OSDN Git Service

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