OSDN Git Service

Fix copyrights.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998,
3    1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GNU CC.
7
8 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
9 it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11 any later version.
12
13 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
14 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 GNU General Public License for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
20 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
21 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
22
23 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
24
25    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
26    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
27    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
28    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
29    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
30    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
31    the insn count.
32
33    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
34    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
35    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
36    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
37    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
38    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
39    with only one exit test needed at the end of the loop.
40
41    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
42    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
43    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
44    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
45
46    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
47    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
48    calculate its value at each place where it is set as a function of the
49    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
50    the induction variable is split into `N' different variables, one for
51    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
52    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
53    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
54    for cse.  */
55
56 /* Possible improvements follow:  */
57
58 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
59    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
60    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
61
62    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
63      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
64      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
65      eliminated.
66    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
67      can be performed for the loop.
68    Add code to check for these and similar cases.  */
69
70 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
71    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
72    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
73    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
74
75 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
76    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
77    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
78    best results, because then all register copies can be eliminated.
79    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
80    while (this)
81      {
82        next = this->cdr;
83        this->cdr = prev;
84        prev = this;
85        this = next;
86      }
87
88    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
89    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
90    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
91
92 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
93    determine the number of loop iterations for more complex loops.
94    For example, consider this loop from gdb
95    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
96      {
97        char tmp;
98        char *p = (char *) buffer;
99        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
100        int iterations = (len + 1) >> 1;
101        int i;
102        for (p; p < q; p++, q--;)
103          {
104            tmp = *q;
105            *q = *p;
106            *p = tmp;
107          }
108      }
109    Note that:
110      start value = p = &buffer + current_iteration
111      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
112    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
113    set equal to zero and solve for number of iterations:
114      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
115      current_iteration = (len - 1) / 2
116    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
117    iterations of this loop.  */
118
119 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
120    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
121    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
122    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
123    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
124    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
125    different address.  A case where this happens is when a loop containing
126    a switch statement is unrolled.
127
128    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
129    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
130    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
131    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
132    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
133
134 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
135    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
136    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
137    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
138    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
139    and/or 5.  */
140
141 #define NUM_FACTORS 4
142
143 struct _factor { int factor, count; } factors[NUM_FACTORS]
144   = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
145
146 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
147
148 enum unroll_types { UNROLL_COMPLETELY, UNROLL_MODULO, UNROLL_NAIVE };
149
150 #include "config.h"
151 #include "system.h"
152 #include "rtl.h"
153 #include "tm_p.h"
154 #include "insn-config.h"
155 #include "integrate.h"
156 #include "regs.h"
157 #include "recog.h"
158 #include "flags.h"
159 #include "function.h"
160 #include "expr.h"
161 #include "loop.h"
162 #include "toplev.h"
163
164 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
165    them.  */
166
167 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
168 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
169 #endif
170
171 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
172    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
173    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
174    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
175    that were combined with this DEST_REG giv.  */
176
177 static struct induction **addr_combined_regs;
178
179 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
180    then this will hold the current value of the register, which depends on the
181    iteration number.  */
182
183 static rtx *splittable_regs;
184
185 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
186    this indicates if it was made from a derived giv.  */
187 static char *derived_regs;
188
189 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
190    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
191    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
192    a split iv will update the original iv of the dest.  */
193
194 static int *splittable_regs_updates;
195
196 /* Forward declarations.  */
197
198 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
199 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, int));
200 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
201 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
202 static void copy_loop_body PARAMS ((rtx, rtx, struct inline_remap *, rtx, int,
203                                   enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
204 static void iteration_info PARAMS ((const struct loop *, rtx, rtx *, rtx *));
205 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
206                                          enum unroll_types, rtx, int));
207 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *, 
208                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
209                                          rtx, int));
210 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
211 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
212 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
213 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((rtx));
214 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
215 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
216 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
217
218 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
219
220    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
221    END_INSERT_BEFORE indicates where insns should be added which need
222    to be executed when the loop falls through.  STRENGTH_REDUCTION_P
223    indicates whether information generated in the strength reduction
224    pass is available.
225
226    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
227    in loop.c.  */
228
229 void
230 unroll_loop (loop, insn_count, end_insert_before, strength_reduce_p)
231      struct loop *loop;
232      int insn_count;
233      rtx end_insert_before;
234      int strength_reduce_p;
235 {
236   int i, j;
237   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
238   int unroll_number = 1;
239   rtx copy_start, copy_end;
240   rtx insn, sequence, pattern, tem;
241   int max_labelno, max_insnno;
242   rtx insert_before;
243   struct inline_remap *map;
244   char *local_label = NULL;
245   char *local_regno;
246   int max_local_regnum;
247   int maxregnum;
248   rtx exit_label = 0;
249   rtx start_label;
250   struct iv_class *bl;
251   int splitting_not_safe = 0;
252   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
253   int loop_preconditioned = 0;
254   rtx safety_label;
255   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
256      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
257      jumps).  */
258   rtx last_loop_insn;
259   rtx loop_start = loop->start;
260   rtx loop_end = loop->end;
261   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
262
263   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
264      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
265      be unrolled.  */
266   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
267     {
268       if (loop_dump_stream)
269         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
270       return;
271     }
272
273   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
274      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
275      structure of the function.  This can happen as a result of the
276      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
277   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
278      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
279      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
280      not be a significant performance problem.  */
281
282   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
283     {
284       int block_begins = 0;
285       int block_ends = 0;
286
287       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
288         {
289           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
290             {
291               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
292                 block_begins++;
293               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
294                 block_ends++;
295               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
296                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
297                 {
298                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
299                      regions, but until that time, we punt (don't
300                      unroll).  For the proper way of doing it, see
301                      expand_inline_function.  */
302
303                   if (loop_dump_stream)
304                     fprintf (loop_dump_stream,
305                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
306                   return;
307                 }
308             }
309         }
310
311       if (block_begins != block_ends)
312         {
313           if (loop_dump_stream)
314             fprintf (loop_dump_stream,
315                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
316           return;
317         }
318     }
319
320   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
321      and the size of the loop.  */
322
323   /* If there is no strength reduce info, then set
324      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
325      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
326      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
327
328   if (! strength_reduce_p)
329     loop_info->n_iterations = 0;
330
331   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
332     {
333       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
334       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
335                loop_info->n_iterations);
336       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
337     }
338
339   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
340
341   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
342
343   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
344      not the loop is being completely unrolled.  */
345
346   if (loop_info->n_iterations == 1)
347     {
348       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
349          branch at the end of the loop since they will never be taken.
350          Then return, since no other action is needed here.  */
351
352       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
353          don't do anything.  */
354
355       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
356         {
357           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
358           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
359         }
360       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
361         {
362 #ifdef HAVE_cc0
363           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
364 #endif
365           delete_insn (last_loop_insn);
366 #ifdef HAVE_cc0
367           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
368              deleted.  */
369           if (sets_cc0_p (prev))
370             delete_insn (prev);
371 #endif
372         }
373
374       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
375       if (loop->vtop)
376         delete_insn (loop->vtop);
377       if (loop->cont)
378         delete_insn (loop->cont);
379       if (loop_start)
380         delete_insn (loop_start);
381       if (loop_end)
382         delete_insn (loop_end);
383
384       return;
385     }
386   else if (loop_info->n_iterations > 0
387            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
388     {
389       unroll_number = loop_info->n_iterations;
390       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
391     }
392   else if (loop_info->n_iterations > 0)
393     {
394       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
395          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
396          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
397
398       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
399         factors[i].count = 0;
400
401       temp = loop_info->n_iterations;
402       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
403         while (temp % factors[i].factor == 0)
404           {
405             factors[i].count++;
406             temp = temp / factors[i].factor;
407           }
408
409       /* Start with the larger factors first so that we generally
410          get lots of unrolling.  */
411
412       unroll_number = 1;
413       temp = insn_count;
414       for (i = 3; i >= 0; i--)
415         while (factors[i].count--)
416           {
417             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
418               {
419                 unroll_number *= factors[i].factor;
420                 temp *= factors[i].factor;
421               }
422             else
423               break;
424           }
425
426       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
427          case.  */
428       if (unroll_number == 1)
429         {
430           if (loop_dump_stream)
431             fprintf (loop_dump_stream,
432                      "Loop unrolling: No factors found.\n");
433         }
434       else
435         unroll_type = UNROLL_MODULO;
436     }
437
438
439   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
440      size.  */
441   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
442     {
443       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
444         unroll_number = 8;
445       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
446         unroll_number = 4;
447       else
448         unroll_number = 2;
449     }
450
451   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
452
453   if (loop_dump_stream)
454     fprintf (loop_dump_stream,
455              "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
456
457
458   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
459     {
460       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
461          in rare circumstances.
462
463          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
464          of the exit code for the outer loop.
465
466          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
467          loop, so it will start with a jump to the exit code.
468
469          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
470          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
471          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
472          the instruction stream.
473
474          And finally assume that we can compute the number of iterations
475          for the outer loop.
476
477          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
478          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
479
480          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
481          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
482
483       insn = loop_start;
484       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
485         insn = NEXT_INSN (insn);
486       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
487         return;
488     }
489
490   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
491     {
492       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
493          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
494          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
495          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
496          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
497          instructions.  */
498
499       copy_start = loop_start;
500
501       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
502          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
503          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
504       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
505
506       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
507       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
508         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
509       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
510         {
511           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
512 #ifdef HAVE_cc0
513           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
514              instruction which we do not want to copy.  */
515           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
516             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
517 #endif
518         }
519       else
520         {
521           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
522              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
523              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
524              jumps to after the last loop body.  */
525           if (loop_dump_stream)
526             fprintf (loop_dump_stream,
527                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
528           return;
529         }
530     }
531   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
532     {
533       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
534          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
535          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
536          code immediately before the compare/branch at the end so that the
537          code will fall through to them as before.  */
538
539       copy_start = loop_start;
540
541       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
542          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
543       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
544         {
545           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
546           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
547         }
548       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
549         {
550           insert_before = last_loop_insn;
551 #ifdef HAVE_cc0
552           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
553              instruction which we do not want to copy or delete.  */
554           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
555             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
556 #endif
557           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
558         }
559       else
560         {
561           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
562              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
563              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
564              jumps to after the last loop body.  */
565           if (loop_dump_stream)
566             fprintf (loop_dump_stream,
567                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
568           return;
569         }
570     }
571   else
572     {
573       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
574          end of the loop.  */
575
576       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
577         {
578           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
579              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
580              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
581              unconditional jumps to an immediately following label.
582
583              This will be corrected below if the target of this jump is
584              not the start_label.  */
585
586           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
587           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
588         }
589       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
590         {
591           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
592              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
593              copy_loop_body.  */
594           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
595           copy_end = last_loop_insn;
596         }
597       else
598         {
599           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
600              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
601              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
602              jumps to after the last loop body.  */
603           if (loop_dump_stream)
604             fprintf (loop_dump_stream,
605                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
606           return;
607         }
608
609       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
610          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
611          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
612          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
613          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
614          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
615          the real exit label.  */
616       exit_label = gen_label_rtx ();
617
618       insn = loop_start;
619       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
620         insn = NEXT_INSN (insn);
621
622       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
623         {
624           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
625              Start copying the loop after the barrier following this
626              jump insn.  */
627           copy_start = NEXT_INSN (insn);
628
629           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
630              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
631              a comparison against a new register for a split variable, but
632              we did not execute the set insn for the new register because
633              it was skipped over.  */
634           splitting_not_safe = 1;
635           if (loop_dump_stream)
636             fprintf (loop_dump_stream,
637                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
638         }
639       else
640         copy_start = loop_start;
641     }
642
643   /* This should always be the first label in the loop.  */
644   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
645   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
646   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
647     start_label = NEXT_INSN (start_label);
648   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
649     {
650       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
651          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
652          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
653          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
654
655          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
656
657       if (loop_dump_stream)
658         fprintf (loop_dump_stream,
659                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
660       return;
661     }
662   if (LABEL_NAME (start_label))
663     {
664       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
665          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
666          jumps which go to the named label must be handled differently than
667          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
668          in this case.  */
669       if (loop_dump_stream)
670         fprintf (loop_dump_stream,
671                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
672       return;
673     }
674
675   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
676       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
677       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
678       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
679     {
680       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
681          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
682
683       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
684       copy_end = last_loop_insn;
685     }
686
687   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
688       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
689       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
690     {
691       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
692          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
693          branch to the loop exit after emitting the final branch.
694          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
695          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
696          unrolling would increase the number of branch instructions
697          executed.  */
698       if (loop_dump_stream)
699         fprintf (loop_dump_stream,
700                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
701       return;
702     }
703
704   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
705      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
706
707   max_labelno = max_label_num ();
708   max_insnno = get_max_uid ();
709
710   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
711      without initializing fields within the map structure.
712
713      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
714   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
715
716   /* Allocate the label map.  */
717
718   if (max_labelno > 0)
719     {
720       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
721
722       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
723     }
724
725   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
726      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
727      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
728      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
729      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
730      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
731
732   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
733     {
734       rtx note;
735
736       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
737         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
738       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
739         {
740           if (JUMP_LABEL (insn))
741             set_label_in_map (map,
742                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
743                               JUMP_LABEL (insn));
744           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
745                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
746             {
747               rtx pat = PATTERN (insn);
748               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
749               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
750               rtx label;
751
752               for (i = 0; i < len; i++)
753                 {
754                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
755                   set_label_in_map (map,
756                                     CODE_LABEL_NUMBER (label),
757                                     label);
758                 }
759             }
760         }
761       else if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
762         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
763                           XEXP (note, 0));
764     }
765
766   /* Allocate space for the insn map.  */
767
768   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
769
770   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
771      not function inlining.  */
772   map->inline_target = 0;
773
774   /* The register and constant maps depend on the number of registers
775      present, so the final maps can't be created until after
776      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
777      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
778      is performed.  */
779
780   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
781   maxregnum = max_reg_num ();
782
783   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
784   max_local_regnum = maxregnum;
785
786   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
787      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
788      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
789
790      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
791      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
792      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
793
794   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
795   derived_regs = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
796   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
797   addr_combined_regs
798     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
799   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
800
801   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
802      inside the loop.  */
803   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
804     {
805       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
806       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
807
808       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
809          since it will also be used outside the loop.  */
810       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
811         copy_end_luid--;
812
813       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
814          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
815 #ifdef HAVE_cc0
816       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
817         copy_end_luid--;
818 #endif
819
820       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
821          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
822          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
823          to duplicate.  */
824       if (copy_start == loop_start)
825         copy_start_luid++;
826
827       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
828          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
829          results in better code.  */
830       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
831          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
832       for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_reg_before_loop; ++j)
833         if (REGNO_FIRST_UID (j) > 0 && REGNO_FIRST_UID (j) <= max_uid_for_loop
834             && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (j)] >= copy_start_luid
835             && REGNO_LAST_UID (j) > 0 && REGNO_LAST_UID (j) <= max_uid_for_loop
836             && uid_luid[REGNO_LAST_UID (j)] <= copy_end_luid)
837           {
838             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
839                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
840                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
841                for each unrolled copy of the loop.  */
842             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
843                set dominates all instructions from regno_first_uid to
844                regno_last_uid.  */
845             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
846                this check was more sophisticated.  */
847             if (set_dominates_use (j, REGNO_FIRST_UID (j), REGNO_LAST_UID (j),
848                                    copy_start, copy_end))
849               local_regno[j] = 1;
850
851             if (loop_dump_stream)
852               {
853                 if (local_regno[j])
854                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
855                 else
856                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
857                            j);
858               }
859           }
860       /* Givs that have been created from multiple biv increments always have
861          local registers.  */
862       for (j = first_increment_giv; j <= last_increment_giv; j++)
863         {
864           local_regno[j] = 1;
865           if (loop_dump_stream)
866             fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
867         }
868     }
869
870   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
871      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
872      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
873      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
874      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
875
876   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
877      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
878      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
879      unrolled loop copies.  */
880
881   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
882      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
883      assumes that each induction variable can be represented as a function
884      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
885      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
886      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
887      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
888      we can not split induction variables here, because we can not calculate
889      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
890      is called.  */
891
892   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
893     {
894       rtx initial_value, final_value, increment;
895       enum machine_mode mode;
896
897       if (precondition_loop_p (loop,
898                                &initial_value, &final_value, &increment,
899                                &mode))
900         {
901           register rtx diff ;
902           rtx *labels;
903           int abs_inc, neg_inc;
904
905           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
906
907           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
908                                    "unroll_loop");
909           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
910
911           init_reg_map (map, maxregnum);
912
913           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
914              the loop body.  */
915           if (unroll_number > 4)
916             unroll_number = 4;
917
918           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
919              not it is negative.  */
920           neg_inc = 0;
921           abs_inc = INTVAL (increment);
922           if (abs_inc < 0)
923             {
924               abs_inc = - abs_inc;
925               neg_inc = 1;
926             }
927
928           start_sequence ();
929
930           /* Calculate the difference between the final and initial values.
931              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
932              Let the following cse pass simplify this if initial value is
933              a constant.
934
935              We must copy the final and initial values here to avoid
936              improperly shared rtl.  */
937
938           diff = expand_binop (mode, sub_optab, copy_rtx (final_value),
939                                copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
940                                OPTAB_LIB_WIDEN);
941
942           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
943              and instruction.  */
944           diff = expand_binop (GET_MODE (diff), and_optab, diff,
945                                GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
946                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
947
948           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
949              loop entry point.  */
950
951           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
952           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
953             labels[i] = gen_label_rtx ();
954
955           /* Check for the case where the initial value is greater than or
956              equal to the final value.  In that case, we want to execute
957              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
958              case.  This check does not apply if the loop has a NE
959              comparison at the end.  */
960
961           if (loop_info->comparison_code != NE)
962             {
963               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
964                                        neg_inc ? LE : GE,
965                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[1]);
966               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
967               LABEL_NUSES (labels[1])++;
968             }
969
970           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
971              for a negative increment:  for a positive increment:
972              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
973              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
974              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
975              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
976
977           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
978              last case just falls through to the following code.  */
979
980           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
981              instead of the current linear list of branches.  */
982
983           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
984             {
985               int cmp_const;
986               enum rtx_code cmp_code;
987
988               /* For negative increments, must invert the constant compared
989                  against, except when comparing against zero.  */
990               if (i == 0)
991                 {
992                   cmp_const = 0;
993                   cmp_code = EQ;
994                 }
995               else if (neg_inc)
996                 {
997                   cmp_const = unroll_number - i;
998                   cmp_code = GE;
999                 }
1000               else
1001                 {
1002                   cmp_const = i;
1003                   cmp_code = LE;
1004                 }
1005
1006               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1007                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, 0,
1008                                        labels[i]);
1009               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1010               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1011             }
1012
1013           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1014              to handle other cases equivalent to 0.  */
1015
1016           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1017              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1018              For the negative increment case, the branch here could easily
1019              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1020              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1021
1022           if (abs_inc != 1)
1023             {
1024               int cmp_const;
1025               enum rtx_code cmp_code;
1026
1027               if (neg_inc)
1028                 {
1029                   cmp_const = abs_inc - 1;
1030                   cmp_code = LE;
1031                 }
1032               else
1033                 {
1034                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1035                   cmp_code = GE;
1036                 }
1037
1038               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1039                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[0]);
1040               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1041               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1042             }
1043
1044           sequence = gen_sequence ();
1045           end_sequence ();
1046           emit_insn_before (sequence, loop_start);
1047
1048           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1049              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1050              and then reset it inside the loop when get to the last
1051              copy.  */
1052
1053           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1054             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1055           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1056             {
1057               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1058 #ifdef HAVE_cc0
1059               /* The immediately preceding insn may be a compare which we do not
1060                  want to copy.  */
1061               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1062                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1063 #endif
1064             }
1065           else
1066             abort ();
1067
1068           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1069             {
1070               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1071                                 PREV_INSN (loop_start));
1072
1073               bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1074               bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1075                      (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1076                       * sizeof (struct const_equiv_data)));
1077               map->const_age = 0;
1078
1079               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1080                 if (local_label[j])
1081                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1082
1083               for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1084                 if (local_regno[j])
1085                   {
1086                     map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1087                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1088                                        regno_reg_rtx[j], 0);
1089                   }
1090               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1091                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1092                  branch.  */
1093
1094               if (i == unroll_number - 1)
1095                 {
1096                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1097                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1098                   else
1099                     copy_end = last_loop_insn;
1100                 }
1101
1102               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1103                  pass zero for that parameter.  */
1104               copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1105                               unroll_type, start_label, loop_end,
1106                               loop_start, copy_end);
1107             }
1108           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1109
1110           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1111             {
1112               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1113               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1114             }
1115           else
1116             {
1117               insert_before = last_loop_insn;
1118 #ifdef HAVE_cc0
1119               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
1120                  instruction which we do not want to copy or delete.  */
1121               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1122                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1123 #endif
1124               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1125             }
1126
1127           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1128           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1129           loop_preconditioned = 1;
1130
1131           /* Clean up.  */
1132           free (labels);
1133         }
1134     }
1135
1136   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1137      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1138   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1139     {
1140       if (loop_dump_stream)
1141         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1142       goto egress;
1143     }
1144
1145   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1146
1147   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1148   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1149
1150   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1151      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1152      We precalculate and save this info here, since computing it is
1153      expensive.
1154
1155      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1156      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1157
1158   if (splitting_not_safe)
1159     temp = 0;
1160   else
1161     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type,
1162                                  end_insert_before, unroll_number);
1163
1164   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1165      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1166      the constant maps also.  */
1167
1168   maxregnum = max_reg_num ();
1169   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1170
1171   init_reg_map (map, maxregnum);
1172
1173   if (map->const_equiv_varray == 0)
1174     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1175                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1176                              "unroll_loop");
1177   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1178
1179   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1180      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1181
1182   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
1183     {
1184       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1185         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1186 #if 0
1187       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1188       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1189         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1190           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1191 #endif
1192     }
1193
1194   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1195   map->regno_pointer_flag = cfun->emit->regno_pointer_flag;
1196   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1197
1198   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1199      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1200      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1201      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1202      will never be replaced if it isn't done here.  */
1203
1204   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1205     {
1206       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1207       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1208         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (PATTERN (insn));
1209     }
1210
1211   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1212      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1213      before the end of the loop.  */
1214
1215   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1216     {
1217       bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1218       bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1219              VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1220       map->const_age = 0;
1221
1222       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1223         if (local_label[j])
1224           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1225
1226       for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1227         if (local_regno[j])
1228           {
1229             map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1230             record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1231                                regno_reg_rtx[j], 0);
1232           }
1233
1234       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1235          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1236       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1237         {
1238           insn = PREV_INSN (copy_start);
1239           pattern = PATTERN (insn);
1240
1241           tem = get_label_from_map (map,
1242                                     CODE_LABEL_NUMBER
1243                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1244           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1245
1246           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1247              passes.  */
1248           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1249           LABEL_NUSES (tem)++;
1250         }
1251
1252       copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label,
1253                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1254                       loop_end, insert_before, insert_before);
1255     }
1256
1257   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1258      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1259      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1260
1261   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1262      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1263      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1264      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1265
1266   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1267     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1268   else
1269     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1270
1271   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1272      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1273
1274   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1275   while (insn != safety_label)
1276     {
1277       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1278          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1279          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1280          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1281          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1282          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1283          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1284       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1285       if (insn != start_label
1286           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1287           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1288                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1289         insn = delete_insn (insn);
1290       else
1291         insn = NEXT_INSN (insn);
1292     }
1293
1294   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1295      delete_insn calls.  */
1296   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1297     abort ();
1298   delete_insn (safety_label);
1299
1300   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1301      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1302      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1303      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1304      not taken.  */
1305   if (exit_label)
1306     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1307
1308  egress:
1309   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1310     {
1311       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1312       if (loop->vtop)
1313         delete_insn (loop->vtop);
1314       if (loop->cont)
1315         delete_insn (loop->cont);
1316       if (loop_start)
1317         delete_insn (loop_start);
1318       if (loop_end)
1319         delete_insn (loop_end);
1320     }
1321
1322   if (map->const_equiv_varray)
1323     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1324   if (map->label_map)
1325     {
1326       free (map->label_map);
1327       free (local_label);
1328     }
1329   free (map->insn_map);
1330   free (splittable_regs);
1331   free (derived_regs);
1332   free (splittable_regs_updates);
1333   free (addr_combined_regs);
1334   free (local_regno);
1335   if (map->reg_map)
1336     free (map->reg_map);
1337   free (map);
1338 }
1339 \f
1340 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1341    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1342
1343    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1344    determined, and if increment is a constant power of 2.
1345    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1346    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1347    is not considered `profitable'.  */
1348
1349 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1350    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1351    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1352    whether divide is cheap.
1353    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1354    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1355    reflected in RTX_COST.  */
1356
1357 int
1358 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1359      const struct loop *loop;
1360      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1361      enum machine_mode *mode;
1362 {
1363   rtx loop_start = loop->start;
1364   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1365
1366   if (loop_info->n_iterations > 0)
1367     {
1368       *initial_value = const0_rtx;
1369       *increment = const1_rtx;
1370       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1371       *mode = word_mode;
1372
1373       if (loop_dump_stream)
1374         {
1375           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1376                  loop_dump_stream);
1377           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1378                    loop_info->n_iterations);
1379           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1380         }
1381       return 1;
1382     }
1383
1384   if (loop_info->initial_value == 0)
1385     {
1386       if (loop_dump_stream)
1387         fprintf (loop_dump_stream,
1388                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1389       return 0;
1390     }
1391   else if (loop_info->increment == 0)
1392     {
1393       if (loop_dump_stream)
1394         fprintf (loop_dump_stream,
1395                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1396       return 0;
1397     }
1398   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1399     {
1400       if (loop_dump_stream)
1401         fprintf (loop_dump_stream,
1402                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1403       return 0;
1404     }
1405   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1406            && (exact_log2 (- INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1407     {
1408       if (loop_dump_stream)
1409         fprintf (loop_dump_stream,
1410                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1411       return 0;
1412     }
1413
1414   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1415      not matter for preconditioning.  */
1416
1417   if (loop_info->final_value == 0)
1418     {
1419       if (loop_dump_stream)
1420         fprintf (loop_dump_stream,
1421                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1422       return 0;
1423     }
1424
1425   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1426      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1427      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1428      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1429      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1430   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1431        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1432       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1433           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1434       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1435     {
1436       if (loop_dump_stream)
1437         fprintf (loop_dump_stream,
1438                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1439       return 0;
1440     }
1441
1442   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1443      does not have code to deal with them.  */
1444   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1445       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1446     {
1447       if (loop_dump_stream)
1448         fprintf (loop_dump_stream,
1449                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1450       return 0;
1451     }
1452
1453   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1454      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1455
1456   if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (loop_info->iteration_var))]
1457       > INSN_LUID (loop_start))
1458     {
1459       if (loop_dump_stream)
1460         fprintf (loop_dump_stream,
1461                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1462       return 0;
1463     }
1464
1465   /* Note that iteration_info biases the initial value for GIV iterators
1466      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1467      iterations just like for BIV iterators.
1468
1469      Also note that the absolute values of initial_value and
1470      final_value are unimportant as only their difference is used for
1471      calculating the number of loop iterations.  */
1472   *initial_value = loop_info->initial_value;
1473   *increment = loop_info->increment;
1474   *final_value = loop_info->final_value;
1475
1476   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1477      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1478      both are constants.  */
1479   *mode = GET_MODE (*final_value);
1480   if (*mode == VOIDmode)
1481     {
1482       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1483       if (*mode == VOIDmode)
1484         *mode = word_mode;
1485     }
1486   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1487            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1488                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1489     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1490
1491   /* Success!  */
1492   if (loop_dump_stream)
1493     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1494   return 1;
1495 }
1496
1497
1498 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1499    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1500    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1501    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1502    used with different
1503    modes.  */
1504
1505 static void
1506 init_reg_map (map, maxregnum)
1507      struct inline_remap *map;
1508      int maxregnum;
1509 {
1510   int i;
1511
1512   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1513     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1514   /* Just clear the rest of the entries.  */
1515   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1516     map->reg_map[i] = 0;
1517
1518   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1519     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1520   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1521     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1522 }
1523 \f
1524 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1525    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1526    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1527    verifying that all operands are of the proper form.
1528
1529    PATTERN must be the result of single_set.
1530    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1531
1532 static rtx
1533 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1534      rtx pattern, src_insn;
1535      int regno;
1536 {
1537   rtx increment;
1538   rtx increment_total = 0;
1539   int tries = 0;
1540
1541  retry:
1542   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1543      as the set source.  */
1544   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1545     {
1546       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1547          to the new_reg.  */
1548       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1549       pattern = PATTERN (src_insn);
1550       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1551         abort ();
1552
1553       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1554          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1555       delete_insn (get_last_insn ());
1556     }
1557
1558   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1559   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1560   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1561     {
1562       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1563          too big to be an add immed operand.  */
1564       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1565       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1566
1567       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1568          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1569          one of the LO_SUM rtx.  */
1570       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1571         increment = XEXP (increment, 1);
1572
1573       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1574          note to the store insn.  */
1575       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1576         {
1577           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1578           if (note)
1579             increment = XEXP (note, 0);
1580         }
1581
1582       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1583                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1584                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1585         {
1586           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1587              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1588           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1589           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1590
1591           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1592           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1593           /* Don't need the last insn anymore.  */
1594           delete_insn (get_last_insn ());
1595
1596           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1597               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1598             abort ();
1599
1600           if (code == IOR)
1601             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1602           else if (code == PLUS)
1603             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1604           else
1605             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1606         }
1607
1608       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1609         abort ();
1610
1611       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1612          so delete it.  */
1613       delete_insn (get_last_insn ());
1614     }
1615
1616   if (increment_total)
1617     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1618   else
1619     increment_total = increment;
1620
1621   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1622      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1623   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1624       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1625     {
1626       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1627          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1628          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1629
1630       if (tries == 0)
1631         {
1632           tries++;
1633
1634           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1635           pattern = PATTERN (src_insn);
1636
1637           delete_insn (get_last_insn ());
1638
1639           goto retry;
1640         }
1641
1642       abort ();
1643     }
1644
1645   return increment_total;
1646 }
1647
1648 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1649    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1650    the reg_map entries can change during copying.  */
1651
1652 static rtx
1653 initial_reg_note_copy (notes, map)
1654      rtx notes;
1655      struct inline_remap *map;
1656 {
1657   rtx copy;
1658
1659   if (notes == 0)
1660     return 0;
1661
1662   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1663   PUT_MODE (copy, GET_MODE (notes));
1664
1665   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1666     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1667   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1668     /* Don't substitute for these yet.  */
1669     XEXP (copy, 0) = XEXP (notes, 0);
1670   else
1671     abort ();
1672
1673   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1674
1675   return copy;
1676 }
1677
1678 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1679
1680 static void
1681 final_reg_note_copy (notes, map)
1682      rtx notes;
1683      struct inline_remap *map;
1684 {
1685   rtx note;
1686
1687   for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
1688     if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1689       XEXP (note, 0) = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1690 }
1691
1692 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1693    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1694
1695 static void
1696 copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1697                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1698                 copy_notes_from)
1699      rtx copy_start, copy_end;
1700      struct inline_remap *map;
1701      rtx exit_label;
1702      int last_iteration;
1703      enum unroll_types unroll_type;
1704      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1705 {
1706   rtx insn, pattern;
1707   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1708   int dest_reg_was_split, i;
1709 #ifdef HAVE_cc0
1710   rtx cc0_insn = 0;
1711 #endif
1712   rtx final_label = 0;
1713   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1714
1715   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1716      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1717      after the end of this loop body if it was ever used.
1718
1719      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1720      to itself.  */
1721   if (! last_iteration)
1722     {
1723       final_label = gen_label_rtx ();
1724       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label),
1725                         final_label);
1726     }
1727   else
1728     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1729
1730   start_sequence ();
1731
1732   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1733      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1734      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1735      a variety of losing behaviors later.  */
1736   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1737
1738   insn = copy_start;
1739   do
1740     {
1741       insn = NEXT_INSN (insn);
1742
1743       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1744
1745       switch (GET_CODE (insn))
1746         {
1747         case INSN:
1748           pattern = PATTERN (insn);
1749           copy = 0;
1750           giv_inc = 0;
1751
1752           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1753              some split address givs.  (Combined in the sense that
1754              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1755              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1756              find the address givs.  Then split the address givs.
1757              Do this before splitting the giv, since that may map the
1758              SET_DEST to a new register.  */
1759
1760           if ((set = single_set (insn))
1761               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1762               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1763             {
1764               struct iv_class *bl;
1765               struct induction *v, *tv;
1766               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1767
1768               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1769               bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
1770
1771               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1772                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1773                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1774                  we might accidentally delete insns generated immediately
1775                  below by emit_unrolled_add.  */
1776
1777               if (! derived_regs[regno])
1778                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1779
1780               /* Now find all address giv's that were combined with this
1781                  giv 'v'.  */
1782               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1783                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1784                   {
1785                     int this_giv_inc;
1786
1787                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1788                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1789                       continue;
1790
1791                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1792                        the two givs are different.  */
1793                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1794                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1795                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1796                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1797
1798                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1799                     *tv->location = tv->dest_reg;
1800
1801                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1802                       {
1803                         /* Must emit an insn to increment the split address
1804                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1805                            was a constant eliminated from the address.  */
1806                         rtx value, dest_reg;
1807
1808                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1809                            or else a register plus a constant.  */
1810                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1811                           dest_reg = tv->dest_reg;
1812                         else
1813                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1814
1815                         /* Check for shared address givs, and avoid
1816                            incrementing the shared pseudo reg more than
1817                            once.  */
1818                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1819                           {
1820                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1821                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1822                                to add the const_adjust amount before calling
1823                                emit_unrolled_add below.  */
1824                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1825                                                    tv->const_adjust);
1826
1827                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1828                               {
1829                                 /* The constant could be too large for an add
1830                                    immediate, so can't directly emit an insn
1831                                    here.  */
1832                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1833                                                    XEXP (value, 1));
1834                               }
1835                           }
1836
1837                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1838                            it is used after the set we have just emitted.
1839                            We must subtract the const_adjust factor added in
1840                            above.  */
1841                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1842                                                       - tv->const_adjust);
1843                         *tv->location = tv->dest_reg;
1844                       }
1845                   }
1846             }
1847
1848           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1849              how to split the variable, create a new set based on this split,
1850              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1851              use the new split variable.  */
1852
1853           dest_reg_was_split = 0;
1854
1855           if ((set = single_set (insn))
1856               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1857               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1858             {
1859               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1860               int src_regno;
1861
1862               dest_reg_was_split = 1;
1863
1864               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1865               if (derived_regs[regno])
1866                 {
1867                   /* ??? This relies on SET_SRC (SET) to be of
1868                      the form (plus (reg) (const_int)), and thus
1869                      forces recombine_givs to restrict the kind
1870                      of giv derivations it does before unrolling.  */
1871                   giv_src_reg = XEXP (SET_SRC (set), 0);
1872                   giv_inc = XEXP (SET_SRC (set), 1);
1873                 }
1874               else
1875                 {
1876                   giv_src_reg = giv_dest_reg;
1877                   /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1878                      already computed above.  */
1879                   if (giv_inc == 0)
1880                     giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1881                 }
1882               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1883
1884               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1885                 {
1886                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1887                      variable to a known constant value.  */
1888
1889                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1890                      value, so we must use plus_constant here.  */
1891                   splittable_regs[regno]
1892                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1893                                      INTVAL (giv_inc));
1894
1895                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1896                     {
1897                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1898                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1899                     }
1900                   else
1901                     {
1902                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1903                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1904                          variable.  */
1905                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1906                       giv_inc = const0_rtx;
1907                     }
1908                 }
1909               else
1910                 {
1911                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1912                      register for the iteration variable, and set it to
1913                      be a constant plus the original register.  Except
1914                      on the last iteration, when the result has to
1915                      go back into the original iteration var register.  */
1916
1917                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1918                      when split.  This happens for bivs which need their
1919                      final value set before loop entry.  The new register
1920                      for the biv was stored in the biv's first struct
1921                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1922
1923                   if (regno < max_reg_before_loop
1924                       && REG_IV_TYPE (regno) == BASIC_INDUCT)
1925                     {
1926                       giv_src_reg = reg_biv_class[regno]->biv->src_reg;
1927                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1928                     }
1929
1930 #if 0
1931                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1932                      this would have to remap those givs also.  See
1933                      find_splittable_regs.  */
1934 #endif
1935
1936                   splittable_regs[regno]
1937                     = GEN_INT (INTVAL (giv_inc)
1938                                + INTVAL (splittable_regs[src_regno]));
1939                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1940
1941                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1942                      of this insn to a new register, and setting its
1943                      reg_map entry to point to this new register.
1944
1945                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1946                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1947                      to ensure that the iv will have the proper value when
1948                      the loop exits or repeats.
1949
1950                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1951                      because it can only be greater than one if all
1952                      instructions modifying the iv are always executed in
1953                      order.  */
1954
1955                   if (! last_iteration
1956                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1957                     {
1958                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1959                       giv_dest_reg = tem;
1960                       map->reg_map[regno] = tem;
1961                       record_base_value (REGNO (tem),
1962                                          giv_inc == const0_rtx
1963                                          ? giv_src_reg
1964                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1965                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1966                                          1);
1967                     }
1968                   else
1969                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1970                 }
1971
1972               /* The constant being added could be too large for an add
1973                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1974               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1975               copy = get_last_insn ();
1976               pattern = PATTERN (copy);
1977             }
1978           else
1979             {
1980               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
1981               copy = emit_insn (pattern);
1982             }
1983           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1984
1985 #ifdef HAVE_cc0
1986           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
1987              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
1988              In that case, the call to recog via validate_change will
1989              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
1990              do it when we emit the following insn.
1991
1992              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
1993              unsigned compares.  The compare patterns must check the
1994              following branch insn to see which what kind of compare to
1995              emit.
1996
1997              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
1998              well.  */
1999           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2000             cc0_insn = copy;
2001           else
2002             {
2003               if (cc0_insn)
2004                 try_constants (cc0_insn, map);
2005               cc0_insn = 0;
2006               try_constants (copy, map);
2007             }
2008 #else
2009           try_constants (copy, map);
2010 #endif
2011
2012           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2013              know there are no backward branches across iteration variable
2014              settings which would invalidate this.  */
2015           if (dest_reg_was_split)
2016             {
2017               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2018
2019               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2020                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2021                       == map->const_age))
2022                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2023             }
2024           break;
2025
2026         case JUMP_INSN:
2027           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2028           copy = emit_jump_insn (pattern);
2029           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2030
2031           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2032               && ! last_iteration)
2033             {
2034               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2035                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2036                  In this case, we want to change the original fall through
2037                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2038                  original jump label case to fall_through.  */
2039
2040               if (invert_exp (pattern, copy))
2041                 {
2042                   if (! redirect_exp (&pattern,
2043                                       get_label_from_map (map,
2044                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2045                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2046                                       exit_label, copy))
2047                     abort ();
2048                 }
2049               else
2050                 {
2051                   rtx jmp;
2052                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2053                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2054                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2055                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2056                      that.  */
2057                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2058                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2059                   emit_label_after (lab, jmp);
2060                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2061                   if (! redirect_exp (&pattern,
2062                                       get_label_from_map (map,
2063                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2064                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2065                                       lab, copy))
2066                     abort ();
2067                 }
2068             }
2069
2070 #ifdef HAVE_cc0
2071           if (cc0_insn)
2072             try_constants (cc0_insn, map);
2073           cc0_insn = 0;
2074 #endif
2075           try_constants (copy, map);
2076
2077           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2078              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2079           if (JUMP_LABEL (insn))
2080             {
2081               rtx label = 0;
2082
2083               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2084                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2085               if ((set = single_set (copy)))
2086                 {
2087                   tem = SET_SRC (set);
2088                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2089                     label = XEXP (tem, 0);
2090                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2091                     {
2092                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2093                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2094                       else
2095                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2096                     }
2097                 }
2098
2099               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2100                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2101               else
2102                 {
2103                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2104                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2105                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2106                   JUMP_LABEL (copy)
2107                     = get_label_from_map (map,
2108                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2109                 }
2110
2111               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2112                  use count so that the label will not be deleted when the
2113                  original jump is deleted.  */
2114               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2115             }
2116           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2117                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2118             {
2119               rtx pat = PATTERN (copy);
2120               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2121               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2122               int i;
2123
2124               for (i = 0; i < len; i++)
2125                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2126             }
2127
2128           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2129              direction is now known, we must do something special.  */
2130           if (condjump_p (insn) && !simplejump_p (insn) && map->last_pc_value)
2131             {
2132 #ifdef HAVE_cc0
2133               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2134               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2135                 delete_insn (PREV_INSN (copy));
2136 #endif
2137
2138               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2139               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2140                 {
2141                   /* Don't let delete_insn delete the label referenced here,
2142                      because we might possibly need it later for some other
2143                      instruction in the loop.  */
2144                   if (JUMP_LABEL (copy))
2145                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2146                   delete_insn (copy);
2147                   if (JUMP_LABEL (copy))
2148                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))--;
2149                   copy = 0;
2150                 }
2151               else
2152                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2153                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2154                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2155                 emit_barrier ();
2156             }
2157           break;
2158
2159         case CALL_INSN:
2160           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2161           copy = emit_call_insn (pattern);
2162           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2163
2164           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2165              than hard registers, we need to copy it.  */
2166           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2167             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2168                                        map, 0);
2169
2170 #ifdef HAVE_cc0
2171           if (cc0_insn)
2172             try_constants (cc0_insn, map);
2173           cc0_insn = 0;
2174 #endif
2175           try_constants (copy, map);
2176
2177           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2178           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2179             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2180           break;
2181
2182         case CODE_LABEL:
2183           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2184              copy of this label since no one will use it.  */
2185
2186           if (insn != start_label)
2187             {
2188               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2189                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2190               map->const_age++;
2191             }
2192           break;
2193
2194         case BARRIER:
2195           copy = emit_barrier ();
2196           break;
2197
2198         case NOTE:
2199           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2200              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2201           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2202              the associated rtl.  We do not want to share the structure in 
2203              this new block.  */
2204
2205           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2206               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2207               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2208                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2209                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2210             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2211                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2212           else
2213             copy = 0;
2214           break;
2215
2216         default:
2217           abort ();
2218         }
2219
2220       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2221     }
2222   while (insn != copy_end);
2223
2224   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2225   insn = copy_start;
2226   do
2227     {
2228       insn = NEXT_INSN (insn);
2229       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2230            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2231           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2232         final_reg_note_copy (REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2233     }
2234   while (insn != copy_end);
2235
2236   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2237      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2238      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2239      iteration, because the original notes won't be deleted.
2240
2241      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2242      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2243      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2244      copy) when not from preconditioning code.  */
2245
2246   if (! last_iteration)
2247     {
2248       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2249         {
2250           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2251              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2252              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2253              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2254              instructions before the last insn in the loop, and if the
2255              end test is that short, there will be a VTOP note between
2256              the CONT note and the test.  */
2257           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2258               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2259               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2260               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2261             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2262         }
2263     }
2264
2265   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2266     emit_label (final_label);
2267
2268   tem = gen_sequence ();
2269   end_sequence ();
2270   emit_insn_before (tem, insert_before);
2271 }
2272 \f
2273 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2274    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2275    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2276
2277 void
2278 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2279      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2280 {
2281   rtx result;
2282
2283   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
2284                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2285
2286   if (dest_reg != result)
2287     emit_move_insn (dest_reg, result);
2288 }
2289 \f
2290 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2291    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2292    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2293
2294 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2295    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2296    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2297
2298 int
2299 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2300      const struct loop *loop;
2301      rtx insn;
2302 {
2303   rtx p, q, target_insn;
2304   rtx loop_start = loop->start;
2305   rtx loop_end = loop->end;
2306   rtx orig_loop_end = loop->end;
2307
2308   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2309   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2310   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2311     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2312
2313   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2314      deleted insn following it.  */
2315   while (INSN_DELETED_P (insn))
2316     insn = NEXT_INSN (insn);
2317
2318   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2319      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2320      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2321   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2322     return 0;
2323
2324   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2325     {
2326       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2327         {
2328           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2329
2330           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2331              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2332              since insn may not have an LUID entry.  */
2333           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2334             if (q == target_insn)
2335               return 1;
2336         }
2337     }
2338
2339   return 0;
2340 }
2341
2342 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2343    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2344    value of giv's.  */
2345
2346 static rtx
2347 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2348      rtx mult1, mult2, add1;
2349      enum machine_mode mode;
2350 {
2351   rtx temp, mult_res;
2352   rtx result;
2353
2354   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2355      check to make sure.  */
2356   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2357       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2358       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2359     abort ();
2360
2361   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2362      will be a constant.  */
2363   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2364     {
2365       temp = mult2;
2366       mult2 = mult1;
2367       mult1 = temp;
2368     }
2369
2370   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2371   if (! mult_res)
2372     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2373
2374   /* Again, put the constant second.  */
2375   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2376     {
2377       temp = add1;
2378       add1 = mult_res;
2379       mult_res = temp;
2380     }
2381
2382   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2383   if (! result)
2384     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2385
2386   return result;
2387 }
2388
2389 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2390    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2391
2392    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2393    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2394
2395 rtx
2396 biv_total_increment (bl)
2397      struct iv_class *bl;
2398 {
2399   struct induction *v;
2400   rtx result;
2401
2402   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2403      instruction must be executed only once each time through the loop.
2404      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2405      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2406      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2407      an increment).  */
2408
2409   result = const0_rtx;
2410   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2411     {
2412       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2413           && ! v->maybe_multiple)
2414         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2415       else
2416         return 0;
2417     }
2418
2419   return result;
2420 }
2421
2422 /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
2423    that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
2424    the strength reduction pass to calculate these values.
2425
2426    Initial_value and/or increment are set to zero if their values could not
2427    be calculated.  */
2428
2429 static void
2430 iteration_info (loop, iteration_var, initial_value, increment)
2431      const struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED;
2432      rtx iteration_var, *initial_value, *increment;
2433 {
2434   struct iv_class *bl;
2435
2436   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
2437   *initial_value = 0;
2438   *increment = 0;
2439
2440   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
2441      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
2442      value if possible.  */
2443
2444   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
2445      reg_iv_type entry for it.  */
2446   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements)
2447     {
2448       if (loop_dump_stream)
2449         fprintf (loop_dump_stream,
2450                  "Loop unrolling: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
2451       return;
2452     }
2453
2454   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
2455      could result in a number of iterations greater than the range of our
2456      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
2457   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
2458             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
2459     {
2460       if (loop_dump_stream)
2461         fprintf (loop_dump_stream,
2462                  "Loop unrolling: Iteration var rejected because mode too large.\n");
2463       return;
2464     }
2465   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
2466     {
2467       if (loop_dump_stream)
2468         fprintf (loop_dump_stream,
2469                  "Loop unrolling: Iteration var not an integer.\n");
2470       return;
2471     }
2472   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
2473     {
2474       /* When reg_iv_type / reg_iv_info is resized for biv increments
2475          that are turned into givs, reg_biv_class is not resized.
2476          So check here that we don't make an out-of-bounds access.  */
2477       if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2478         abort ();
2479
2480       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
2481       bl = reg_biv_class[REGNO (iteration_var)];
2482       *initial_value = bl->initial_value;
2483
2484       *increment = biv_total_increment (bl);
2485     }
2486   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
2487     {
2488       HOST_WIDE_INT offset = 0;
2489       struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (iteration_var));
2490
2491       if (REGNO (v->src_reg) >= max_reg_before_loop)
2492         abort ();
2493
2494       bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2495
2496       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
2497
2498       *increment = biv_total_increment (bl);
2499       if (*increment)
2500         {
2501           struct induction *biv_inc;
2502
2503           *increment
2504             = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, *increment, const0_rtx, v->mode);
2505           /* The caller assumes that one full increment has occured at the
2506              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
2507              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
2508              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
2509              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
2510              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
2511           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
2512             {
2513               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
2514                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
2515             }
2516           offset *= INTVAL (v->mult_val);
2517         }
2518       if (loop_dump_stream)
2519         fprintf (loop_dump_stream,
2520                  "Loop unrolling: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
2521                  (long) offset);
2522       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
2523          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
2524       *initial_value
2525         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
2526                              plus_constant (bl->initial_value, offset),
2527                              v->add_val, v->mode);
2528     }
2529   else
2530     {
2531       if (loop_dump_stream)
2532         fprintf (loop_dump_stream,
2533                  "Loop unrolling: Not basic or general induction var.\n");
2534       return;
2535     }
2536 }
2537
2538
2539 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2540    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2541    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2542    in the splittable_regs array.
2543
2544    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2545    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2546    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2547    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2548    value of the induction variable and the value the induction variable had
2549    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2550
2551    Returns the total number of instructions that set registers that are
2552    splittable.  */
2553
2554 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2555    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2556    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2557    should not involve a multiply however.  */
2558
2559 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2560    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2561    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2562
2563 static int
2564 find_splittable_regs (loop, unroll_type, end_insert_before, unroll_number)
2565      const struct loop *loop;
2566      enum unroll_types unroll_type;
2567      rtx end_insert_before;
2568      int unroll_number;
2569 {
2570   struct iv_class *bl;
2571   struct induction *v;
2572   rtx increment, tem;
2573   rtx biv_final_value;
2574   int biv_splittable;
2575   int result = 0;
2576   rtx loop_start = loop->start;
2577   rtx loop_end = loop->end;
2578
2579   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
2580     {
2581       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2582          otherwise we can not calculate the split values.  */
2583
2584       increment = biv_total_increment (bl);
2585       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2586         continue;
2587
2588       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2589          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2590          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2591          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2592          value on loop exit.  */
2593
2594       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2595          a fall through at the end.  */
2596
2597       biv_splittable = 1;
2598       biv_final_value = 0;
2599       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2600           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2601           && (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (loop_end)
2602               || ! bl->init_insn
2603               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2604               || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
2605                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2606               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2607           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2608         biv_splittable = 0;
2609
2610       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2611          PLUS, we don't know how to split it.  */
2612       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2613         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2614             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2615             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2616             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2617           biv_splittable = 0;
2618
2619       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2620          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2621          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2622          biv's value in their initialization code.  */
2623
2624       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2625          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2626
2627       if (biv_splittable == 1)
2628         {
2629           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2630             {
2631               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2632                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2633                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2634                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2635
2636               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2637                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2638                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2639                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2640                 {
2641                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2642
2643                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2644                   emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2645                                     loop_start);
2646
2647                   if (loop_dump_stream)
2648                     fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2649                              bl->regno, REGNO (tem));
2650
2651                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2652                 }
2653               else
2654                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2655             }
2656           else
2657             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2658
2659           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2660              we can treat the last one specially.  */
2661
2662           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2663           result += bl->biv_count;
2664
2665           if (loop_dump_stream)
2666             fprintf (loop_dump_stream,
2667                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2668         }
2669
2670       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2671          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2672          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2673          loop, and the givs aren't.  */
2674
2675       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, 
2676                                       unroll_number);
2677
2678       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2679          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2680          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2681          biv's value in their initialization code.  */
2682       if (biv_final_value)
2683         {
2684           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2685              loop to ensure that it will always be executed no matter
2686              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2687              since this is slightly more efficient.  */
2688           if (! loop->exit_count)
2689             emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2690                                              biv_final_value),
2691                               end_insert_before);
2692           else
2693             {
2694               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2695                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2696                  is set to its final value before loop start to ensure that
2697                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2698                  exits.  */
2699               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2700               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2701
2702               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2703                                 loop_start);
2704               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2705                                                biv_final_value),
2706                                 loop_start);
2707
2708               if (loop_dump_stream)
2709                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2710                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2711
2712               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2713                  register.  */
2714               bl->biv->src_reg = tem;
2715             }
2716         }
2717     }
2718   return result;
2719 }
2720
2721 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2722    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2723    instruction.  */
2724
2725 static int
2726 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2727      struct induction *v;
2728      rtx giv_inc;
2729      int unroll_number;
2730 {
2731   int ret = 1;
2732   rtx orig_addr = *v->location;
2733   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2734                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2735
2736   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2737      that we have may have a match_dup.  */
2738   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2739       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2740     ret = 0;
2741
2742   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2743    succeed.  */
2744   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2745     abort ();
2746
2747   return ret;
2748 }
2749
2750 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2751    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2752
2753    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2754
2755 static int
2756 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2757      const struct loop *loop;
2758      struct iv_class *bl;
2759      enum unroll_types unroll_type;
2760      rtx increment;
2761      int unroll_number;
2762 {
2763   struct induction *v, *v2;
2764   rtx final_value;
2765   rtx tem;
2766   int result = 0;
2767
2768   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2769      multiple identical givs in the same insn.  */
2770   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2771     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2772       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2773           && ! v2->same_insn)
2774         v2->same_insn = v;
2775
2776   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2777     {
2778       rtx giv_inc, value;
2779
2780       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2781          being completely unrolled.  */
2782       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2783         continue;
2784
2785       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2786          and only once on every iteration of the loop.  */
2787       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2788          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2789          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2790          won't reach here if they aren't.  */
2791       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2792           && (! v->always_computable
2793               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2794         continue;
2795
2796       /* The giv increment value must be a constant.  */
2797       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2798                                    v->mode);
2799       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2800         continue;
2801
2802       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2803          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2804          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2805          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2806          proper value on loop exit.  */
2807
2808       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2809          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2810          DEST_ADDR giv.  */
2811
2812       final_value = 0;
2813       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2814           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2815           && v->giv_type != DEST_ADDR
2816           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2817              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2818              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2819           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2820               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2821                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2822                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2823                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2824                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2825                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2826                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2827               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2828               || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg))]
2829                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2830           /* Givs made from biv increments are missed by the above test, so
2831              test explicitly for them.  */
2832           && (REGNO (v->dest_reg) < first_increment_giv
2833               || REGNO (v->dest_reg) > last_increment_giv)
2834           && ! (final_value = v->final_value))
2835         continue;
2836
2837 #if 0
2838       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2839       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2840          code below does.  */
2841
2842       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2843          then must emit an instruction to set the final value.  */
2844       if (final_value && !v->new_reg)
2845         {
2846           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2847              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2848              to its final value before loop start to ensure that this insn
2849              will always be executed, no matter how we exit.  */
2850           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2851           emit_insn_before (gen_move_insn (tem, v->dest_reg), loop_start);
2852           emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, final_value),
2853                             loop_start);
2854
2855           if (loop_dump_stream)
2856             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2857                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2858
2859           v->src_reg = tem;
2860         }
2861 #endif
2862
2863       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2864          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2865
2866       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2867         {
2868           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2869              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2870              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2871              be set, so then we do exactly the same thing as
2872              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2873           rtx biv_initial_value;
2874
2875           if (splittable_regs[bl->regno])
2876             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2877           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2878                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2879                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2880             biv_initial_value = bl->initial_value;
2881           else
2882             {
2883               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2884
2885               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2886               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2887                                 loop->start);
2888               biv_initial_value = tem;
2889             }
2890           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2891                                      v->add_val, v->mode);
2892         }
2893       else
2894         value = const0_rtx;
2895
2896       if (v->new_reg)
2897         {
2898           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2899              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2900              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2901              case.  */
2902           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2903             {
2904               if (loop_dump_stream)
2905                 fprintf (loop_dump_stream,
2906                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2907               continue;
2908             }
2909           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2910              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2911           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2912             {
2913               /* If value is not a constant, register, or register plus
2914                  constant, then compute its value into a register before
2915                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2916                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2917                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2918                  is going before the loop start.  */
2919               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2920                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2921                   && GET_CODE (value) != REG
2922                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2923                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2924                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2925                 {
2926                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2927                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2928                   emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
2929                                     v->add_val, tem, loop->start);
2930                   value = tem;
2931                 }
2932
2933               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2934               derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
2935             }
2936           else
2937             {
2938               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2939                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2940                  unnecessary.  */
2941
2942               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2943                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2944                  what we want for split addr regs. We always create a new
2945                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2946
2947               /* If we have multiple identical address givs within a
2948                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2949                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2950                  of the other.  */
2951
2952               v->const_adjust = 0;
2953
2954               if (v->same_insn)
2955                 {
2956                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2957                   if (loop_dump_stream)
2958                     fprintf (loop_dump_stream,
2959                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2960                              INSN_UID (v->insn));
2961                 }
2962               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2963                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2964                  each.  */
2965               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2966                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2967                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2968                        && v->same->unrolled
2969                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2970                           where the add and mult values are not equal.
2971                           To share a register here, the values must be
2972                           equal.  */
2973                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2974                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2975                        /* If the memory references have different modes,
2976                           then the address may not be valid and we must
2977                           not share registers.  */
2978                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2979                 {
2980                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2981                   v->shared = 1;
2982                 }
2983               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2984                 {
2985                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2986                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2987                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2988
2989                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2990                   struct induction *same = v->same;
2991                   rtx new_reg = v->new_reg;
2992                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2993
2994                   if (same && same->derived_from)
2995                     {
2996                       /* calculate_giv_inc doesn't work for derived givs.
2997                          copy_loop_body works around the problem for the
2998                          DEST_REG givs themselves, but it can't handle
2999                          DEST_ADDR givs that have been combined with
3000                          a derived DEST_REG giv.
3001                          So Handle V as if the giv from which V->SAME has
3002                          been derived has been combined with V.
3003                          recombine_givs only derives givs from givs that
3004                          are reduced the ordinary, so we need not worry
3005                          about same->derived_from being in turn derived.  */
3006
3007                       same = same->derived_from;
3008                       new_reg = express_from (same, v);
3009                       new_reg = replace_rtx (new_reg, same->dest_reg,
3010                                              same->new_reg);
3011                     }
3012
3013                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
3014                      then this constant can be pulled out and put in value,
3015                      instead of being part of the initialization code.  */
3016
3017                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
3018                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
3019                     {
3020                       v->dest_reg
3021                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
3022
3023                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
3024                          Try to validate both the first and the last
3025                          address resulting from loop unrolling, if
3026                          one fails, then can't do const elim here.  */
3027                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3028                         {
3029                           /* Save the negative of the eliminated const, so
3030                              that we can calculate the dest_reg's increment
3031                              value later.  */
3032                           v->const_adjust = - INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
3033
3034                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
3035                           if (loop_dump_stream)
3036                             fprintf (loop_dump_stream,
3037                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
3038                                      REGNO (tem));
3039                         }
3040                       else
3041                         v->dest_reg = tem;
3042                     }
3043                   else
3044                     v->dest_reg = tem;
3045
3046                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
3047                      now, and fail completely if either the first or the last
3048                      unrolled copy of the address is not a valid address
3049                      for the instruction that uses it.  */
3050                   if (v->dest_reg == tem
3051                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3052                     {
3053                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3054                         if (v2->same_insn == v)
3055                           v2->same_insn = 0;
3056
3057                       if (loop_dump_stream)
3058                         fprintf (loop_dump_stream,
3059                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3060                                  INSN_UID (v->insn));
3061                       continue;
3062                     }
3063
3064                   v->new_reg = new_reg;
3065                   v->same = same;
3066
3067                   /* We set this after the address check, to guarantee that
3068                      the register will be initialized.  */
3069                   v->unrolled = 1;
3070
3071                   /* To initialize the new register, just move the value of
3072                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
3073                      instruction on machines with complex addressing modes.
3074                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
3075                      to calculate the value from scratch.  */
3076                   emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
3077                                                  copy_rtx (v->new_reg)),
3078                                     loop->start);
3079                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
3080                     {
3081                       rtx sequence, ret;
3082
3083                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
3084                          value, because the loop may have been preconditioned.
3085                          We must calculate it from NEW_REG.  Try using
3086                          force_operand instead of emit_iv_add_mult.  */
3087                       delete_insn (PREV_INSN (loop->start));
3088
3089                       start_sequence ();
3090                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
3091                       if (ret != tem)
3092                         emit_move_insn (tem, ret);
3093                       sequence = gen_sequence ();
3094                       end_sequence ();
3095                       emit_insn_before (sequence, loop->start);
3096
3097                       if (loop_dump_stream)
3098                         fprintf (loop_dump_stream,
3099                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
3100                     }
3101                 }
3102               else
3103                 {
3104                   v->dest_reg = value;
3105
3106                   /* Check the resulting address for validity, and fail
3107                      if the resulting address would be invalid.  */
3108                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3109                     {
3110                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3111                         if (v2->same_insn == v)
3112                           v2->same_insn = 0;
3113
3114                       if (loop_dump_stream)
3115                         fprintf (loop_dump_stream,
3116                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3117                                  INSN_UID (v->insn));
3118                       continue;
3119                     }
3120                   if (v->same && v->same->derived_from)
3121                     {
3122                       /* Handle V as if the giv from which V->SAME has
3123                          been derived has been combined with V.  */
3124
3125                       v->same = v->same->derived_from;
3126                       v->new_reg = express_from (v->same, v);
3127                       v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg, v->same->dest_reg,
3128                                                 v->same->new_reg);
3129                     }
3130
3131                 }
3132
3133               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3134                  will not be a problem as this insn will always be copied
3135                  later.  */
3136
3137               *v->location = v->dest_reg;
3138
3139               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3140                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3141                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3142                  itself does not have to be splittable.  */
3143
3144               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3145                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3146
3147               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3148                 {
3149                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3150                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3151
3152                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3153                   derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
3154
3155                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3156                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3157                   if (! v->same)
3158                     {
3159                       v->same = v;
3160                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3161                     }
3162                 }
3163
3164               if (loop_dump_stream)
3165                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3166             }
3167         }
3168       else
3169         {
3170 #if 0
3171           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3172              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3173              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3174              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3175              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3176              be live across loop iterations.  */
3177
3178           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3179           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3180                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3181 #else
3182           continue;
3183 #endif
3184         }
3185
3186       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3187          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3188          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3189          where this may not be a register.  */
3190
3191       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3192         {
3193           int count = 1;
3194           if (! v->ignore)
3195             count = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)]->biv_count;
3196
3197           if (count > 1 && v->derived_from)
3198              /* In this case, there is one set where the giv insn was and one
3199                 set each after each biv increment.  (Most are likely dead.)  */
3200             count++;
3201
3202           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3203         }
3204
3205       result++;
3206
3207       if (loop_dump_stream)
3208         {
3209           int regnum;
3210
3211           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3212             regnum = -1;
3213           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3214             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3215           else
3216             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3217           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3218                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3219         }
3220     }
3221
3222   return result;
3223 }
3224 \f
3225 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3226    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3227    the register to some value, and appears before the first use of the register
3228    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3229
3230 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3231    it can search past if statements and other similar structures.  */
3232
3233 static int
3234 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3235      const struct loop *loop;
3236      rtx reg;
3237 {
3238   rtx insn, label;
3239   enum rtx_code code;
3240   int jump_count = 0;
3241   int label_count = 0;
3242
3243   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3244      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3245      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3246      such inner loop exits.  */
3247
3248   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3249     label_count++;
3250
3251   if (label_count != loop->exit_count)
3252     return 0;
3253
3254   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3255      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3256      list to it.  */
3257   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3258   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3259
3260   for ( ; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3261     {
3262       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3263          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3264          a conditional jump.  */
3265
3266       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3267       while (insn)
3268         {
3269           code = GET_CODE (insn);
3270           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3271             {
3272               rtx set;
3273
3274               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3275                 return 0;
3276
3277               set = single_set (insn);
3278               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3279                 break;
3280             }
3281
3282           if (code == JUMP_INSN)
3283             {
3284               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3285                 break;
3286               else if (! simplejump_p (insn)
3287                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3288                        || jump_count++ > 20)
3289                 return 0;
3290               else
3291                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3292             }
3293
3294           insn = NEXT_INSN (insn);
3295         }
3296     }
3297
3298   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3299   return 1;
3300 }
3301
3302 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3303    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3304
3305 rtx
3306 final_biv_value (loop, bl)
3307      const struct loop *loop;
3308      struct iv_class *bl;
3309 {
3310   rtx loop_end = loop->end;
3311   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3312   rtx increment, tem;
3313
3314   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3315
3316   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3317     return 0;
3318
3319   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3320       for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3321      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3322      no other loop exits, so we can return any value.  */
3323   if (bl->reversed)
3324     {
3325       if (loop_dump_stream)
3326         fprintf (loop_dump_stream,
3327                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3328
3329       return const0_rtx;
3330     }
3331
3332   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3333      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3334      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3335      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3336      value of the biv must be invariant.  */
3337
3338   if (n_iterations != 0
3339       && ! loop->exit_count
3340       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3341     {
3342       increment = biv_total_increment (bl);
3343
3344       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3345         {
3346           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3347              end to calculate this value into a temporary register in
3348              case it is needed later.  */
3349
3350           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3351           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3352           /* Make sure loop_end is not the last insn.  */
3353           if (NEXT_INSN (loop_end) == 0)
3354             emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3355           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3356                             bl->initial_value, tem, NEXT_INSN (loop_end));
3357
3358           if (loop_dump_stream)
3359             fprintf (loop_dump_stream,
3360                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3361
3362           return tem;
3363         }
3364     }
3365
3366   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3367   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3368     {
3369       if (loop_dump_stream)
3370         fprintf (loop_dump_stream,
3371                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3372                  bl->regno);
3373
3374       return const0_rtx;
3375     }
3376
3377   return 0;
3378 }
3379
3380 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3381    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3382
3383 rtx
3384 final_giv_value (loop, v)
3385      const struct loop *loop;
3386      struct induction *v;
3387 {
3388   struct iv_class *bl;
3389   rtx insn;
3390   rtx increment, tem;
3391   rtx insert_before, seq;
3392   rtx loop_end = loop->end;
3393   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3394
3395   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
3396
3397   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3398      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3399      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3400      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3401   if (bl->reversed)
3402     {
3403       if (loop_dump_stream)
3404         fprintf (loop_dump_stream,
3405                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3406                  REGNO (v->dest_reg));
3407       return const0_rtx;
3408     }
3409
3410   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3411      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3412      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3413
3414   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3415      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3416      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3417      to be known.  */
3418
3419   if (n_iterations != 0
3420       && ! loop->exit_count)
3421     {
3422       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3423          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3424          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3425          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3426          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3427          biv value here if it is not eliminable.  */
3428
3429       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3430          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3431          be valid if it is invariant.  */
3432
3433       increment = biv_total_increment (bl);
3434
3435       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3436           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3437         {
3438           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3439              (n_iterations * increment) + initial_value */
3440
3441           /* The loop exit value of the giv is then
3442              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3443              The extra increments are any increments to the biv which
3444              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3445              We must search from the insn that sets the giv to the end
3446              of the loop to calculate this value.  */
3447
3448           insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3449
3450           /* Put the final biv value in tem.  */
3451           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3452           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3453           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3454                             bl->initial_value, tem, insert_before);
3455
3456           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3457           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3458                insn = NEXT_INSN (insn))
3459             {
3460               struct induction *biv;
3461
3462               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3463                 if (biv->insn == insn)
3464                   {
3465                     start_sequence ();
3466                     tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
3467                                         biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3468                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
3469                     seq = gen_sequence ();
3470                     end_sequence ();
3471                     emit_insn_before (seq, insert_before);
3472                   }
3473             }
3474
3475           /* Now calculate the giv's final value.  */
3476           emit_iv_add_mult (tem, v->mult_val, v->add_val, tem,
3477                             insert_before);
3478
3479           if (loop_dump_stream)
3480             fprintf (loop_dump_stream,
3481                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3482                      REGNO (v->dest_reg));
3483
3484           return tem;
3485         }
3486     }
3487
3488   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3489   if (v->replaceable)
3490     abort ();
3491
3492   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3493   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3494     {
3495       if (loop_dump_stream)
3496         fprintf (loop_dump_stream,
3497                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3498                  REGNO (v->dest_reg));
3499
3500       return const0_rtx;
3501     }
3502
3503   return 0;
3504 }
3505
3506
3507 /* Look back before LOOP->START for then insn that sets REG and return
3508    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3509    the SET_SRC of REG.  */
3510
3511 static rtx
3512 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3513      const struct loop *loop;
3514      rtx reg;
3515 {
3516   rtx loop_start = loop->start;
3517   rtx insn, set;
3518   rtx ret;
3519
3520   ret = reg;
3521   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn ; insn = PREV_INSN (insn))
3522     {
3523       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3524         break;
3525
3526       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
3527                && reg_set_p (reg, insn))
3528         {
3529           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3530              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3531              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3532           if ((set = single_set (insn))
3533                   && (SET_DEST (set) == reg))
3534             {
3535               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3536
3537               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3538                  Other things, divide in particular, will cause
3539                  problems later if we use them.  */
3540               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3541                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3542                 ret = XEXP (note, 0);
3543               else
3544                 ret = SET_SRC (set);
3545             }
3546           break;
3547         }
3548     }
3549   return ret;
3550 }
3551
3552 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3553
3554    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3555    and a second term.
3556
3557    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3558
3559    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3560    the proper form.  */
3561
3562 static rtx
3563 subtract_reg_term (op, reg)
3564      rtx op, reg;
3565 {
3566   if (op == reg)
3567     return const0_rtx;
3568   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3569     {
3570       if (XEXP (op, 0) == reg)
3571         return XEXP (op, 1);
3572       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3573         return XEXP (op, 0);
3574     }
3575   /* OP does not contain REG as a term.  */
3576   abort ();
3577 }
3578
3579
3580 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3581    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3582    REG or a PLUS of a REG.  */
3583
3584 static rtx
3585 find_common_reg_term (op0, op1)
3586      rtx op0, op1;
3587 {
3588   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3589       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3590     {
3591       rtx op00;
3592       rtx op01;
3593       rtx op10;
3594       rtx op11;
3595
3596       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3597         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3598       else
3599         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3600
3601       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3602         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3603       else
3604         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3605
3606       /* Find and return common register term if present.  */
3607       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3608         return op00;
3609       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3610         return op01;
3611     }
3612
3613   /* No common register term found.  */
3614   return NULL_RTX;
3615 }
3616
3617 /* Calculate the number of loop iterations.  Returns the exact number of loop
3618    iterations if it can be calculated, otherwise returns zero.  */
3619
3620 unsigned HOST_WIDE_INT
3621 loop_iterations (loop)
3622      struct loop *loop;
3623 {
3624   rtx comparison, comparison_value;
3625   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3626   enum rtx_code comparison_code;
3627   HOST_WIDE_INT abs_inc;
3628   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3629   int off_by_one;
3630   int increment_dir;
3631   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3632   rtx last_loop_insn;
3633   rtx reg_term;
3634   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3635
3636   loop_info->n_iterations = 0;
3637   loop_info->initial_value = 0;
3638   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3639   loop_info->comparison_value = 0;
3640   loop_info->final_value = 0;
3641   loop_info->final_equiv_value = 0;
3642   loop_info->increment = 0;
3643   loop_info->iteration_var = 0;
3644   loop_info->unroll_number = 1;
3645
3646   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3647      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3648      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3649      loop_end.  */
3650   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3651
3652   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3653      at the end of the loop.  The following code assumes that
3654      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3655   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3656     {
3657       if (loop_dump_stream)
3658         fprintf (loop_dump_stream,
3659                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3660       return 0;
3661     }
3662
3663   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3664      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3665   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3666     {
3667       if (loop_dump_stream)
3668         fprintf (loop_dump_stream,
3669                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3670       return 0;
3671     }
3672
3673   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3674      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3675      iteration variable.  */
3676
3677   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3678   if (comparison == 0)
3679     {
3680       if (loop_dump_stream)
3681         fprintf (loop_dump_stream,
3682                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3683       return 0;
3684     }
3685
3686   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3687      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3688
3689   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3690   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3691   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3692
3693   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3694     {
3695       if (loop_dump_stream)
3696         fprintf (loop_dump_stream,
3697                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3698       return 0;
3699     }
3700
3701   /* The only new registers that are created before loop iterations
3702      are givs made from biv increments or registers created by
3703      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3704      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3705      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3706
3707   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements
3708       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3709     abort ();
3710
3711   iteration_info (loop, iteration_var, &initial_value, &increment);
3712
3713   if (initial_value == 0)
3714     /* iteration_info already printed a message.  */
3715     return 0;
3716
3717   unsigned_p = 0;
3718   off_by_one = 0;
3719   switch (comparison_code)
3720     {
3721     case LEU:
3722       unsigned_p = 1;
3723     case LE:
3724       compare_dir = 1;
3725       off_by_one = 1;
3726       break;
3727     case GEU:
3728       unsigned_p = 1;
3729     case GE:
3730       compare_dir = -1;
3731       off_by_one = -1;
3732       break;
3733     case EQ:
3734       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3735       compare_dir = 0;
3736       break;
3737     case LTU:
3738       unsigned_p = 1;
3739     case LT:
3740       compare_dir = 1;
3741       break;
3742     case GTU:
3743       unsigned_p = 1;
3744     case GT:
3745       compare_dir = -1;
3746     case NE:
3747       compare_dir = 0;
3748       break;
3749     default:
3750       abort ();
3751     }
3752
3753   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3754      its value from the insns before the start of the loop.  */
3755
3756   final_value = comparison_value;
3757   if (GET_CODE (comparison_value) == REG 
3758       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3759     {
3760       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3761
3762       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3763          off with the original register.  */
3764       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3765         final_value = comparison_value;
3766     }
3767
3768   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3769      (on the last successful iteration).  The exact final value
3770      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3771      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3772      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3773      initial_value) % increment != 0.
3774      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3775      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3776      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3777   if (off_by_one)
3778     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3779
3780   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3781      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3782      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3783      optimizations may obscure the loop's structure.
3784
3785      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3786      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3787      Only the difference between final_value and initial_value is
3788      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3789   loop_info->initial_value = initial_value;
3790   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3791   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3792   loop_info->increment = increment;
3793   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3794   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3795
3796   /* Try to determine the iteration count for loops such
3797      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3798      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3799      loops into this form.  */
3800
3801   if (REG_P (initial_value))
3802     {
3803       rtx reg1;
3804       rtx reg2;
3805       rtx const2;
3806
3807       reg1 = initial_value;
3808       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3809         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3810       else
3811         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3812
3813       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3814          where reg1 != reg2.  */
3815       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3816         {
3817           rtx temp;
3818
3819           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3820              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3821           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3822
3823           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3824             initial_value = temp;
3825           else
3826             {
3827               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3828                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3829                  the latter case for now since it is not so common.  */
3830               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3831
3832               if (temp == loop_info->iteration_var)
3833                 temp = initial_value;
3834               if (temp == reg1)
3835                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3836                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3837             }
3838         }
3839       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3840         {
3841           rtx temp;
3842
3843           /*  When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3844               further obfuscates reversible loops of the form:
3845               for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3846               final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3847               where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3848               can replace initial_value with const.  */
3849
3850           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3851
3852           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3853             {
3854               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3855
3856               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3857                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3858                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3859             }
3860         }
3861     }
3862
3863   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3864      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3865      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3866      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3867      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3868      when using modulo arithmetic.
3869
3870      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3871      the initial and final values carefully.  */
3872   if (loop->vtop
3873       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3874     {
3875       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3876       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3877     }
3878
3879   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3880   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3881
3882   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3883      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3884      return early for any other reason.  */
3885   if (comparison_code == EQ)
3886       loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3887
3888   if (increment == 0)
3889     {
3890       if (loop_dump_stream)
3891         fprintf (loop_dump_stream,
3892                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3893       return 0;
3894     }
3895
3896   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3897     {
3898       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3899       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3900          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3901       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3902         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3903
3904       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3905         {
3906           if (loop_dump_stream)
3907             {
3908               fprintf (loop_dump_stream,
3909                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3910               print_rtl (loop_dump_stream, increment);
3911               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3912             }
3913           return 0;
3914         }
3915       loop_info->increment = increment;
3916     }
3917
3918   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3919     {
3920       if (loop_dump_stream)
3921         {
3922           fprintf (loop_dump_stream,
3923                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3924           print_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3925           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3926         }
3927       return 0;
3928     }
3929   else if (comparison_code == EQ)
3930     {
3931       if (loop_dump_stream)
3932         fprintf (loop_dump_stream,
3933                  "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3934       return 0;
3935     }
3936   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3937     {
3938       if (loop_dump_stream)
3939         {
3940           fprintf (loop_dump_stream,
3941                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3942           print_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3943           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3944         }
3945       return 0;
3946     }
3947
3948   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3949   if (unsigned_p)
3950     final_larger
3951       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3952          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3953         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3954            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3955   else
3956     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3957       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3958
3959   if (INTVAL (increment) > 0)
3960     increment_dir = 1;
3961   else if (INTVAL (increment) == 0)
3962     increment_dir = 0;
3963   else
3964     increment_dir = -1;
3965
3966   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3967      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3968      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3969      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3970      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3971      Only try to optimize the normal cases.  */
3972
3973   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3974      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3975      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3976      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3977      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3978
3979   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3980      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3981      eliminate all of these special checks, and just always assume
3982      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3983      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3984      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3985      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3986      loops can be optimized.
3987
3988      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3989      because the action on overflow is undefined.
3990
3991      See also the special test for NE loops below.  */
3992
3993   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3994       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3995     /* Normal case.  */
3996     ;
3997   else
3998     {
3999       if (loop_dump_stream)
4000         fprintf (loop_dump_stream,
4001                  "Loop iterations: Not normal loop.\n");
4002       return 0;
4003     }
4004
4005   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
4006      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
4007      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
4008
4009   abs_inc = INTVAL (increment);
4010   if (abs_inc > 0)
4011     abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4012   else if (abs_inc < 0)
4013     {
4014       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4015       abs_inc = -abs_inc;
4016     }
4017   else
4018     abort ();
4019
4020   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4021      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4022      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4023      can not calculate the number of iterations.  */
4024   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4025     return 0;
4026
4027   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4028      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4029      handle potential overflow of the summation.  */
4030   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4031   return loop_info->n_iterations;
4032 }
4033
4034
4035 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4036    for original instructions which remain after loop unrolling without
4037    copying.  */
4038
4039 static rtx
4040 remap_split_bivs (x)
4041      rtx x;
4042 {
4043   register enum rtx_code code;
4044   register int i;
4045   register const char *fmt;
4046
4047   if (x == 0)
4048     return x;
4049
4050   code = GET_CODE (x);
4051   switch (code)
4052     {
4053     case SCRATCH:
4054     case PC:
4055     case CC0:
4056     case CONST_INT:
4057     case CONST_DOUBLE:
4058     case CONST:
4059     case SYMBOL_REF:
4060     case LABEL_REF:
4061       return x;
4062
4063     case REG:
4064 #if 0
4065       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4066          have to remap those givs also.  */
4067 #endif
4068       if (REGNO (x) < max_reg_before_loop
4069           && REG_IV_TYPE (REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4070         return reg_biv_class[REGNO (x)]->biv->src_reg;
4071       break;
4072
4073     default:
4074       break;
4075     }
4076
4077   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4078   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4079     {
4080       if (fmt[i] == 'e')
4081         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (XEXP (x, i));
4082       else if (fmt[i] == 'E')
4083         {
4084           register int j;
4085           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4086             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (XVECEXP (x, i, j));
4087         }
4088     }
4089   return x;
4090 }
4091
4092 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4093    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4094    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4095    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4096    insns.
4097
4098    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4099    must dominate LAST_UID.
4100
4101    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4102    may not dominate LAST_UID.
4103
4104    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4105    must dominate LAST_UID.  */
4106
4107 int
4108 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4109      int regno;
4110      int first_uid;
4111      int last_uid;
4112      rtx copy_start;
4113      rtx copy_end;
4114 {
4115   int passed_jump = 0;
4116   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4117
4118   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4119     {
4120       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4121         passed_jump= 1;
4122       /* Could not find FIRST_UID.  */
4123       if (p == copy_end)
4124         return 0;
4125       p = NEXT_INSN (p);
4126     }
4127
4128   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4129   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
4130       || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4131     return 0;
4132
4133   /* FIRST_UID is always executed.  */
4134   if (passed_jump == 0)
4135     return 1;
4136
4137   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4138     {
4139       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4140          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4141       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4142         return 0;
4143       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4144          it must be safe.  */
4145       else if (p == copy_end)
4146         return 1;
4147       p = NEXT_INSN (p);
4148     }
4149
4150   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4151   return 1;
4152 }