN Git Service

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