OSDN Git Service

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