OSDN Git Service

* Check in merge from gcc2. See ChangeLog.11 and ChangeLog.12
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 93, 94, 95, 97, 1998 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
23
24    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
25    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
26    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
27    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
28    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
29    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
30    the insn count.
31
32    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
33    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
34    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
35    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
36    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
37    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
38    with only one exit test needed at the end of the loop.
39
40    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
41    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
42    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
43    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
44
45    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
46    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
47    calculate its value at each place where it is set as a function of the
48    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
49    the induction variable is split into `N' different variables, one for
50    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
51    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
52    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
53    for cse.  */
54
55 /* Possible improvements follow:  */
56
57 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
58    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
59    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
60
61    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
62      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
63      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
64      eliminated.
65    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
66      can be performed for the loop.
67    Add code to check for these and similar cases.  */
68
69 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
70    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
71    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
72    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
73
74 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
75    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
76    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
77    best results, because then all register copies can be eliminated.
78    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
79    while (this)
80      {
81        next = this->cdr;
82        this->cdr = prev;
83        prev = this;
84        this = next;
85      }
86
87    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
88    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
89    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
90
91 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
92    determine the number of loop iterations for more complex loops.
93    For example, consider this loop from gdb
94    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
95      {
96        char tmp;
97        char *p = (char *) buffer;
98        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
99        int iterations = (len + 1) >> 1;
100        int i;
101        for (p; p < q; p++, q--;)
102          {
103            tmp = *q;
104            *q = *p;
105            *p = tmp;
106          }
107      }
108    Note that:
109      start value = p = &buffer + current_iteration
110      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
111    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
112    set equal to zero and solve for number of iterations:
113      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
114      current_iteration = (len - 1) / 2
115    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
116    iterations of this loop.  */
117
118 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
119    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
120    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
121    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
122    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
123    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
124    different address.  A case where this happens is when a loop containing
125    a switch statement is unrolled.
126
127    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
128    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
129    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
130    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
131    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
132
133 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
134    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
135    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
136    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
137    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
138    and/or 5.  */
139
140 #define NUM_FACTORS 4
141
142 struct _factor { int factor, count; } factors[NUM_FACTORS]
143   = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
144       
145 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
146
147 enum unroll_types { UNROLL_COMPLETELY, UNROLL_MODULO, UNROLL_NAIVE };
148
149 #include "config.h"
150 #include "system.h"
151 #include "rtl.h"
152 #include "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, 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 ;
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    PATTERN must be the result of single_set.
1456    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1457
1458 static rtx
1459 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1460      rtx pattern, src_insn;
1461      int regno;
1462 {
1463   rtx increment;
1464   rtx increment_total = 0;
1465   int tries = 0;
1466
1467  retry:
1468   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1469      as the set source.  */
1470   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1471     {
1472       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1473          to the new_reg.  */
1474       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1475       pattern = PATTERN (src_insn);
1476       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1477         abort ();
1478                   
1479       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1480          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1481       delete_insn (get_last_insn ());
1482     }
1483
1484   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1485   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1486   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1487     {
1488       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1489          too big to be an add immed operand.  */
1490       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1491       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1492
1493       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1494          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1495          one of the LO_SUM rtx.  */
1496       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1497         increment = XEXP (increment, 1);
1498
1499       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1500          note to the store insn.  */
1501       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1502         {
1503           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1504           if (note)
1505             increment = XEXP (note, 0);
1506         }
1507
1508       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1509                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1510                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1511         {
1512           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1513              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1514           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1515           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1516
1517           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1518           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1519           /* Don't need the last insn anymore.  */
1520           delete_insn (get_last_insn ());
1521
1522           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1523               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1524             abort ();
1525
1526           if (code == IOR)
1527             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1528           else if (code == PLUS)
1529             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1530           else
1531             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1532         }
1533
1534       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1535         abort ();
1536                   
1537       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1538          so delete it.  */
1539       delete_insn (get_last_insn ());
1540     }
1541
1542   if (increment_total)
1543     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1544   else
1545     increment_total = increment;
1546
1547   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1548      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1549   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1550       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1551     {
1552       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1553          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1554          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1555
1556       if (tries == 0)
1557         {
1558           tries++;
1559
1560           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1561           pattern = PATTERN (src_insn);
1562
1563           delete_insn (get_last_insn ());
1564
1565           goto retry;
1566         }
1567
1568       abort ();
1569     }
1570
1571   return increment_total;
1572 }
1573
1574 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1575    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1576    the reg_map entries can change during copying.  */
1577
1578 static rtx
1579 initial_reg_note_copy (notes, map)
1580      rtx notes;
1581      struct inline_remap *map;
1582 {
1583   rtx copy;
1584
1585   if (notes == 0)
1586     return 0;
1587
1588   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1589   PUT_MODE (copy, GET_MODE (notes));
1590
1591   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1592     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map);
1593   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1594     /* Don't substitute for these yet.  */
1595     XEXP (copy, 0) = XEXP (notes, 0);
1596   else
1597     abort ();
1598
1599   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1600
1601   return copy;
1602 }
1603
1604 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1605
1606 static void
1607 final_reg_note_copy (notes, map)
1608      rtx notes;
1609      struct inline_remap *map;
1610 {
1611   rtx note;
1612
1613   for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
1614     if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1615       XEXP (note, 0) = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1616 }
1617
1618 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1619    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1620   
1621 static void
1622 copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1623                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1624                 copy_notes_from)
1625      rtx copy_start, copy_end;
1626      struct inline_remap *map;
1627      rtx exit_label;
1628      int last_iteration;
1629      enum unroll_types unroll_type;
1630      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1631 {
1632   rtx insn, pattern;
1633   rtx set, tem, copy;
1634   int dest_reg_was_split, i;
1635 #ifdef HAVE_cc0
1636   rtx cc0_insn = 0;
1637 #endif
1638   rtx final_label = 0;
1639   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1640
1641   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1642      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1643      after the end of this loop body if it was ever used.
1644
1645      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1646      to itself.  */
1647   if (! last_iteration)
1648     {
1649       final_label = gen_label_rtx ();
1650       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label),
1651                         final_label); 
1652     }
1653   else
1654     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1655
1656   start_sequence ();
1657   
1658   insn = copy_start;
1659   do
1660     {
1661       insn = NEXT_INSN (insn);
1662       
1663       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1664       
1665       switch (GET_CODE (insn))
1666         {
1667         case INSN:
1668           pattern = PATTERN (insn);
1669           copy = 0;
1670           giv_inc = 0;
1671           
1672           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1673              some split address givs.  (Combined in the sense that 
1674              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1675              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1676              find the address givs.  Then split the address givs.
1677              Do this before splitting the giv, since that may map the
1678              SET_DEST to a new register.  */
1679           
1680           if ((set = single_set (insn))
1681               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1682               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1683             {
1684               struct iv_class *bl;
1685               struct induction *v, *tv;
1686               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1687               
1688               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1689               bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
1690               
1691               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1692                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1693                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1694                  we might accidentally delete insns generated immediately
1695                  below by emit_unrolled_add.  */
1696
1697               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1698
1699               /* Now find all address giv's that were combined with this
1700                  giv 'v'.  */
1701               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1702                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1703                   {
1704                     int this_giv_inc;
1705
1706                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1707                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1708                       continue;
1709
1710                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1711                        the two givs are different.  */
1712                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1713                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1714                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1715                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1716                        
1717                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1718                     *tv->location = tv->dest_reg;
1719                     
1720                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1721                       {
1722                         /* Must emit an insn to increment the split address
1723                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1724                            was a constant eliminated from the address.  */
1725                         rtx value, dest_reg;
1726                         
1727                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1728                            or else a register plus a constant.  */
1729                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1730                           dest_reg = tv->dest_reg;
1731                         else
1732                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1733                         
1734                         /* Check for shared address givs, and avoid
1735                            incrementing the shared pseudo reg more than
1736                            once.  */
1737                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1738                           {
1739                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1740                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1741                                to add the const_adjust amount before calling
1742                                emit_unrolled_add below.  */
1743                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1744                                                    tv->const_adjust);
1745
1746                             /* The constant could be too large for an add
1747                                immediate, so can't directly emit an insn
1748                                here.  */
1749                             emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1750                                                XEXP (value, 1));
1751                           }
1752                         
1753                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1754                            it is used after the set we have just emitted.
1755                            We must subtract the const_adjust factor added in
1756                            above.  */
1757                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1758                                                       - tv->const_adjust);
1759                         *tv->location = tv->dest_reg;
1760                       }
1761                   }
1762             }
1763           
1764           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1765              how to split the variable, create a new set based on this split,
1766              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1767              use the new split variable.  */
1768           
1769           dest_reg_was_split = 0;
1770           
1771           if ((set = single_set (insn))
1772               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1773               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1774             {
1775               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1776               
1777               dest_reg_was_split = 1;
1778               
1779               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1780                  already computed above.  */
1781
1782               if (giv_inc == 0)
1783                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1784               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1785               giv_src_reg = SET_DEST (set);
1786
1787               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1788                 {
1789                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1790                      variable to a known constant value.  */
1791                   
1792                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1793                      value, so we must use plus_constant here.  */
1794                   splittable_regs[regno]
1795                     = plus_constant (splittable_regs[regno], INTVAL (giv_inc));
1796
1797                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1798                     {
1799                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1800                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1801                     }
1802                   else
1803                     {
1804                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1805                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1806                          variable.  */
1807                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1808                       giv_inc = const0_rtx;
1809                     }
1810                 }
1811               else
1812                 {
1813                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1814                      register for the iteration variable, and set it to
1815                      be a constant plus the original register.  Except
1816                      on the last iteration, when the result has to
1817                      go back into the original iteration var register.  */
1818                   
1819                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1820                      when split.  This happens for bivs which need their
1821                      final value set before loop entry.  The new register
1822                      for the biv was stored in the biv's first struct
1823                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1824
1825                   if (regno < max_reg_before_loop
1826                       && reg_iv_type[regno] == BASIC_INDUCT)
1827                     {
1828                       giv_src_reg = reg_biv_class[regno]->biv->src_reg;
1829                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1830                     }
1831                   
1832 #if 0
1833                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1834                      this would have to remap those givs also.  See
1835                      find_splittable_regs.  */
1836 #endif
1837                   
1838                   splittable_regs[regno]
1839                     = GEN_INT (INTVAL (giv_inc)
1840                                + INTVAL (splittable_regs[regno]));
1841                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1842                   
1843                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1844                      of this insn to a new register, and setting its
1845                      reg_map entry to point to this new register.
1846
1847                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1848                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1849                      to ensure that the iv will have the proper value when
1850                      the loop exits or repeats.
1851
1852                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1853                      because it can only be greater than one if all
1854                      instructions modifying the iv are always executed in
1855                      order.  */
1856
1857                   if (! last_iteration
1858                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1859                     {
1860                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1861                       giv_dest_reg = tem;
1862                       map->reg_map[regno] = tem;
1863                       record_base_value (REGNO (tem), giv_src_reg);
1864                     }
1865                   else
1866                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1867                 }
1868
1869               /* The constant being added could be too large for an add
1870                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1871               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1872               copy = get_last_insn ();
1873               pattern = PATTERN (copy);
1874             }
1875           else
1876             {
1877               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map);
1878               copy = emit_insn (pattern);
1879             }
1880           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1881           
1882 #ifdef HAVE_cc0
1883           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
1884              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
1885              In that case, the call to recog via validate_change will
1886              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
1887              do it when we emit the following insn.
1888
1889              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
1890              unsigned compares.  The compare patterns must check the
1891              following branch insn to see which what kind of compare to
1892              emit.
1893
1894              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
1895              well.  */
1896           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
1897             cc0_insn = copy;
1898           else
1899             {
1900               if (cc0_insn)
1901                 try_constants (cc0_insn, map);
1902               cc0_insn = 0;
1903               try_constants (copy, map);
1904             }
1905 #else
1906           try_constants (copy, map);
1907 #endif
1908
1909           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
1910              know there are no backward branches across iteration variable
1911              settings which would invalidate this.  */
1912           if (dest_reg_was_split)
1913             {
1914               int regno = REGNO (SET_DEST (pattern));
1915
1916               if (regno < map->const_equiv_map_size
1917                   && map->const_age_map[regno] == map->const_age)
1918                 map->const_age_map[regno] = -1;
1919             }
1920           break;
1921           
1922         case JUMP_INSN:
1923           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
1924           copy = emit_jump_insn (pattern);
1925           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1926
1927           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
1928               && ! last_iteration)
1929             {
1930               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
1931                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
1932                  In this case, we want to change the original fall through
1933                  case to be a branch past the end of the loop, and the
1934                  original jump label case to fall_through.  */
1935
1936               if (invert_exp (pattern, copy))
1937                 {
1938                   if (! redirect_exp (&pattern,
1939                                       get_label_from_map (map,
1940                                                           CODE_LABEL_NUMBER
1941                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
1942                                       exit_label, copy))
1943                     abort ();
1944                 }
1945               else
1946                 {
1947                   rtx jmp;
1948                   rtx lab = gen_label_rtx ();
1949                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
1950                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
1951                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
1952                      that.  */
1953                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
1954                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
1955                   emit_label_after (lab, jmp);
1956                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
1957                   if (! redirect_exp (&pattern,
1958                                       get_label_from_map (map,
1959                                                           CODE_LABEL_NUMBER
1960                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
1961                                       lab, copy))
1962                     abort ();
1963                 }
1964             }
1965           
1966 #ifdef HAVE_cc0
1967           if (cc0_insn)
1968             try_constants (cc0_insn, map);
1969           cc0_insn = 0;
1970 #endif
1971           try_constants (copy, map);
1972
1973           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
1974              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
1975           if (JUMP_LABEL (insn))
1976             {
1977               rtx label = 0;
1978
1979               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
1980                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
1981               if ((set = single_set (copy)))
1982                 {
1983                   tem = SET_SRC (set);
1984                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
1985                     label = XEXP (tem, 0);
1986                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
1987                     {
1988                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
1989                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
1990                       else
1991                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
1992                     }
1993                 }
1994
1995               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
1996                 JUMP_LABEL (copy) = label;
1997               else
1998                 {
1999                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2000                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2001                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2002                   JUMP_LABEL (copy)
2003                     = get_label_from_map (map, 
2004                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn))); 
2005                 }
2006           
2007               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2008                  use count so that the label will not be deleted when the
2009                  original jump is deleted.  */
2010               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2011             }
2012           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2013                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2014             {
2015               rtx pat = PATTERN (copy);
2016               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2017               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2018               int i;
2019
2020               for (i = 0; i < len; i++)
2021                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2022             }
2023
2024           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2025              direction is now known, we must do something special.  */
2026           if (condjump_p (insn) && !simplejump_p (insn) && map->last_pc_value)
2027             {
2028 #ifdef HAVE_cc0
2029               /* The previous insn set cc0 for us.  So delete it.  */
2030               delete_insn (PREV_INSN (copy));
2031 #endif
2032
2033               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2034               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2035                 {
2036                   /* Don't let delete_insn delete the label referenced here,
2037                      because we might possibly need it later for some other
2038                      instruction in the loop.  */
2039                   if (JUMP_LABEL (copy))
2040                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2041                   delete_insn (copy);
2042                   if (JUMP_LABEL (copy))
2043                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))--;
2044                   copy = 0;
2045                 }
2046               else
2047                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2048                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2049                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2050                 emit_barrier ();
2051             }
2052           break;
2053           
2054         case CALL_INSN:
2055           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
2056           copy = emit_call_insn (pattern);
2057           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2058
2059           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2060              than hard registers, we need to copy it.  */
2061           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2062             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), map);
2063
2064 #ifdef HAVE_cc0
2065           if (cc0_insn)
2066             try_constants (cc0_insn, map);
2067           cc0_insn = 0;
2068 #endif
2069           try_constants (copy, map);
2070
2071           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2072           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2073             map->const_equiv_map[i] = 0;
2074           break;
2075           
2076         case CODE_LABEL:
2077           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2078              copy of this label since no one will use it.  */
2079
2080           if (insn != start_label)
2081             {
2082               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2083                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2084               map->const_age++;
2085             }
2086           break;
2087           
2088         case BARRIER:
2089           copy = emit_barrier ();
2090           break;
2091           
2092         case NOTE:
2093           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.  If placed
2094              anywhere else, loop may generate bad code.  */
2095              
2096           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2097               && (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2098                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2099             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2100                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2101           else
2102             copy = 0;
2103           break;
2104           
2105         default:
2106           abort ();
2107           break;
2108         }
2109       
2110       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2111     }
2112   while (insn != copy_end);
2113   
2114   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2115   insn = copy_start;
2116   do
2117     {
2118       insn = NEXT_INSN (insn);
2119       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2120            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2121           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2122         final_reg_note_copy (REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2123     }
2124   while (insn != copy_end);
2125
2126   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2127      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2128      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2129      iteration, because the original notes won't be deleted.
2130
2131      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2132      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2133      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2134      copy) when not from preconditioning code.  */
2135
2136   if (! last_iteration)
2137     {
2138       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2139         {
2140           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2141               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED)
2142             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2143         }
2144     }
2145
2146   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2147     emit_label (final_label);
2148
2149   tem = gen_sequence ();
2150   end_sequence ();
2151   emit_insn_before (tem, insert_before);
2152 }
2153 \f
2154 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2155    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2156    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2157
2158 void
2159 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2160      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2161 {
2162   rtx result;
2163
2164   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
2165                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2166
2167   if (dest_reg != result)
2168     emit_move_insn (dest_reg, result);
2169 }
2170 \f
2171 /* Searches the insns between INSN and LOOP_END.  Returns 1 if there
2172    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2173    LOOP_START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2174
2175 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2176    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2177    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2178
2179 int
2180 back_branch_in_range_p (insn, loop_start, loop_end)
2181      rtx insn;
2182      rtx loop_start, loop_end;
2183 {
2184   rtx p, q, target_insn;
2185   rtx orig_loop_end = loop_end;
2186
2187   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2188   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2189   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2190     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2191
2192   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2193      deleted insn following it.  */
2194   while (INSN_DELETED_P (insn))
2195     insn = NEXT_INSN (insn);
2196
2197   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2198      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2199      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2200   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2201     return 0;
2202
2203   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2204     {
2205       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2206         {
2207           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2208           
2209           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2210              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2211              since insn may not have an LUID entry.  */
2212           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2213             if (q == target_insn)
2214               return 1;
2215         }
2216     }
2217
2218   return 0;
2219 }
2220
2221 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2222    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2223    value of giv's.  */
2224
2225 static rtx
2226 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2227      rtx mult1, mult2, add1;
2228      enum machine_mode mode;
2229 {
2230   rtx temp, mult_res;
2231   rtx result;
2232
2233   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2234      check to make sure.  */
2235   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2236       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2237       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2238     abort ();
2239
2240   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2241      will be a constant.  */
2242   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2243     {
2244       temp = mult2;
2245       mult2 = mult1;
2246       mult1 = temp;
2247     }
2248
2249   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2250   if (! mult_res)
2251     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2252
2253   /* Again, put the constant second.  */
2254   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2255     {
2256       temp = add1;
2257       add1 = mult_res;
2258       mult_res = temp;
2259     }
2260
2261   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2262   if (! result)
2263     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2264
2265   return result;
2266 }
2267
2268 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2269    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2270
2271    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2272    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2273
2274 rtx 
2275 biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end)
2276      struct iv_class *bl;
2277      rtx loop_start, loop_end;
2278 {
2279   struct induction *v;
2280   rtx result;
2281
2282   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2283      instruction must be executed only once each time through the loop.
2284      To verify this, we check that the the insn is always executed, and that
2285      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2286      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2287      an increment).  */
2288
2289   result = const0_rtx;
2290   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2291     {
2292       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2293           && ! back_branch_in_range_p (v->insn, loop_start, loop_end))
2294         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2295       else
2296         return 0;
2297     }
2298
2299   return result;
2300 }
2301
2302 /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
2303    that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
2304    the strength reduction pass to calculate these values.
2305
2306    Initial_value and/or increment are set to zero if their values could not
2307    be calculated.  */
2308
2309 void
2310 iteration_info (iteration_var, initial_value, increment, loop_start, loop_end)
2311      rtx iteration_var, *initial_value, *increment;
2312      rtx loop_start, loop_end;
2313 {
2314   struct iv_class *bl;
2315 #if 0
2316   struct induction *v;
2317 #endif
2318
2319   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
2320   *initial_value = 0;
2321   *increment = 0;
2322
2323   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
2324      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
2325      value if possible.  */
2326
2327   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
2328      reg_iv_type entry for it.  */
2329   if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2330     {
2331       if (loop_dump_stream)
2332         fprintf (loop_dump_stream,
2333                  "Loop unrolling: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
2334       return;
2335     }
2336
2337   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
2338      could result in a number of iterations greater than the range of our
2339      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_n_iterations.  */
2340   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
2341             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
2342     {
2343       if (loop_dump_stream)
2344         fprintf (loop_dump_stream,
2345                  "Loop unrolling: Iteration var rejected because mode too large.\n");
2346       return;
2347     }
2348   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
2349     {
2350       if (loop_dump_stream)
2351         fprintf (loop_dump_stream,
2352                  "Loop unrolling: Iteration var not an integer.\n");
2353       return;
2354     }
2355   else if (reg_iv_type[REGNO (iteration_var)] == BASIC_INDUCT)
2356     {
2357       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
2358       bl = reg_biv_class[REGNO (iteration_var)];
2359       *initial_value = bl->initial_value;
2360
2361       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2362     }
2363   else if (reg_iv_type[REGNO (iteration_var)] == GENERAL_INDUCT)
2364     {
2365 #if 1
2366       /* ??? The code below does not work because the incorrect number of
2367          iterations is calculated when the biv is incremented after the giv
2368          is set (which is the usual case).  This can probably be accounted
2369          for by biasing the initial_value by subtracting the amount of the
2370          increment that occurs between the giv set and the giv test.  However,
2371          a giv as an iterator is very rare, so it does not seem worthwhile
2372          to handle this.  */
2373       /* ??? An example failure is: i = 6; do {;} while (i++ < 9).  */
2374       if (loop_dump_stream)
2375         fprintf (loop_dump_stream,
2376                  "Loop unrolling: Giv iterators are not handled.\n");
2377       return;
2378 #else
2379       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
2380          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
2381       v = reg_iv_info[REGNO (iteration_var)];
2382       bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2383       *initial_value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, bl->initial_value,
2384                                           v->add_val, v->mode);
2385       
2386       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
2387
2388       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2389       if (*increment)
2390         *increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, *increment, const0_rtx,
2391                                         v->mode);
2392 #endif
2393     }
2394   else
2395     {
2396       if (loop_dump_stream)
2397         fprintf (loop_dump_stream,
2398                  "Loop unrolling: Not basic or general induction var.\n");
2399       return;
2400     }
2401 }
2402
2403 /* Calculate the approximate final value of the iteration variable
2404    which has an loop exit test with code COMPARISON_CODE and comparison value
2405    of COMPARISON_VALUE.  Also returns an indication of whether the comparison
2406    was signed or unsigned, and the direction of the comparison.  This info is
2407    needed to calculate the number of loop iterations.  */
2408
2409 static rtx
2410 approx_final_value (comparison_code, comparison_value, unsigned_p, compare_dir)
2411      enum rtx_code comparison_code;
2412      rtx comparison_value;
2413      int *unsigned_p;
2414      int *compare_dir;
2415 {
2416   /* Calculate the final value of the induction variable.
2417      The exact final value depends on the branch operator, and increment sign.
2418      This is only an approximate value.  It will be wrong if the iteration
2419      variable is not incremented by one each time through the loop, and
2420      approx final value - start value % increment != 0.  */
2421
2422   *unsigned_p = 0;
2423   switch (comparison_code)
2424     {
2425     case LEU:
2426       *unsigned_p = 1;
2427     case LE:
2428       *compare_dir = 1;
2429       return plus_constant (comparison_value, 1);
2430     case GEU:
2431       *unsigned_p = 1;
2432     case GE:
2433       *compare_dir = -1;
2434       return plus_constant (comparison_value, -1);
2435     case EQ:
2436       /* Can not calculate a final value for this case.  */
2437       *compare_dir = 0;
2438       return 0;
2439     case LTU:
2440       *unsigned_p = 1;
2441     case LT:
2442       *compare_dir = 1;
2443       return comparison_value;
2444       break;
2445     case GTU:
2446       *unsigned_p = 1;
2447     case GT:
2448       *compare_dir = -1;
2449       return comparison_value;
2450     case NE:
2451       *compare_dir = 0;
2452       return comparison_value;
2453     default:
2454       abort ();
2455     }
2456 }
2457
2458 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2459    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2460    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2461    in the splittable_regs array.
2462
2463    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2464    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2465    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2466    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2467    value of the induction variable and the value the induction variable had
2468    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2469
2470    Returns the total number of instructions that set registers that are
2471    splittable.  */
2472
2473 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2474    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2475    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2476    should not involve a multiply however.  */
2477
2478 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2479    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2480    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2481
2482 static int
2483 find_splittable_regs (unroll_type, loop_start, loop_end, end_insert_before,
2484                      unroll_number)
2485      enum unroll_types unroll_type;
2486      rtx loop_start, loop_end;
2487      rtx end_insert_before;
2488      int unroll_number;
2489 {
2490   struct iv_class *bl;
2491   struct induction *v;
2492   rtx increment, tem;
2493   rtx biv_final_value;
2494   int biv_splittable;
2495   int result = 0;
2496
2497   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
2498     {
2499       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2500          otherwise we can not calculate the split values.  */
2501
2502       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2503       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2504         continue;
2505
2506       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2507          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2508          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2509          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2510          value on loop exit.  */
2511
2512       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2513          a fall through at the end.  */
2514
2515       biv_splittable = 1;
2516       biv_final_value = 0;
2517       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2518           && (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2519               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2520           && (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (loop_end)
2521               || ! bl->init_insn
2522               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2523               || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
2524                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2525               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2526           && ! (biv_final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end)))
2527         biv_splittable = 0;
2528
2529       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2530          PLUS, we don't know how to split it.  */
2531       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2532         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2533             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2534             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2535             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2536           biv_splittable = 0;
2537
2538       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2539          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2540          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2541          biv's value in their initialization code.  */
2542
2543       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2544          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2545
2546       if (biv_splittable == 1)
2547         {
2548           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2549             {
2550               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2551                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2552                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2553                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2554
2555               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2556                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2557                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2558                       || ! invariant_p (bl->initial_value)))
2559                 {
2560                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2561
2562                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val);
2563                   emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2564                                     loop_start);
2565
2566                   if (loop_dump_stream)
2567                     fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2568                              bl->regno, REGNO (tem));
2569
2570                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2571                 }
2572               else
2573                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2574             }
2575           else
2576             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2577
2578           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2579              we can treat the last one specially.  */
2580
2581           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2582           result += bl->biv_count;
2583
2584           if (loop_dump_stream)
2585             fprintf (loop_dump_stream,
2586                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2587         }
2588
2589       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2590          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2591          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2592          loop, and the givs aren't.  */
2593
2594       result += find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end,
2595                                      increment, unroll_number);
2596
2597       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2598          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2599          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2600          biv's value in their initialization code.  */
2601       if (biv_final_value)
2602         {
2603           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2604              loop to ensure that it will always be executed no matter
2605              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2606              since this is slightly more efficient.  */
2607           if (! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
2608             emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2609                                              biv_final_value),
2610                               end_insert_before);
2611           else
2612             {
2613               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2614                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2615                  is set to its final value before loop start to ensure that
2616                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2617                  exits.  */
2618               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2619               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val);
2620
2621               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2622                                 loop_start);
2623               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2624                                                biv_final_value),
2625                                 loop_start);
2626
2627               if (loop_dump_stream)
2628                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2629                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2630
2631               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2632                  register.  */
2633               bl->biv->src_reg = tem;
2634             }
2635         }
2636     }
2637   return result;
2638 }
2639
2640 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2641    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2642    instruction.  */
2643
2644 static int
2645 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2646      struct induction *v;
2647      rtx giv_inc;
2648      int unroll_number;
2649 {
2650   int ret = 1;
2651   rtx orig_addr = *v->location;
2652   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2653                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2654
2655   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2656      that we have may have a match_dup.  */
2657   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2658       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2659     ret = 0;
2660
2661   /* Now put things back the way they were before.  This will always
2662    succeed.  */
2663   validate_change (v->insn, v->location, orig_addr, 0);
2664
2665   return ret;
2666 }
2667
2668 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2669    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2670
2671    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2672
2673 static int
2674 find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end, increment,
2675                       unroll_number)
2676      struct iv_class *bl;
2677      enum unroll_types unroll_type;
2678      rtx loop_start, loop_end;
2679      rtx increment;
2680      int unroll_number;
2681 {
2682   struct induction *v, *v2;
2683   rtx final_value;
2684   rtx tem;
2685   int result = 0;
2686
2687   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2688      multiple identical givs in the same insn.  */
2689   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2690     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2691       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2692           && ! v2->same_insn)
2693         v2->same_insn = v;
2694
2695   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2696     {
2697       rtx giv_inc, value;
2698
2699       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2700          being completely unrolled.  */
2701       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2702         continue;
2703
2704       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2705          and only once on every iteration of the loop.  */
2706       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2707          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2708          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2709          won't reach here if they aren't.  */
2710       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2711           && (! v->always_computable
2712               || back_branch_in_range_p (v->insn, loop_start, loop_end)))
2713         continue;
2714       
2715       /* The giv increment value must be a constant.  */
2716       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2717                                    v->mode);
2718       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2719         continue;
2720
2721       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2722          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2723          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2724          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2725          proper value on loop exit.  */
2726           
2727       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2728          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2729          DEST_ADDR giv.  */
2730
2731       final_value = 0;
2732       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2733           && (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2734               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2735           && v->giv_type != DEST_ADDR
2736           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2737              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2738              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2739           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2740               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2741                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2742                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2743                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2744                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2745                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2746                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2747               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2748               || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg))]
2749                   >= INSN_LUID (loop_end)))
2750           && ! (final_value = v->final_value))
2751         continue;
2752
2753 #if 0
2754       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2755       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2756          code below does.  */
2757
2758       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2759          then must emit an instruction to set the final value.  */
2760       if (final_value && !v->new_reg)
2761         {
2762           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2763              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2764              to its final value before loop start to ensure that this insn
2765              will always be executed, no matter how we exit.  */
2766           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2767           emit_insn_before (gen_move_insn (tem, v->dest_reg), loop_start);
2768           emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, final_value),
2769                             loop_start);
2770           
2771           if (loop_dump_stream)
2772             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2773                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2774           
2775           v->src_reg = tem;
2776         }
2777 #endif
2778
2779       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2780          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2781
2782       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2783         {
2784           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2785              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2786              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2787              be set, so then we do exactly the same thing as
2788              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2789           rtx biv_initial_value;
2790
2791           if (splittable_regs[bl->regno])
2792             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2793           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2794                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2795                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2796             biv_initial_value = bl->initial_value;
2797           else
2798             {
2799               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2800
2801               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val);
2802               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2803                                 loop_start);
2804               biv_initial_value = tem;
2805             }
2806           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2807                                      v->add_val, v->mode);
2808         }
2809       else
2810         value = const0_rtx;
2811
2812       if (v->new_reg)
2813         {
2814           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2815              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2816              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2817              case.  */
2818           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2819             {
2820               if (loop_dump_stream)
2821                 fprintf (loop_dump_stream,
2822                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2823               continue;
2824             }
2825           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2826              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2827           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2828             {
2829               /* If value is not a constant, register, or register plus
2830                  constant, then compute its value into a register before
2831                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2832                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2833                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2834                  is going before the loop start.  */
2835               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2836                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2837                   && GET_CODE (value) != REG
2838                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2839                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2840                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2841                 {
2842                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2843                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val);
2844                   emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
2845                                     v->add_val, tem, loop_start);
2846                   value = tem;
2847                 }
2848                 
2849               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2850             }
2851           else
2852             {
2853               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2854                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2855                  unnecessary.  */
2856
2857               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2858                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2859                  what we want for split addr regs. We always create a new
2860                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2861
2862               /* If we have multiple identical address givs within a
2863                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2864                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2865                  of the other.  */
2866
2867               v->const_adjust = 0;
2868
2869               if (v->same_insn)
2870                 {
2871                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2872                   if (loop_dump_stream)
2873                     fprintf (loop_dump_stream,
2874                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2875                              INSN_UID (v->insn));
2876                 }
2877               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2878                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2879                  each.  */
2880               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2881                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2882                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2883                        && v->same->unrolled
2884                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2885                           where the add and mult values are not equal.
2886                           To share a register here, the values must be
2887                           equal.  */
2888                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2889                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val))
2890
2891                 {
2892                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2893                   v->shared = 1;
2894                 }
2895               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2896                 {
2897                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2898                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2899                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2900
2901                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2902                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val);
2903                   v->unrolled = 1;
2904
2905                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2906                      then this constant can be pulled out and put in value,
2907                      instead of being part of the initialization code.  */
2908                   
2909                   if (GET_CODE (v->new_reg) == PLUS
2910                       && GET_CODE (XEXP (v->new_reg, 1)) == CONST_INT)
2911                     {
2912                       v->dest_reg
2913                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (v->new_reg,1)));
2914
2915                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2916                          Try to validate both the first and the last
2917                          address resulting from loop unrolling, if
2918                          one fails, then can't do const elim here.  */
2919                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2920                         {
2921                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2922                              that we can calculate the dest_reg's increment
2923                              value later.  */
2924                           v->const_adjust = - INTVAL (XEXP (v->new_reg, 1));
2925
2926                           v->new_reg = XEXP (v->new_reg, 0);
2927                           if (loop_dump_stream)
2928                             fprintf (loop_dump_stream,
2929                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2930                                      REGNO (tem));
2931                         }
2932                       else
2933                         v->dest_reg = tem;
2934                     }
2935                   else
2936                     v->dest_reg = tem;
2937                   
2938                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2939                      now, and fail completely if either the first or the last
2940                      unrolled copy of the address is not a valid address
2941                      for the instruction that uses it.  */
2942                   if (v->dest_reg == tem
2943                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2944                     {
2945                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2946                         if (v2->same_insn == v)
2947                           v2->same_insn = 0;
2948
2949                       if (loop_dump_stream)
2950                         fprintf (loop_dump_stream,
2951                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2952                                  INSN_UID (v->insn));
2953                       continue;
2954                     }
2955                   
2956                   /* To initialize the new register, just move the value of
2957                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2958                      instruction on machines with complex addressing modes.
2959                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2960                      to calculate the value from scratch.  */
2961                   emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2962                                                  copy_rtx (v->new_reg)),
2963                                     loop_start);
2964                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop_start)) < 0)
2965                     {
2966                       rtx sequence, ret;
2967
2968                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2969                          value, because the loop may have been preconditioned.
2970                          We must calculate it from NEW_REG.  Try using
2971                          force_operand instead of emit_iv_add_mult.  */
2972                       delete_insn (PREV_INSN (loop_start));
2973
2974                       start_sequence ();
2975                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2976                       if (ret != tem)
2977                         emit_move_insn (tem, ret);
2978                       sequence = gen_sequence ();
2979                       end_sequence ();
2980                       emit_insn_before (sequence, loop_start);
2981
2982                       if (loop_dump_stream)
2983                         fprintf (loop_dump_stream,
2984                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2985                     }
2986                 }
2987               else
2988                 {
2989                   v->dest_reg = value;
2990                   
2991                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2992                      if the resulting address would be invalid.  */
2993                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2994                     {
2995                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2996                         if (v2->same_insn == v)
2997                           v2->same_insn = 0;
2998
2999                       if (loop_dump_stream)
3000                         fprintf (loop_dump_stream,
3001                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3002                                  INSN_UID (v->insn));
3003                       continue;
3004                     }
3005                 }
3006               
3007               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3008                  will not be a problem as this insn will always be copied
3009                  later.  */
3010               
3011               *v->location = v->dest_reg;
3012               
3013               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3014                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3015                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3016                  itself does not have to be splittable.  */
3017               
3018               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3019                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3020               
3021               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3022                 {
3023                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3024                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3025                   
3026                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3027                   
3028                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3029                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3030                   if (! v->same)
3031                     {
3032                       v->same = v;
3033                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3034                     }
3035                 }
3036
3037               if (loop_dump_stream)
3038                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3039             }
3040         }
3041       else
3042         {
3043 #if 0
3044           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3045              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3046              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3047              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3048              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3049              be live across loop iterations.  */
3050           
3051           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3052           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3053                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3054 #else
3055           continue;
3056 #endif
3057         }
3058       
3059       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3060          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3061          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3062          where this may not be a register.  */
3063
3064       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3065         {
3066           int count = 1;
3067           if (! v->ignore)
3068             count = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)]->biv_count;
3069
3070           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3071         }
3072
3073       result++;
3074       
3075       if (loop_dump_stream)
3076         {
3077           int regnum;
3078           
3079           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3080             regnum = -1;
3081           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3082             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3083           else
3084             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3085           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3086                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3087         }
3088     }
3089
3090   return result;
3091 }
3092 \f
3093 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3094    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3095    the register to some value, and appears before the first use of the register
3096    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3097
3098 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3099    it can search past if statements and other similar structures.  */
3100
3101 static int
3102 reg_dead_after_loop (reg, loop_start, loop_end)
3103      rtx reg, loop_start, loop_end;
3104 {
3105   rtx insn, label;
3106   enum rtx_code code;
3107   int jump_count = 0;
3108   int label_count = 0;
3109   int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
3110
3111   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3112      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3113      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3114      such inner loop exits.  */
3115      
3116   for (label = loop_number_exit_labels[this_loop_num]; label;
3117        label = LABEL_NEXTREF (label))
3118     label_count++;
3119
3120   if (label_count != loop_number_exit_count[this_loop_num])
3121     return 0;
3122
3123   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3124      here which points to the loop_end, and append the loop_number_exit_labels
3125      list to it.  */
3126   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop_end);
3127   LABEL_NEXTREF (label) = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
3128
3129   for ( ; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3130     {
3131       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3132          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3133          a conditional jump.  */
3134
3135       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3136       while (insn)
3137         {
3138           code = GET_CODE (insn);
3139           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3140             {
3141               rtx set;
3142
3143               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3144                 return 0;
3145
3146               set = single_set (insn);
3147               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3148                 break;
3149             }
3150
3151           if (code == JUMP_INSN)
3152             {
3153               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3154                 break;
3155               else if (! simplejump_p (insn)
3156                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3157                        || jump_count++ > 20)
3158                 return 0;
3159               else
3160                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3161             }
3162
3163           insn = NEXT_INSN (insn);
3164         }
3165     }
3166
3167   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3168   return 1;
3169 }
3170
3171 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3172    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3173   
3174 rtx
3175 final_biv_value (bl, loop_start, loop_end)
3176      struct iv_class *bl;
3177      rtx loop_start, loop_end;
3178 {
3179   rtx increment, tem;
3180
3181   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3182
3183   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3184     return 0;
3185
3186   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3187       for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3188      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3189      no other loop exits, so we can return any value.  */
3190   if (bl->reversed)
3191     {
3192       if (loop_dump_stream)
3193         fprintf (loop_dump_stream,
3194                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3195                  
3196       return const0_rtx;
3197     }
3198
3199   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3200      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3201      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3202      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3203      value of the biv must be invariant.  */
3204
3205   if (loop_n_iterations != 0
3206       && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
3207       && invariant_p (bl->initial_value))
3208     {
3209       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
3210       
3211       if (increment && invariant_p (increment))
3212         {
3213           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3214              end to calculate this value into a temporary register in
3215              case it is needed later.  */
3216
3217           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3218           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val);
3219           /* Make sure loop_end is not the last insn.  */
3220           if (NEXT_INSN (loop_end) == 0)
3221             emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3222           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (loop_n_iterations),
3223                             bl->initial_value, tem, NEXT_INSN (loop_end));
3224
3225           if (loop_dump_stream)
3226             fprintf (loop_dump_stream,
3227                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3228           
3229           return tem;
3230         }
3231     }
3232
3233   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3234   if (reg_dead_after_loop (bl->biv->src_reg, loop_start, loop_end))
3235     {
3236       if (loop_dump_stream)
3237         fprintf (loop_dump_stream,
3238                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3239                  bl->regno);
3240
3241       return const0_rtx;
3242     }
3243
3244   return 0;
3245 }
3246
3247 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3248    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3249
3250 rtx
3251 final_giv_value (v, loop_start, loop_end)
3252      struct induction *v;
3253      rtx loop_start, loop_end;
3254 {
3255   struct iv_class *bl;
3256   rtx insn;
3257   rtx increment, tem;
3258   rtx insert_before, seq;
3259
3260   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
3261
3262   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3263      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3264      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3265      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3266   if (bl->reversed)
3267     {
3268       if (loop_dump_stream)
3269         fprintf (loop_dump_stream,
3270                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3271                  REGNO (v->dest_reg));
3272       return const0_rtx;
3273     }
3274
3275   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3276      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3277      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3278       
3279   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3280      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3281      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3282      to be known.  */
3283
3284   if (loop_n_iterations != 0
3285       && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3286     {
3287       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3288          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3289          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3290          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3291          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3292          biv value here if it is not eliminable.  */
3293
3294       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3295          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3296          be valid if it is invariant.  */
3297
3298       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
3299
3300       if (increment && invariant_p (increment)
3301           && invariant_p (bl->initial_value))
3302         {
3303           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3304              (loop_n_iterations * increment) + initial_value */
3305               
3306           /* The loop exit value of the giv is then
3307              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3308              The extra increments are any increments to the biv which
3309              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3310              We must search from the insn that sets the giv to the end
3311              of the loop to calculate this value.  */
3312
3313           insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3314
3315           /* Put the final biv value in tem.  */
3316           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3317           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val);
3318           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (loop_n_iterations),
3319                             bl->initial_value, tem, insert_before);
3320
3321           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3322           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3323                insn = NEXT_INSN (insn))
3324             {
3325               struct induction *biv;
3326
3327               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3328                 if (biv->insn == insn)
3329                   {
3330                     start_sequence ();
3331                     tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
3332                                         biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3333                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
3334                     seq = gen_sequence ();
3335                     end_sequence ();
3336                     emit_insn_before (seq, insert_before);
3337                   }
3338             }
3339           
3340           /* Now calculate the giv's final value.  */
3341           emit_iv_add_mult (tem, v->mult_val, v->add_val, tem,
3342                             insert_before);
3343           
3344           if (loop_dump_stream)
3345             fprintf (loop_dump_stream,
3346                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3347                      REGNO (v->dest_reg));
3348
3349           return tem;
3350         }
3351     }
3352
3353   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3354   if (v->replaceable)
3355     abort ();
3356
3357   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3358   if (reg_dead_after_loop (v->dest_reg, loop_start, loop_end))
3359     {
3360       if (loop_dump_stream)
3361         fprintf (loop_dump_stream,
3362                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3363                  REGNO (v->dest_reg));
3364
3365       return const0_rtx;
3366     }
3367
3368   return 0;
3369 }
3370
3371
3372 /* Calculate the number of loop iterations.  Returns the exact number of loop
3373    iterations if it can be calculated, otherwise returns zero.  */
3374
3375 unsigned HOST_WIDE_INT
3376 loop_iterations (loop_start, loop_end)
3377      rtx loop_start, loop_end;
3378 {
3379   rtx comparison, comparison_value;
3380   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3381   enum rtx_code comparison_code;
3382   HOST_WIDE_INT i;
3383   int increment_dir;
3384   int unsigned_compare, compare_dir, final_larger;
3385   unsigned long tempu;
3386   rtx last_loop_insn;
3387
3388   /* First find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3389      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3390      iteration variable.  */
3391   
3392   loop_initial_value = 0;
3393   loop_increment = 0;
3394   loop_final_value = 0;
3395   loop_iteration_var = 0;
3396
3397   /* We used to use pren_nonnote_insn here, but that fails because it might
3398      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3399      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3400      loop_end.  */
3401   last_loop_insn = PREV_INSN (loop_end);
3402
3403   comparison = get_condition_for_loop (last_loop_insn);
3404   if (comparison == 0)
3405     {
3406       if (loop_dump_stream)
3407         fprintf (loop_dump_stream,
3408                  "Loop unrolling: No final conditional branch found.\n");
3409       return 0;
3410     }
3411
3412   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3413      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3414
3415   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3416   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3417   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3418
3419   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3420     {
3421       if (loop_dump_stream)
3422         fprintf (loop_dump_stream,
3423                  "Loop unrolling: Comparison not against register.\n");
3424       return 0;
3425     }
3426
3427   /* Loop iterations is always called before any new registers are created
3428      now, so this should never occur.  */
3429
3430   if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
3431     abort ();
3432
3433   iteration_info (iteration_var, &initial_value, &increment,
3434                   loop_start, loop_end);
3435   if (initial_value == 0)
3436     /* iteration_info already printed a message.  */
3437     return 0;
3438
3439   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3440      its value from the insns before the start of the loop.  */
3441
3442   if (GET_CODE (comparison_value) == REG && invariant_p (comparison_value))
3443     {
3444       rtx insn, set;
3445     
3446       for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn ; insn = PREV_INSN (insn))
3447         {
3448           if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3449             break;
3450
3451           else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
3452                    && reg_set_p (comparison_value, insn))
3453             {
3454               /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3455                  If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3456                  then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3457               if ((set = single_set (insn))
3458                   && (SET_DEST (set) == comparison_value))
3459                 {
3460                   rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3461
3462                   /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3463                      Other things, divide in particular, will cause
3464                      problems later if we use them.  */
3465                   if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3466                       && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3467                     comparison_value = XEXP (note, 0);
3468                 }
3469               break;
3470             }
3471         }
3472     }
3473
3474   final_value = approx_final_value (comparison_code, comparison_value,
3475                                     &unsigned_compare, &compare_dir);
3476
3477   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3478      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3479      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3480      optimizations may obscure the loop's structure.  */
3481
3482   loop_iteration_var = iteration_var;
3483   loop_initial_value = initial_value;
3484   loop_increment = increment;
3485   loop_final_value = final_value;
3486   loop_comparison_code = comparison_code;
3487
3488   if (increment == 0)
3489     {
3490       if (loop_dump_stream)
3491         fprintf (loop_dump_stream,
3492                  "Loop unrolling: Increment value can't be calculated.\n");
3493       return 0;
3494     }
3495   else if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3496     {
3497       if (loop_dump_stream)
3498         fprintf (loop_dump_stream,
3499                  "Loop unrolling: Increment value not constant.\n");
3500       return 0;
3501     }
3502   else if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3503     {
3504       if (loop_dump_stream)
3505         fprintf (loop_dump_stream,
3506                  "Loop unrolling: Initial value not constant.\n");
3507       return 0;
3508     }
3509   else if (final_value == 0)
3510     {
3511       if (loop_dump_stream)
3512         fprintf (loop_dump_stream,
3513                  "Loop unrolling: EQ comparison loop.\n");
3514       return 0;
3515     }
3516   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3517     {
3518       if (loop_dump_stream)
3519         fprintf (loop_dump_stream,
3520                  "Loop unrolling: Final value not constant.\n");
3521       return 0;
3522     }
3523
3524   /* ?? Final value and initial value do not have to be constants.
3525      Only their difference has to be constant.  When the iteration variable
3526      is an array address, the final value and initial value might both
3527      be addresses with the same base but different constant offsets.
3528      Final value must be invariant for this to work.
3529
3530      To do this, need some way to find the values of registers which are
3531      invariant.  */
3532
3533   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3534   if (unsigned_compare)
3535     final_larger
3536       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3537          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3538         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3539            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3540   else
3541     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3542       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3543
3544   if (INTVAL (increment) > 0)
3545     increment_dir = 1;
3546   else if (INTVAL (increment) == 0)
3547     increment_dir = 0;
3548   else
3549     increment_dir = -1;
3550
3551   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3552      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3553      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3554      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3555      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3556      Only try to optimize the normal cases.  */
3557      
3558   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3559      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3560      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3561      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3562      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3563
3564   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3565      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3566      eliminate all of these special checks, and just always assume
3567      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3568      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3569      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3570      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3571      loops can be optimized.
3572
3573      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3574      because the action on overflow is undefined.
3575
3576      See also the special test for NE loops below.  */
3577
3578   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3579       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3580     /* Normal case.  */
3581     ;
3582   else
3583     {
3584       if (loop_dump_stream)
3585         fprintf (loop_dump_stream,
3586                  "Loop unrolling: Not normal loop.\n");
3587       return 0;
3588     }
3589
3590   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3591      so correct for that.  Note that tempu and loop_n_iterations are
3592      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3593
3594   i = INTVAL (increment);
3595   if (i > 0)
3596     tempu = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3597   else if (i < 0)
3598     {
3599       tempu = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3600       i = -i;
3601     }
3602   else
3603     abort ();
3604
3605   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss the
3606      final value.  If tempu mod i is not zero, then the iteration variable
3607      will overflow before the loop exits, and we can not calculate the
3608      number of iterations.  */
3609   if (compare_dir == 0 && (tempu % i) != 0)
3610     return 0;
3611
3612   return tempu / i + ((tempu % i) != 0);
3613 }
3614
3615 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
3616    for original instructions which remain after loop unrolling without
3617    copying.  */
3618
3619 static rtx
3620 remap_split_bivs (x)
3621      rtx x;
3622 {
3623   register enum rtx_code code;
3624   register int i;
3625   register char *fmt;
3626
3627   if (x == 0)
3628     return x;
3629
3630   code = GET_CODE (x);
3631   switch (code)
3632     {
3633     case SCRATCH:
3634     case PC:
3635     case CC0:
3636     case CONST_INT:
3637     case CONST_DOUBLE:
3638     case CONST:
3639     case SYMBOL_REF:
3640     case LABEL_REF:
3641       return x;
3642
3643     case REG:
3644 #if 0
3645       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
3646          have to remap those givs also.  */
3647 #endif
3648       if (REGNO (x) < max_reg_before_loop
3649           && reg_iv_type[REGNO (x)] == BASIC_INDUCT)
3650         return reg_biv_class[REGNO (x)]->biv->src_reg;
3651       break;
3652       
3653     default:
3654       break;
3655     }
3656
3657   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3658   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3659     {
3660       if (fmt[i] == 'e')
3661         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (XEXP (x, i));
3662       if (fmt[i] == 'E')
3663         {
3664           register int j;
3665           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3666             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (XVECEXP (x, i, j));
3667         }
3668     }
3669   return x;
3670 }
3671
3672 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
3673    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
3674    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
3675    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
3676    insns.
3677
3678    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
3679    must dominate LAST_UID.
3680
3681    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3682    may not dominate LAST_UID.
3683
3684    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3685    must dominate LAST_UID.  */
3686
3687 int
3688 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
3689      int regno;
3690      int first_uid;
3691      int last_uid;
3692      rtx copy_start;
3693      rtx copy_end;
3694 {
3695   int passed_jump = 0;
3696   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
3697
3698   while (INSN_UID (p) != first_uid)
3699     {
3700       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3701         passed_jump= 1;
3702       /* Could not find FIRST_UID.  */
3703       if (p == copy_end)
3704         return 0;
3705       p = NEXT_INSN (p);
3706     }
3707
3708   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
3709   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
3710       || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
3711     return 0;
3712
3713   /* FIRST_UID is always executed.  */
3714   if (passed_jump == 0)
3715     return 1;
3716
3717   while (INSN_UID (p) != last_uid)
3718     {
3719       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
3720          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
3721       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3722         return 0;
3723       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
3724          it must be safe.  */
3725       else if (p == copy_end)
3726         return 1;
3727       p = NEXT_INSN (p);
3728     }
3729
3730   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
3731   return 1;
3732 }