OSDN Git Service

2001-12-01 Olivier Hainque <hainque@act-europe.fr>
[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, 1999, 2000, 2001
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 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; }
144 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
145
146 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
147
148 enum unroll_types
149 {
150   UNROLL_COMPLETELY,
151   UNROLL_MODULO,
152   UNROLL_NAIVE
153 };
154
155 #include "config.h"
156 #include "system.h"
157 #include "rtl.h"
158 #include "tm_p.h"
159 #include "insn-config.h"
160 #include "integrate.h"
161 #include "regs.h"
162 #include "recog.h"
163 #include "flags.h"
164 #include "function.h"
165 #include "expr.h"
166 #include "loop.h"
167 #include "toplev.h"
168 #include "hard-reg-set.h"
169 #include "basic-block.h"
170 #include "predict.h"
171
172 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
173    them.  */
174
175 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
176 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
177 #endif
178
179 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
180    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
181    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
182    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
183    that were combined with this DEST_REG giv.  */
184
185 static struct induction **addr_combined_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the current value of the register, which depends on the
189    iteration number.  */
190
191 static rtx *splittable_regs;
192
193 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
194    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
195    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
196    a split iv will update the original iv of the dest.  */
197
198 static int *splittable_regs_updates;
199
200 /* Forward declarations.  */
201
202 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
203 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
204 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
205 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
206 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
207                                     struct inline_remap *, rtx, int,
208                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
209 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
210                                          enum unroll_types, int));
211 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
212                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
213                                          rtx, int));
214 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
215 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
216 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
217 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
218 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
219 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
220 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
221 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
222
223 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
224
225    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
226    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
227    strength reduction pass is available.
228
229    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
230    in loop.c.  */
231
232 void
233 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
234      struct loop *loop;
235      int insn_count;
236      int strength_reduce_p;
237 {
238   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
239   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
240   int i, j;
241   unsigned int r;
242   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
243   int unroll_number = 1;
244   rtx copy_start, copy_end;
245   rtx insn, sequence, pattern, tem;
246   int max_labelno, max_insnno;
247   rtx insert_before;
248   struct inline_remap *map;
249   char *local_label = NULL;
250   char *local_regno;
251   unsigned int max_local_regnum;
252   unsigned int maxregnum;
253   rtx exit_label = 0;
254   rtx start_label;
255   struct iv_class *bl;
256   int splitting_not_safe = 0;
257   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
258   int loop_preconditioned = 0;
259   rtx safety_label;
260   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
261      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
262      jumps).  */
263   rtx last_loop_insn;
264   rtx loop_start = loop->start;
265   rtx loop_end = loop->end;
266
267   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
268      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
269      be unrolled.  */
270   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
271     {
272       if (loop_dump_stream)
273         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
274       return;
275     }
276
277   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
278      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
279      structure of the function.  This can happen as a result of the
280      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
281   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
282      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
283      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
284      not be a significant performance problem.  */
285
286   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
287     {
288       int block_begins = 0;
289       int block_ends = 0;
290
291       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
292         {
293           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
294             {
295               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
296                 block_begins++;
297               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
298                 block_ends++;
299               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
300                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
301                 {
302                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
303                      regions, but until that time, we punt (don't
304                      unroll).  For the proper way of doing it, see
305                      expand_inline_function.  */
306
307                   if (loop_dump_stream)
308                     fprintf (loop_dump_stream,
309                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
310                   return;
311                 }
312             }
313         }
314
315       if (block_begins != block_ends)
316         {
317           if (loop_dump_stream)
318             fprintf (loop_dump_stream,
319                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
320           return;
321         }
322     }
323
324   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
325      and the size of the loop.  */
326
327   /* If there is no strength reduce info, then set
328      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
329      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
330      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
331
332   if (! strength_reduce_p)
333     loop_info->n_iterations = 0;
334
335   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
336     {
337       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
338       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
339                loop_info->n_iterations);
340       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
341     }
342
343   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
344
345   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
346
347   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
348      not the loop is being completely unrolled.  */
349
350   if (loop_info->n_iterations == 1)
351     {
352       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
353          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
354          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
355
356       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
357       if (ujump)
358         delete_related_insns (ujump);
359
360       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
361          branch at the end of the loop since they will never be taken.
362          Then return, since no other action is needed here.  */
363
364       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
365          don't do anything.  */
366
367       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
368         {
369           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
370           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
371         }
372       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
373         {
374 #ifdef HAVE_cc0
375           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
376 #endif
377           delete_related_insns (last_loop_insn);
378 #ifdef HAVE_cc0
379           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
380              deleted.  */
381           if (only_sets_cc0_p (prev))
382             delete_related_insns (prev);
383 #endif
384         }
385
386       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
387       if (loop->vtop)
388         delete_related_insns (loop->vtop);
389       if (loop->cont)
390         delete_related_insns (loop->cont);
391       if (loop_start)
392         delete_related_insns (loop_start);
393       if (loop_end)
394         delete_related_insns (loop_end);
395
396       return;
397     }
398   else if (loop_info->n_iterations > 0
399            /* Avoid overflow in the next expression.  */
400            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
401            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
402     {
403       unroll_number = loop_info->n_iterations;
404       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
405     }
406   else if (loop_info->n_iterations > 0)
407     {
408       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
409          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
410          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
411
412       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
413         factors[i].count = 0;
414
415       temp = loop_info->n_iterations;
416       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
417         while (temp % factors[i].factor == 0)
418           {
419             factors[i].count++;
420             temp = temp / factors[i].factor;
421           }
422
423       /* Start with the larger factors first so that we generally
424          get lots of unrolling.  */
425
426       unroll_number = 1;
427       temp = insn_count;
428       for (i = 3; i >= 0; i--)
429         while (factors[i].count--)
430           {
431             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
432               {
433                 unroll_number *= factors[i].factor;
434                 temp *= factors[i].factor;
435               }
436             else
437               break;
438           }
439
440       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
441          case.  */
442       if (unroll_number == 1)
443         {
444           if (loop_dump_stream)
445             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
446         }
447       else
448         unroll_type = UNROLL_MODULO;
449     }
450
451   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
452      size.  */
453   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
454     {
455       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
456         unroll_number = 8;
457       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
458         unroll_number = 4;
459       else
460         unroll_number = 2;
461     }
462
463   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
464
465   if (loop_dump_stream)
466     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
467
468   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
469     {
470       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
471          in rare circumstances.
472
473          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
474          of the exit code for the outer loop.
475
476          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
477          loop, so it will start with a jump to the exit code.
478
479          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
480          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
481          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
482          the instruction stream.
483
484          And finally assume that we can compute the number of iterations
485          for the outer loop.
486
487          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
488          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
489
490          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
491          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
492
493       insn = loop_start;
494       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
495         insn = NEXT_INSN (insn);
496       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
497         return;
498     }
499
500   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
501     {
502       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
503          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
504          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
505          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
506          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
507          instructions.  */
508
509       copy_start = loop_start;
510
511       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
512          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
513          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
514       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
515
516       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
517       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
518         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
519       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
520         {
521           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
522 #ifdef HAVE_cc0
523           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
524              instruction which we do not want to copy.  */
525           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
526             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
527 #endif
528         }
529       else
530         {
531           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
532              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
533              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
534              jumps to after the last loop body.  */
535           if (loop_dump_stream)
536             fprintf (loop_dump_stream,
537                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
538           return;
539         }
540     }
541   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
542     {
543       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
544          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
545          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
546          code immediately before the compare/branch at the end so that the
547          code will fall through to them as before.  */
548
549       copy_start = loop_start;
550
551       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
552          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
553       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
554         {
555           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
556           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
557         }
558       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
559         {
560           insert_before = last_loop_insn;
561 #ifdef HAVE_cc0
562           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
563              instruction which we do not want to copy or delete.  */
564           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
565             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
566 #endif
567           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
568         }
569       else
570         {
571           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
572              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
573              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
574              jumps to after the last loop body.  */
575           if (loop_dump_stream)
576             fprintf (loop_dump_stream,
577                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
578           return;
579         }
580     }
581   else
582     {
583       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
584          end of the loop.  */
585
586       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
587         {
588           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
589              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
590              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
591              unconditional jumps to an immediately following label.
592
593              This will be corrected below if the target of this jump is
594              not the start_label.  */
595
596           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
597           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
598         }
599       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
600         {
601           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
602              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
603              copy_loop_body.  */
604           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
605           copy_end = last_loop_insn;
606         }
607       else
608         {
609           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
610              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
611              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
612              jumps to after the last loop body.  */
613           if (loop_dump_stream)
614             fprintf (loop_dump_stream,
615                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
616           return;
617         }
618
619       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
620          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
621          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
622          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
623          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
624          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
625          the real exit label.  */
626       exit_label = gen_label_rtx ();
627
628       insn = loop_start;
629       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
630         insn = NEXT_INSN (insn);
631
632       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
633         {
634           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
635              Start copying the loop after the barrier following this
636              jump insn.  */
637           copy_start = NEXT_INSN (insn);
638
639           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
640              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
641              a comparison against a new register for a split variable, but
642              we did not execute the set insn for the new register because
643              it was skipped over.  */
644           splitting_not_safe = 1;
645           if (loop_dump_stream)
646             fprintf (loop_dump_stream,
647                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
648         }
649       else
650         copy_start = loop_start;
651     }
652
653   /* This should always be the first label in the loop.  */
654   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
655   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
656   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
657     start_label = NEXT_INSN (start_label);
658   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
659     {
660       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
661          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
662          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
663          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
664
665          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
666
667       if (loop_dump_stream)
668         fprintf (loop_dump_stream,
669                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
670       return;
671     }
672   if (LABEL_NAME (start_label))
673     {
674       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
675          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
676          jumps which go to the named label must be handled differently than
677          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
678          in this case.  */
679       if (loop_dump_stream)
680         fprintf (loop_dump_stream,
681                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
682       return;
683     }
684
685   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
686       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
687       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
688       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
689     {
690       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
691          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
692
693       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
694       copy_end = last_loop_insn;
695     }
696
697   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
698       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
699       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
700     {
701       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
702          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
703          branch to the loop exit after emitting the final branch.
704          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
705          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
706          unrolling would increase the number of branch instructions
707          executed.  */
708       if (loop_dump_stream)
709         fprintf (loop_dump_stream,
710                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
711       return;
712     }
713
714   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
715      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
716
717   max_labelno = max_label_num ();
718   max_insnno = get_max_uid ();
719
720   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
721      without initializing fields within the map structure.
722
723      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
724   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
725
726   /* Allocate the label map.  */
727
728   if (max_labelno > 0)
729     {
730       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
731
732       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
733     }
734
735   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
736      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
737      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
738      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
739      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
740      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
741
742   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
743     {
744       rtx note;
745
746       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
747         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
748       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
749         {
750           if (JUMP_LABEL (insn))
751             set_label_in_map (map,
752                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
753                               JUMP_LABEL (insn));
754           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
755                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
756             {
757               rtx pat = PATTERN (insn);
758               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
759               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
760               rtx label;
761
762               for (i = 0; i < len; i++)
763                 {
764                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
765                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
766                 }
767             }
768         }
769       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
770         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
771                           XEXP (note, 0));
772     }
773
774   /* Allocate space for the insn map.  */
775
776   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
777
778   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
779      not function inlining.  */
780   map->inline_target = 0;
781
782   /* The register and constant maps depend on the number of registers
783      present, so the final maps can't be created until after
784      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
785      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
786      is performed.  */
787
788   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
789   maxregnum = max_reg_num ();
790
791   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
792   max_local_regnum = maxregnum;
793
794   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
795      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
796      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
797
798      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
799      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
800      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
801
802   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
803   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
804   addr_combined_regs
805     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
806   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
807
808   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
809      inside the loop.  */
810   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
811     {
812       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
813       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
814
815       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
816          since it will also be used outside the loop.  */
817       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
818         copy_end_luid--;
819
820       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
821          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
822 #ifdef HAVE_cc0
823       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
824           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
825         copy_end_luid--;
826 #endif
827
828       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
829          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
830          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
831          to duplicate.  */
832       if (copy_start == loop_start)
833         copy_start_luid++;
834
835       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
836          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
837          results in better code.  */
838       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
839          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
840       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
841         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
842             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
843             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
844             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
845           {
846             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
847                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
848                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
849                for each unrolled copy of the loop.  */
850             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
851                set dominates all instructions from regno_first_uid to
852                regno_last_uid.  */
853             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
854                this check was more sophisticated.  */
855             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
856                                    copy_start, copy_end))
857               local_regno[r] = 1;
858
859             if (loop_dump_stream)
860               {
861                 if (local_regno[r])
862                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
863                 else
864                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
865                            r);
866               }
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           rtx diff;
902           rtx *labels;
903           int abs_inc, neg_inc;
904           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
905           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
906           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
907
908           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
909
910           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
911                                    "unroll_loop_precondition");
912           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
913
914           init_reg_map (map, maxregnum);
915
916           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
917              the loop body.  */
918           if (unroll_number > 4)
919             unroll_number = 4;
920
921           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
922              not it is negative.  */
923           neg_inc = 0;
924           abs_inc = INTVAL (increment);
925           if (abs_inc < 0)
926             {
927               abs_inc = -abs_inc;
928               neg_inc = 1;
929             }
930
931           start_sequence ();
932
933           /* Calculate the difference between the final and initial values.
934              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
935              Let the following cse pass simplify this if initial value is
936              a constant.
937
938              We must copy the final and initial values here to avoid
939              improperly shared rtl.
940
941              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
942              For such loops the real final value is the first time the
943              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
944              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
945              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
946              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
947              exact value, since we are only interested in the diff
948              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
949              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
950
951           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
952             diff = expand_simple_binop (mode, MINUS, copy_rtx (final_value),
953                                         copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
954                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
955           else
956             diff = expand_simple_unop (mode, neg_inc ? NOT : NEG,
957                                        copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0);
958
959           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
960              and instruction.  */
961           diff = expand_simple_binop (GET_MODE (diff), AND, diff,
962                                       GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
963                                       NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
964
965           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
966              loop entry point.  */
967
968           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
969           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
970             labels[i] = gen_label_rtx ();
971
972           /* Check for the case where the initial value is greater than or
973              equal to the final value.  In that case, we want to execute
974              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
975              case.  This check does not apply if the loop has a NE
976              comparison at the end.  */
977
978           if (cc != NE)
979             {
980               rtx incremented_initval;
981               incremented_initval = expand_simple_binop (mode, PLUS,
982                                                          initial_value,
983                                                          increment,
984                                                          NULL_RTX, 0,
985                                                          OPTAB_LIB_WIDEN);
986               emit_cmp_and_jump_insns (incremented_initval, final_value,
987                                        less_p ? GE : LE, NULL_RTX,
988                                        mode, unsigned_p, labels[1]);
989               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION,
990                                 NOT_TAKEN);
991               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
992               LABEL_NUSES (labels[1])++;
993             }
994
995           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
996              for a negative increment:  for a positive increment:
997              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
998              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
999              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
1000              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
1001
1002           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
1003              last case just falls through to the following code.  */
1004
1005           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
1006              instead of the current linear list of branches.  */
1007
1008           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
1009             {
1010               int cmp_const;
1011               enum rtx_code cmp_code;
1012
1013               /* For negative increments, must invert the constant compared
1014                  against, except when comparing against zero.  */
1015               if (i == 0)
1016                 {
1017                   cmp_const = 0;
1018                   cmp_code = EQ;
1019                 }
1020               else if (neg_inc)
1021                 {
1022                   cmp_const = unroll_number - i;
1023                   cmp_code = GE;
1024                 }
1025               else
1026                 {
1027                   cmp_const = i;
1028                   cmp_code = LE;
1029                 }
1030
1031               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1032                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, labels[i]);
1033               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1034               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1035               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1036                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1037             }
1038
1039           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1040              to handle other cases equivalent to 0.  */
1041
1042           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1043              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1044              For the negative increment case, the branch here could easily
1045              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1046              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1047
1048           if (abs_inc != 1)
1049             {
1050               int cmp_const;
1051               enum rtx_code cmp_code;
1052
1053               if (neg_inc)
1054                 {
1055                   cmp_const = abs_inc - 1;
1056                   cmp_code = LE;
1057                 }
1058               else
1059                 {
1060                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1061                   cmp_code = GE;
1062                 }
1063
1064               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1065                                        NULL_RTX, mode, 0, labels[0]);
1066               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1067               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1068             }
1069
1070           sequence = gen_sequence ();
1071           end_sequence ();
1072           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1073
1074           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1075              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1076              and then reset it inside the loop when get to the last
1077              copy.  */
1078
1079           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1080             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1081           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1082             {
1083               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1084 #ifdef HAVE_cc0
1085               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1086                  we do not want to copy.  */
1087               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1088                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1089 #endif
1090             }
1091           else
1092             abort ();
1093
1094           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1095             {
1096               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1097                                 PREV_INSN (loop_start));
1098
1099               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1100               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1101                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1102                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1103               map->const_age = 0;
1104
1105               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1106                 if (local_label[j])
1107                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1108
1109               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1110                 if (local_regno[r])
1111                   {
1112                     map->reg_map[r]
1113                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1114                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1115                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1116                   }
1117               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1118                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1119                  branch.  */
1120
1121               if (i == unroll_number - 1)
1122                 {
1123                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1124                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1125                   else
1126                     copy_end = last_loop_insn;
1127                 }
1128
1129               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1130                  pass zero for that parameter.  */
1131               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1132                               unroll_type, start_label, loop_end,
1133                               loop_start, copy_end);
1134             }
1135           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1136
1137           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1138             {
1139               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1140               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1141             }
1142           else
1143             {
1144               insert_before = last_loop_insn;
1145 #ifdef HAVE_cc0
1146               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1147                  be a compare instruction which we do not want to copy
1148                  or delete.  */
1149               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1150                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1151 #endif
1152               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1153             }
1154
1155           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1156           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1157           loop_preconditioned = 1;
1158
1159           /* Clean up.  */
1160           free (labels);
1161         }
1162     }
1163
1164   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1165      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1166   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1167     {
1168       if (loop_dump_stream)
1169         fprintf (loop_dump_stream,
1170                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1171       goto egress;
1172     }
1173
1174   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1175
1176   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1177   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1178
1179   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1180      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1181      We precalculate and save this info here, since computing it is
1182      expensive.
1183
1184      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1185      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1186
1187   if (splitting_not_safe)
1188     temp = 0;
1189   else
1190     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1191
1192   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1193      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1194      the constant maps also.  */
1195
1196   maxregnum = max_reg_num ();
1197   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1198
1199   init_reg_map (map, maxregnum);
1200
1201   if (map->const_equiv_varray == 0)
1202     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1203                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1204                              "unroll_loop");
1205   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1206
1207   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1208      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1209
1210   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1211     {
1212       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1213         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1214 #if 0
1215       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1216       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1217         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1218           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1219 #endif
1220     }
1221
1222   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1223   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1224   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1225
1226   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1227      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1228      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1229      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1230      will never be replaced if it isn't done here.  */
1231
1232   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1233     {
1234       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1235       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1236         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1237     }
1238
1239   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1240      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1241      before the end of the loop.  */
1242
1243   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1244     {
1245       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1246       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1247               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1248       map->const_age = 0;
1249
1250       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1251         if (local_label[j])
1252           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1253
1254       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1255         if (local_regno[r])
1256           {
1257             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1258             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1259                                regno_reg_rtx[r], 0);
1260           }
1261
1262       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1263          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1264       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1265         {
1266           insn = PREV_INSN (copy_start);
1267           pattern = PATTERN (insn);
1268
1269           tem = get_label_from_map (map,
1270                                     CODE_LABEL_NUMBER
1271                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1272           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1273
1274           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1275              passes.  */
1276           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1277           LABEL_NUSES (tem)++;
1278         }
1279
1280       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1281                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1282                       loop_end, insert_before, insert_before);
1283     }
1284
1285   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1286      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1287      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1288
1289   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1290      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1291      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1292      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1293
1294   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1295     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1296   else
1297     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1298
1299   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1300      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1301
1302   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1303   while (insn != safety_label)
1304     {
1305       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1306          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1307          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1308          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1309          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1310          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1311          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1312       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1313       if (insn != start_label
1314           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1315           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1316                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1317         insn = delete_related_insns (insn);
1318       else
1319         insn = NEXT_INSN (insn);
1320     }
1321
1322   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1323      delete_related_insns calls.  */
1324   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1325     abort ();
1326   delete_related_insns (safety_label);
1327
1328   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1329      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1330      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1331      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1332      not taken.  */
1333   if (exit_label)
1334     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1335
1336  egress:
1337   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1338     {
1339       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1340       if (loop->vtop)
1341         delete_related_insns (loop->vtop);
1342       if (loop->cont)
1343         delete_related_insns (loop->cont);
1344       if (loop_start)
1345         delete_related_insns (loop_start);
1346       if (loop_end)
1347         delete_related_insns (loop_end);
1348     }
1349
1350   if (map->const_equiv_varray)
1351     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1352   if (map->label_map)
1353     {
1354       free (map->label_map);
1355       free (local_label);
1356     }
1357   free (map->insn_map);
1358   free (splittable_regs);
1359   free (splittable_regs_updates);
1360   free (addr_combined_regs);
1361   free (local_regno);
1362   if (map->reg_map)
1363     free (map->reg_map);
1364   free (map);
1365 }
1366 \f
1367 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1368    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1369
1370    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1371    determined, and if increment is a constant power of 2.
1372    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1373    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1374    is not considered `profitable'.  */
1375
1376 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1377    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1378    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1379    whether divide is cheap.
1380    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1381    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1382    reflected in RTX_COST.  */
1383
1384 int
1385 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1386      const struct loop *loop;
1387      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1388      enum machine_mode *mode;
1389 {
1390   rtx loop_start = loop->start;
1391   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1392
1393   if (loop_info->n_iterations > 0)
1394     {
1395       *initial_value = const0_rtx;
1396       *increment = const1_rtx;
1397       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1398       *mode = word_mode;
1399
1400       if (loop_dump_stream)
1401         {
1402           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1403                  loop_dump_stream);
1404           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1405                    loop_info->n_iterations);
1406           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1407         }
1408       return 1;
1409     }
1410
1411   if (loop_info->iteration_var == 0)
1412     {
1413       if (loop_dump_stream)
1414         fprintf (loop_dump_stream,
1415                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1416       return 0;
1417     }
1418   else if (loop_info->initial_value == 0)
1419     {
1420       if (loop_dump_stream)
1421         fprintf (loop_dump_stream,
1422                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1423       return 0;
1424     }
1425   else if (loop_info->increment == 0)
1426     {
1427       if (loop_dump_stream)
1428         fprintf (loop_dump_stream,
1429                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1430       return 0;
1431     }
1432   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1433     {
1434       if (loop_dump_stream)
1435         fprintf (loop_dump_stream,
1436                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1437       return 0;
1438     }
1439   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1440            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1441     {
1442       if (loop_dump_stream)
1443         fprintf (loop_dump_stream,
1444                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1445       return 0;
1446     }
1447
1448   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1449      not matter for preconditioning.  */
1450
1451   if (loop_info->final_value == 0)
1452     {
1453       if (loop_dump_stream)
1454         fprintf (loop_dump_stream,
1455                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1456       return 0;
1457     }
1458
1459   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1460      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1461      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1462      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1463      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1464   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1465        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1466       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1467           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1468       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1469     {
1470       if (loop_dump_stream)
1471         fprintf (loop_dump_stream,
1472                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1473       return 0;
1474     }
1475
1476   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1477      does not have code to deal with them.  */
1478   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1479       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1480     {
1481       if (loop_dump_stream)
1482         fprintf (loop_dump_stream,
1483                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1484       return 0;
1485     }
1486
1487   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1488      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1489
1490   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1491       > INSN_LUID (loop_start))
1492     {
1493       if (loop_dump_stream)
1494         fprintf (loop_dump_stream,
1495                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1496       return 0;
1497     }
1498
1499   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1500      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1501      iterations just like for BIV iterators.
1502
1503      Also note that the absolute values of initial_value and
1504      final_value are unimportant as only their difference is used for
1505      calculating the number of loop iterations.  */
1506   *initial_value = loop_info->initial_value;
1507   *increment = loop_info->increment;
1508   *final_value = loop_info->final_value;
1509
1510   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1511      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1512      both are constants.  */
1513   *mode = GET_MODE (*final_value);
1514   if (*mode == VOIDmode)
1515     {
1516       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1517       if (*mode == VOIDmode)
1518         *mode = word_mode;
1519     }
1520   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1521            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1522                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1523     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1524
1525   /* Success!  */
1526   if (loop_dump_stream)
1527     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1528   return 1;
1529 }
1530
1531 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1532    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1533    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1534    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1535    used with different
1536    modes.  */
1537
1538 static void
1539 init_reg_map (map, maxregnum)
1540      struct inline_remap *map;
1541      int maxregnum;
1542 {
1543   int i;
1544
1545   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1546     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1547   /* Just clear the rest of the entries.  */
1548   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1549     map->reg_map[i] = 0;
1550
1551   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1552     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1553   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1554     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1555 }
1556 \f
1557 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1558    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1559    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1560    verifying that all operands are of the proper form.
1561
1562    PATTERN must be the result of single_set.
1563    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1564
1565 static rtx
1566 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1567      rtx pattern, src_insn;
1568      unsigned int regno;
1569 {
1570   rtx increment;
1571   rtx increment_total = 0;
1572   int tries = 0;
1573
1574  retry:
1575   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1576      as the set source.  */
1577   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1578     {
1579       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1580          to the new_reg.  */
1581       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1582       pattern = single_set (src_insn);
1583       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1584         abort ();
1585
1586       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1587          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1588       delete_related_insns (get_last_insn ());
1589     }
1590
1591   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1592   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1593   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1594     {
1595       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1596          too big to be an add immed operand.  */
1597       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1598
1599       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1600          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1601          one of the LO_SUM rtx.  */
1602       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1603         increment = XEXP (increment, 1);
1604
1605       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1606          note to the store insn.  */
1607       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1608         {
1609           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1610           if (note)
1611             increment = XEXP (note, 0);
1612         }
1613
1614       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1615                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1616                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1617         {
1618           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1619              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1620           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1621           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1622
1623           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0), 
1624                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1625           /* Don't need the last insn anymore.  */
1626           delete_related_insns (get_last_insn ());
1627
1628           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1629               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1630             abort ();
1631
1632           if (code == IOR)
1633             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1634           else if (code == PLUS)
1635             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1636           else
1637             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1638         }
1639
1640       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1641         abort ();
1642
1643       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1644          so delete it.  */
1645       delete_related_insns (get_last_insn ());
1646     }
1647
1648   if (increment_total)
1649     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1650   else
1651     increment_total = increment;
1652
1653   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1654      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1655   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1656       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1657     {
1658       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1659          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1660          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1661
1662       if (tries == 0)
1663         {
1664           tries++;
1665
1666           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1667           pattern = single_set (src_insn);
1668
1669           delete_related_insns (get_last_insn ());
1670
1671           goto retry;
1672         }
1673
1674       abort ();
1675     }
1676
1677   return increment_total;
1678 }
1679
1680 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1681    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1682    the reg_map entries can change during copying.  */
1683
1684 static rtx
1685 initial_reg_note_copy (notes, map)
1686      rtx notes;
1687      struct inline_remap *map;
1688 {
1689   rtx copy;
1690
1691   if (notes == 0)
1692     return 0;
1693
1694   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1695   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1696
1697   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1698     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1699   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1700     /* Don't substitute for these yet.  */
1701     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1702   else
1703     abort ();
1704
1705   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1706
1707   return copy;
1708 }
1709
1710 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1711
1712 static void
1713 final_reg_note_copy (notesp, map)
1714      rtx *notesp;
1715      struct inline_remap *map;
1716 {
1717   while (*notesp)
1718     {
1719       rtx note = *notesp;
1720       
1721       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1722         {
1723           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1724              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1725              note.  */
1726           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1727             {
1728               *notesp = XEXP (note, 1);
1729               continue;
1730             }
1731           else
1732             {
1733               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1734
1735               /* If we failed to remap the note, something is awry.  */
1736               if (!insn)
1737                 abort ();
1738
1739               XEXP (note, 0) = insn;
1740             }
1741         }
1742
1743       notesp = &XEXP (note, 1);
1744     }
1745 }
1746
1747 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1748    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1749
1750 static void
1751 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1752                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1753                 copy_notes_from)
1754      struct loop *loop;
1755      rtx copy_start, copy_end;
1756      struct inline_remap *map;
1757      rtx exit_label;
1758      int last_iteration;
1759      enum unroll_types unroll_type;
1760      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1761 {
1762   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1763   rtx insn, pattern;
1764   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1765   int dest_reg_was_split, i;
1766 #ifdef HAVE_cc0
1767   rtx cc0_insn = 0;
1768 #endif
1769   rtx final_label = 0;
1770   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1771
1772   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1773      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1774      after the end of this loop body if it was ever used.
1775
1776      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1777      to itself.  */
1778   if (! last_iteration)
1779     {
1780       final_label = gen_label_rtx ();
1781       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1782     }
1783   else
1784     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1785
1786   start_sequence ();
1787
1788   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1789      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1790      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1791      a variety of losing behaviors later.  */
1792   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1793
1794   insn = copy_start;
1795   do
1796     {
1797       insn = NEXT_INSN (insn);
1798
1799       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1800
1801       switch (GET_CODE (insn))
1802         {
1803         case INSN:
1804           pattern = PATTERN (insn);
1805           copy = 0;
1806           giv_inc = 0;
1807
1808           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1809              some split address givs.  (Combined in the sense that
1810              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1811              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1812              find the address givs.  Then split the address givs.
1813              Do this before splitting the giv, since that may map the
1814              SET_DEST to a new register.  */
1815
1816           if ((set = single_set (insn))
1817               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1818               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1819             {
1820               struct iv_class *bl;
1821               struct induction *v, *tv;
1822               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1823
1824               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1825               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1826
1827               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1828                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1829                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1830                  we might accidentally delete insns generated immediately
1831                  below by emit_unrolled_add.  */
1832
1833               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1834
1835               /* Now find all address giv's that were combined with this
1836                  giv 'v'.  */
1837               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1838                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1839                   {
1840                     int this_giv_inc;
1841
1842                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1843                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1844                       continue;
1845
1846                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1847                        the two givs are different.  */
1848                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1849                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1850                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1851                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1852
1853                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1854                     *tv->location = tv->dest_reg;
1855
1856                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1857                       {
1858                         /* Must emit an insn to increment the split address
1859                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1860                            was a constant eliminated from the address.  */
1861                         rtx value, dest_reg;
1862
1863                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1864                            or else a register plus a constant.  */
1865                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1866                           dest_reg = tv->dest_reg;
1867                         else
1868                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1869
1870                         /* Check for shared address givs, and avoid
1871                            incrementing the shared pseudo reg more than
1872                            once.  */
1873                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1874                           {
1875                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1876                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1877                                to add the const_adjust amount before calling
1878                                emit_unrolled_add below.  */
1879                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1880                                                    tv->const_adjust);
1881
1882                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1883                               {
1884                                 /* The constant could be too large for an add
1885                                    immediate, so can't directly emit an insn
1886                                    here.  */
1887                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1888                                                    XEXP (value, 1));
1889                               }
1890                           }
1891
1892                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1893                            it is used after the set we have just emitted.
1894                            We must subtract the const_adjust factor added in
1895                            above.  */
1896                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1897                                                       -tv->const_adjust);
1898                         *tv->location = tv->dest_reg;
1899                       }
1900                   }
1901             }
1902
1903           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1904              how to split the variable, create a new set based on this split,
1905              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1906              use the new split variable.  */
1907
1908           dest_reg_was_split = 0;
1909
1910           if ((set = single_set (insn))
1911               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1912               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1913             {
1914               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1915               unsigned int src_regno;
1916
1917               dest_reg_was_split = 1;
1918
1919               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1920               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1921               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1922                  already computed above.  */
1923               if (giv_inc == 0)
1924                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1925
1926               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1927
1928               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1929                 {
1930                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1931                      variable to a known constant value.  */
1932
1933                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1934                      value, so we must use plus_constant here.  */
1935                   splittable_regs[regno]
1936                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1937                                      INTVAL (giv_inc));
1938
1939                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1940                     {
1941                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1942                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1943                     }
1944                   else
1945                     {
1946                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1947                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1948                          variable.  */
1949                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1950                       giv_inc = const0_rtx;
1951                     }
1952                 }
1953               else
1954                 {
1955                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1956                      register for the iteration variable, and set it to
1957                      be a constant plus the original register.  Except
1958                      on the last iteration, when the result has to
1959                      go back into the original iteration var register.  */
1960
1961                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1962                      when split.  This happens for bivs which need their
1963                      final value set before loop entry.  The new register
1964                      for the biv was stored in the biv's first struct
1965                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1966
1967                   if (regno < ivs->n_regs
1968                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1969                     {
1970                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1971                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1972                     }
1973
1974 #if 0
1975                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1976                      this would have to remap those givs also.  See
1977                      find_splittable_regs.  */
1978 #endif
1979
1980                   splittable_regs[regno]
1981                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1982                                            giv_inc,
1983                                            splittable_regs[src_regno]);
1984                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1985
1986                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1987                      of this insn to a new register, and setting its
1988                      reg_map entry to point to this new register.
1989
1990                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1991                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1992                      to ensure that the iv will have the proper value when
1993                      the loop exits or repeats.
1994
1995                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1996                      because it can only be greater than one if all
1997                      instructions modifying the iv are always executed in
1998                      order.  */
1999
2000                   if (! last_iteration
2001                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
2002                     {
2003                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
2004                       giv_dest_reg = tem;
2005                       map->reg_map[regno] = tem;
2006                       record_base_value (REGNO (tem),
2007                                          giv_inc == const0_rtx
2008                                          ? giv_src_reg
2009                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
2010                                                          giv_src_reg, giv_inc),
2011                                          1);
2012                     }
2013                   else
2014                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
2015                 }
2016
2017               /* The constant being added could be too large for an add
2018                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
2019               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
2020               copy = get_last_insn ();
2021               pattern = PATTERN (copy);
2022             }
2023           else
2024             {
2025               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2026               copy = emit_insn (pattern);
2027             }
2028           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2029
2030 #ifdef HAVE_cc0
2031           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2032              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2033              In that case, the call to recog via validate_change will
2034              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2035              do it when we emit the following insn.
2036
2037              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2038              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2039              following branch insn to see which what kind of compare to
2040              emit.
2041
2042              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2043              well.  */
2044           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2045             cc0_insn = copy;
2046           else
2047             {
2048               if (cc0_insn)
2049                 try_constants (cc0_insn, map);
2050               cc0_insn = 0;
2051               try_constants (copy, map);
2052             }
2053 #else
2054           try_constants (copy, map);
2055 #endif
2056
2057           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2058              know there are no backward branches across iteration variable
2059              settings which would invalidate this.  */
2060           if (dest_reg_was_split)
2061             {
2062               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2063
2064               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2065                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2066                       == map->const_age))
2067                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2068             }
2069           break;
2070
2071         case JUMP_INSN:
2072           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2073           copy = emit_jump_insn (pattern);
2074           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2075
2076           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2077               && ! last_iteration)
2078             {
2079               /* Update JUMP_LABEL make invert_jump work correctly.  */
2080               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2081                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2082                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2083               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2084
2085               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2086                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2087                  In this case, we want to change the original fall through
2088                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2089                  original jump label case to fall_through.  */
2090
2091               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2092                 {
2093                   rtx jmp;
2094                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2095                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2096                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2097                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2098                      that.  */
2099                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2100                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2101                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2102                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2103                   emit_label_after (lab, jmp);
2104                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2105                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2106                     abort ();
2107                 }
2108             }
2109
2110 #ifdef HAVE_cc0
2111           if (cc0_insn)
2112             try_constants (cc0_insn, map);
2113           cc0_insn = 0;
2114 #endif
2115           try_constants (copy, map);
2116
2117           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2118              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2119           if (JUMP_LABEL (insn))
2120             {
2121               rtx label = 0;
2122
2123               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2124                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2125               if ((set = single_set (copy)))
2126                 {
2127                   tem = SET_SRC (set);
2128                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2129                     label = XEXP (tem, 0);
2130                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2131                     {
2132                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2133                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2134                       else
2135                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2136                     }
2137                 }
2138
2139               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2140                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2141               else
2142                 {
2143                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2144                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2145                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2146                   JUMP_LABEL (copy)
2147                     = get_label_from_map (map,
2148                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2149                 }
2150
2151               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2152                  use count so that the label will not be deleted when the
2153                  original jump is deleted.  */
2154               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2155             }
2156           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2157                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2158             {
2159               rtx pat = PATTERN (copy);
2160               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2161               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2162               int i;
2163
2164               for (i = 0; i < len; i++)
2165                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2166             }
2167
2168           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2169              direction is now known, we must do something special.  */
2170           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2171             {
2172 #ifdef HAVE_cc0
2173               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2174               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2175                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2176 #endif
2177
2178               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2179               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2180                 {
2181                   delete_insn (copy);
2182                   copy = 0;
2183                 }
2184               else
2185                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2186                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2187                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2188                 emit_barrier ();
2189             }
2190           break;
2191
2192         case CALL_INSN:
2193           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2194           copy = emit_call_insn (pattern);
2195           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2196
2197           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2198              than hard registers, we need to copy it.  */
2199           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2200             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2201                                        map, 0);
2202
2203 #ifdef HAVE_cc0
2204           if (cc0_insn)
2205             try_constants (cc0_insn, map);
2206           cc0_insn = 0;
2207 #endif
2208           try_constants (copy, map);
2209
2210           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2211           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2212             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2213           break;
2214
2215         case CODE_LABEL:
2216           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2217              copy of this label since no one will use it.  */
2218
2219           if (insn != start_label)
2220             {
2221               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2222                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2223               map->const_age++;
2224             }
2225           break;
2226
2227         case BARRIER:
2228           copy = emit_barrier ();
2229           break;
2230
2231         case NOTE:
2232           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2233              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2234           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2235              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2236              this new block.  */
2237
2238           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2239               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2240               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2241               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2242                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2243                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2244             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2245                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2246           else
2247             copy = 0;
2248           break;
2249
2250         default:
2251           abort ();
2252         }
2253
2254       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2255     }
2256   while (insn != copy_end);
2257
2258   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2259   insn = copy_start;
2260   do
2261     {
2262       insn = NEXT_INSN (insn);
2263       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2264            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2265           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2266         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2267     }
2268   while (insn != copy_end);
2269
2270   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2271      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2272      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2273      iteration, because the original notes won't be deleted.
2274
2275      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2276      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2277      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2278      copy) when not from preconditioning code.  */
2279
2280   if (! last_iteration)
2281     {
2282       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2283         {
2284           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2285              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2286              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2287              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2288              instructions before the last insn in the loop, and if the
2289              end test is that short, there will be a VTOP note between
2290              the CONT note and the test.  */
2291           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2292               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2293               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2294               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2295             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2296         }
2297     }
2298
2299   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2300     emit_label (final_label);
2301
2302   tem = gen_sequence ();
2303   end_sequence ();
2304   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2305 }
2306 \f
2307 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2308    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2309    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2310
2311 void
2312 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2313      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2314 {
2315   rtx result;
2316
2317   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2318                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2319
2320   if (dest_reg != result)
2321     emit_move_insn (dest_reg, result);
2322 }
2323 \f
2324 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2325    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2326    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2327
2328 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2329    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2330    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2331
2332 int
2333 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2334      const struct loop *loop;
2335      rtx insn;
2336 {
2337   rtx p, q, target_insn;
2338   rtx loop_start = loop->start;
2339   rtx loop_end = loop->end;
2340   rtx orig_loop_end = loop->end;
2341
2342   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2343   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2344   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2345     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2346
2347   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2348      deleted insn following it.  */
2349   while (INSN_DELETED_P (insn))
2350     insn = NEXT_INSN (insn);
2351
2352   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2353      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2354      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2355   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2356     return 0;
2357
2358   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2359     {
2360       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2361         {
2362           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2363
2364           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2365              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2366              since insn may not have an LUID entry.  */
2367           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2368             if (q == target_insn)
2369               return 1;
2370         }
2371     }
2372
2373   return 0;
2374 }
2375
2376 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2377    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2378    value of giv's.  */
2379
2380 static rtx
2381 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2382      rtx mult1, mult2, add1;
2383      enum machine_mode mode;
2384 {
2385   rtx temp, mult_res;
2386   rtx result;
2387
2388   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2389      check to make sure.  */
2390   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2391       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2392       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2393     abort ();
2394
2395   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2396      will be a constant.  */
2397   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2398     {
2399       temp = mult2;
2400       mult2 = mult1;
2401       mult1 = temp;
2402     }
2403
2404   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2405   if (! mult_res)
2406     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2407
2408   /* Again, put the constant second.  */
2409   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2410     {
2411       temp = add1;
2412       add1 = mult_res;
2413       mult_res = temp;
2414     }
2415
2416   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2417   if (! result)
2418     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2419
2420   return result;
2421 }
2422
2423 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2424    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2425
2426    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2427    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2428
2429 rtx
2430 biv_total_increment (bl)
2431      const struct iv_class *bl;
2432 {
2433   struct induction *v;
2434   rtx result;
2435
2436   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2437      instruction must be executed only once each time through the loop.
2438      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2439      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2440      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2441      an increment).  */
2442
2443   result = const0_rtx;
2444   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2445     {
2446       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2447           && ! v->maybe_multiple)
2448         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2449       else
2450         return 0;
2451     }
2452
2453   return result;
2454 }
2455
2456 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2457    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2458    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2459    in the splittable_regs array.
2460
2461    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2462    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2463    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2464    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2465    value of the induction variable and the value the induction variable had
2466    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2467
2468    Returns the total number of instructions that set registers that are
2469    splittable.  */
2470
2471 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2472    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2473    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2474    should not involve a multiply however.  */
2475
2476 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2477    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2478    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2479
2480 static int
2481 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2482      const struct loop *loop;
2483      enum unroll_types unroll_type;
2484      int unroll_number;
2485 {
2486   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2487   struct iv_class *bl;
2488   struct induction *v;
2489   rtx increment, tem;
2490   rtx biv_final_value;
2491   int biv_splittable;
2492   int result = 0;
2493
2494   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2495     {
2496       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2497          otherwise we can not calculate the split values.  */
2498
2499       increment = biv_total_increment (bl);
2500       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2501         continue;
2502
2503       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2504          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2505          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2506          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2507          value on loop exit.  */
2508
2509       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2510          a fall through at the end.  */
2511
2512       biv_splittable = 1;
2513       biv_final_value = 0;
2514       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2515           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2516           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2517               || ! bl->init_insn
2518               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2519               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2520                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2521               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2522           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2523         biv_splittable = 0;
2524
2525       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2526          PLUS, we don't know how to split it.  */
2527       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2528         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2529             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2530             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2531             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2532           biv_splittable = 0;
2533
2534       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2535          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2536          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2537          biv's value in their initialization code.  */
2538
2539       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2540          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2541
2542       if (biv_splittable == 1)
2543         {
2544           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2545             {
2546               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2547                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2548                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2549                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2550
2551               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2552                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2553                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2554                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2555                 {
2556                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2557
2558                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2559                   loop_insn_hoist (loop, 
2560                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2561
2562                   if (loop_dump_stream)
2563                     fprintf (loop_dump_stream,
2564                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2565                              bl->regno, REGNO (tem));
2566
2567                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2568                 }
2569               else
2570                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2571             }
2572           else
2573             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2574
2575           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2576              we can treat the last one specially.  */
2577
2578           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2579           result += bl->biv_count;
2580
2581           if (loop_dump_stream)
2582             fprintf (loop_dump_stream,
2583                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2584         }
2585
2586       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2587          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2588          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2589          loop, and the givs aren't.  */
2590
2591       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2592                                       unroll_number);
2593
2594       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2595          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2596          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2597          biv's value in their initialization code.  */
2598       if (biv_final_value)
2599         {
2600           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2601              loop to ensure that it will always be executed no matter
2602              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2603              since this is slightly more efficient.  */
2604           if (! loop->exit_count)
2605             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2606                                                  biv_final_value));
2607           else
2608             {
2609               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2610                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2611                  is set to its final value before loop start to ensure that
2612                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2613                  exits.  */
2614               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2615               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2616
2617               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2618               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2619                                                     biv_final_value));
2620
2621               if (loop_dump_stream)
2622                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2623                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2624
2625               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2626                  register.  */
2627               bl->biv->src_reg = tem;
2628             }
2629         }
2630     }
2631   return result;
2632 }
2633
2634 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2635    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2636    instruction.  */
2637
2638 static int
2639 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2640      struct induction *v;
2641      rtx giv_inc;
2642      int unroll_number;
2643 {
2644   int ret = 1;
2645   rtx orig_addr = *v->location;
2646   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2647                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2648
2649   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2650      that we have may have a match_dup.  */
2651   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2652       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2653     ret = 0;
2654
2655   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2656    succeed.  */
2657   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2658     abort ();
2659
2660   return ret;
2661 }
2662
2663 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2664    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2665
2666    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2667
2668 static int
2669 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2670      const struct loop *loop;
2671      struct iv_class *bl;
2672      enum unroll_types unroll_type;
2673      rtx increment;
2674      int unroll_number;
2675 {
2676   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2677   struct induction *v, *v2;
2678   rtx final_value;
2679   rtx tem;
2680   int result = 0;
2681
2682   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2683      multiple identical givs in the same insn.  */
2684   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2685     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2686       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2687           && ! v2->same_insn)
2688         v2->same_insn = v;
2689
2690   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2691     {
2692       rtx giv_inc, value;
2693
2694       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2695          being completely unrolled.  */
2696       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2697         continue;
2698
2699       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2700          and only once on every iteration of the loop.  */
2701       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2702          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2703          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2704          won't reach here if they aren't.  */
2705       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2706           && (! v->always_computable
2707               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2708         continue;
2709
2710       /* The giv increment value must be a constant.  */
2711       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2712                                    v->mode);
2713       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2714         continue;
2715
2716       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2717          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2718          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2719          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2720          proper value on loop exit.  */
2721
2722       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2723          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2724          DEST_ADDR giv.  */
2725
2726       final_value = 0;
2727       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2728           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2729           && v->giv_type != DEST_ADDR
2730           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2731              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2732              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2733           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2734               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2735                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2736                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2737                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2738                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2739                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2740                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2741               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2742               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2743                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2744           && ! (final_value = v->final_value))
2745         continue;
2746
2747 #if 0
2748       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2749       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2750          code below does.  */
2751
2752       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2753          then must emit an instruction to set the final value.  */
2754       if (final_value && !v->new_reg)
2755         {
2756           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2757              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2758              to its final value before loop start to ensure that this insn
2759              will always be executed, no matter how we exit.  */
2760           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2761           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2762           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2763
2764           if (loop_dump_stream)
2765             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2766                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2767
2768           v->src_reg = tem;
2769         }
2770 #endif
2771
2772       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2773          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2774
2775       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2776         {
2777           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2778              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2779              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2780              be set, so then we do exactly the same thing as
2781              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2782           rtx biv_initial_value;
2783
2784           if (splittable_regs[bl->regno])
2785             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2786           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2787                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2788                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2789             biv_initial_value = bl->initial_value;
2790           else
2791             {
2792               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2793
2794               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2795               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2796               biv_initial_value = tem;
2797             }
2798           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2799           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2800                                      v->add_val, v->mode);
2801         }
2802       else
2803         value = const0_rtx;
2804
2805       if (v->new_reg)
2806         {
2807           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2808              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2809              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2810              case.  */
2811           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2812             {
2813               if (loop_dump_stream)
2814                 fprintf (loop_dump_stream,
2815                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2816               continue;
2817             }
2818           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2819              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2820           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2821             {
2822               /* If value is not a constant, register, or register plus
2823                  constant, then compute its value into a register before
2824                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2825                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2826                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2827                  is going before the loop start.  */
2828               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2829                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2830                   && GET_CODE (value) != REG
2831                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2832                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2833                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2834                 {
2835                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2836                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2837                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2838                                           v->add_val, tem);
2839                   value = tem;
2840                 }
2841
2842               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2843             }
2844           else
2845             {
2846               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2847                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2848                  unnecessary.  */
2849
2850               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2851                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2852                  what we want for split addr regs. We always create a new
2853                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2854
2855               /* If we have multiple identical address givs within a
2856                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2857                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2858                  of the other.  */
2859
2860               v->const_adjust = 0;
2861
2862               if (v->same_insn)
2863                 {
2864                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2865                   if (loop_dump_stream)
2866                     fprintf (loop_dump_stream,
2867                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2868                              INSN_UID (v->insn));
2869                 }
2870               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2871                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2872                  each.  */
2873               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2874                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2875                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2876                        && v->same->unrolled
2877                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2878                           where the add and mult values are not equal.
2879                           To share a register here, the values must be
2880                           equal.  */
2881                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2882                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2883                        /* If the memory references have different modes,
2884                           then the address may not be valid and we must
2885                           not share registers.  */
2886                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2887                 {
2888                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2889                   v->shared = 1;
2890                 }
2891               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2892                 {
2893                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2894                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2895                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2896
2897                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2898                   struct induction *same = v->same;
2899                   rtx new_reg = v->new_reg;
2900                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2901
2902                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2903                      then this constant can be pulled out and put in value,
2904                      instead of being part of the initialization code.  */
2905
2906                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2907                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2908                     {
2909                       v->dest_reg
2910                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2911
2912                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2913                          Try to validate both the first and the last
2914                          address resulting from loop unrolling, if
2915                          one fails, then can't do const elim here.  */
2916                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2917                         {
2918                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2919                              that we can calculate the dest_reg's increment
2920                              value later.  */
2921                           v->const_adjust = -INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2922
2923                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2924                           if (loop_dump_stream)
2925                             fprintf (loop_dump_stream,
2926                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2927                                      REGNO (tem));
2928                         }
2929                       else
2930                         v->dest_reg = tem;
2931                     }
2932                   else
2933                     v->dest_reg = tem;
2934
2935                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2936                      now, and fail completely if either the first or the last
2937                      unrolled copy of the address is not a valid address
2938                      for the instruction that uses it.  */
2939                   if (v->dest_reg == tem
2940                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2941                     {
2942                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2943                         if (v2->same_insn == v)
2944                           v2->same_insn = 0;
2945
2946                       if (loop_dump_stream)
2947                         fprintf (loop_dump_stream,
2948                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2949                                  INSN_UID (v->insn));
2950                       continue;
2951                     }
2952
2953                   v->new_reg = new_reg;
2954                   v->same = same;
2955
2956                   /* We set this after the address check, to guarantee that
2957                      the register will be initialized.  */
2958                   v->unrolled = 1;
2959
2960                   /* To initialize the new register, just move the value of
2961                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2962                      instruction on machines with complex addressing modes.
2963                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2964                      to calculate the value from scratch.  */
2965                   loop_insn_hoist (loop, gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2966                                                       copy_rtx (v->new_reg)));
2967                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
2968                     {
2969                       rtx sequence, ret;
2970
2971                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2972                          value, because the loop may have been preconditioned.
2973                          We must calculate it from NEW_REG.  */
2974                       delete_related_insns (PREV_INSN (loop->start));
2975
2976                       start_sequence ();
2977                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2978                       if (ret != tem)
2979                         emit_move_insn (tem, ret);
2980                       sequence = gen_sequence ();
2981                       end_sequence ();
2982                       loop_insn_hoist (loop, sequence);
2983
2984                       if (loop_dump_stream)
2985                         fprintf (loop_dump_stream,
2986                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2987                     }
2988                 }
2989               else
2990                 {
2991                   v->dest_reg = value;
2992
2993                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2994                      if the resulting address would be invalid.  */
2995                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2996                     {
2997                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2998                         if (v2->same_insn == v)
2999                           v2->same_insn = 0;
3000
3001                       if (loop_dump_stream)
3002                         fprintf (loop_dump_stream,
3003                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3004                                  INSN_UID (v->insn));
3005                       continue;
3006                     }
3007                 }
3008
3009               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3010                  will not be a problem as this insn will always be copied
3011                  later.  */
3012
3013               *v->location = v->dest_reg;
3014
3015               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3016                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3017                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3018                  itself does not have to be splittable.  */
3019
3020               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3021                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3022
3023               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3024                 {
3025                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3026                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3027
3028                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3029
3030                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3031                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3032                   if (! v->same)
3033                     {
3034                       v->same = v;
3035                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3036                     }
3037                 }
3038
3039               if (loop_dump_stream)
3040                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3041             }
3042         }
3043       else
3044         {
3045 #if 0
3046           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3047              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3048              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3049              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3050              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3051              be live across loop iterations.  */
3052
3053           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3054           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3055                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3056 #else
3057           continue;
3058 #endif
3059         }
3060
3061       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3062          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3063          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3064          where this may not be a register.  */
3065
3066       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3067         {
3068           int count = 1;
3069           if (! v->ignore)
3070             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
3071
3072           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3073         }
3074
3075       result++;
3076
3077       if (loop_dump_stream)
3078         {
3079           int regnum;
3080
3081           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3082             regnum = -1;
3083           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3084             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3085           else
3086             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3087           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3088                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3089         }
3090     }
3091
3092   return result;
3093 }
3094 \f
3095 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3096    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3097    the register to some value, and appears before the first use of the register
3098    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3099
3100 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3101    it can search past if statements and other similar structures.  */
3102
3103 static int
3104 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3105      const struct loop *loop;
3106      rtx reg;
3107 {
3108   rtx insn, label;
3109   enum rtx_code code;
3110   int jump_count = 0;
3111   int label_count = 0;
3112
3113   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3114      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3115      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3116      such inner loop exits.  */
3117
3118   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3119     label_count++;
3120
3121   if (label_count != loop->exit_count)
3122     return 0;
3123
3124   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3125      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3126      list to it.  */
3127   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3128   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3129
3130   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3131     {
3132       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3133          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3134          a conditional jump.  */
3135
3136       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3137       while (insn)
3138         {
3139           code = GET_CODE (insn);
3140           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3141             {
3142               rtx set;
3143
3144               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3145                 return 0;
3146
3147               set = single_set (insn);
3148               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3149                 break;
3150             }
3151
3152           if (code == JUMP_INSN)
3153             {
3154               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3155                 break;
3156               else if (!any_uncondjump_p (insn)
3157                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3158                        || jump_count++ > 20)
3159                 return 0;
3160               else
3161                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3162             }
3163
3164           insn = NEXT_INSN (insn);
3165         }
3166     }
3167
3168   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3169   return 1;
3170 }
3171
3172 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3173    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3174
3175 rtx
3176 final_biv_value (loop, bl)
3177      const struct loop *loop;
3178      struct iv_class *bl;
3179 {
3180   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3181   rtx increment, tem;
3182
3183   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3184
3185   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3186     return 0;
3187
3188   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3189      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3190      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3191      no other loop exits, so we can return any value.  */
3192   if (bl->reversed)
3193     {
3194       if (loop_dump_stream)
3195         fprintf (loop_dump_stream,
3196                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3197
3198       return const0_rtx;
3199     }
3200
3201   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3202      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3203      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3204      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3205      value of the biv must be invariant.  */
3206
3207   if (n_iterations != 0
3208       && ! loop->exit_count
3209       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3210     {
3211       increment = biv_total_increment (bl);
3212
3213       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3214         {
3215           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3216              end to calculate this value into a temporary register in
3217              case it is needed later.  */
3218
3219           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3220           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3221           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3222                                  bl->initial_value, tem);
3223
3224           if (loop_dump_stream)
3225             fprintf (loop_dump_stream,
3226                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3227
3228           return tem;
3229         }
3230     }
3231
3232   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3233   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3234     {
3235       if (loop_dump_stream)
3236         fprintf (loop_dump_stream,
3237                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3238                  bl->regno);
3239
3240       return const0_rtx;
3241     }
3242
3243   return 0;
3244 }
3245
3246 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3247    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3248
3249 rtx
3250 final_giv_value (loop, v)
3251      const struct loop *loop;
3252      struct induction *v;
3253 {
3254   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3255   struct iv_class *bl;
3256   rtx insn;
3257   rtx increment, tem;
3258   rtx seq;
3259   rtx loop_end = loop->end;
3260   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3261
3262   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3263
3264   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3265      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3266      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3267      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3268   if (bl->reversed)
3269     {
3270       if (loop_dump_stream)
3271         fprintf (loop_dump_stream,
3272                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3273                  REGNO (v->dest_reg));
3274       return const0_rtx;
3275     }
3276
3277   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3278      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3279      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3280
3281   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3282      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3283      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3284      to be known.  */
3285
3286   if (n_iterations != 0
3287       && ! loop->exit_count)
3288     {
3289       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3290          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3291          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3292          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3293          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3294          biv value here if it is not eliminable.  */
3295
3296       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3297          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3298          be valid if it is invariant.  */
3299
3300       increment = biv_total_increment (bl);
3301
3302       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3303           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3304         {
3305           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3306              (n_iterations * increment) + initial_value */
3307
3308           /* The loop exit value of the giv is then
3309              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3310              The extra increments are any increments to the biv which
3311              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3312              We must search from the insn that sets the giv to the end
3313              of the loop to calculate this value.  */
3314
3315           /* Put the final biv value in tem.  */
3316           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3317           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3318           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3319                                  GEN_INT (n_iterations),
3320                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3321                                  tem);
3322
3323           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3324           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3325                insn = NEXT_INSN (insn))
3326             {
3327               struct induction *biv;
3328
3329               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3330                 if (biv->insn == insn)
3331                   {
3332                     start_sequence ();
3333                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3334                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3335                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3336                     seq = gen_sequence ();
3337                     end_sequence ();
3338                     loop_insn_sink (loop, seq);
3339                   }
3340             }
3341
3342           /* Now calculate the giv's final value.  */
3343           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3344
3345           if (loop_dump_stream)
3346             fprintf (loop_dump_stream,
3347                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3348                      REGNO (v->dest_reg));
3349
3350           return tem;
3351         }
3352     }
3353
3354   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3355   if (v->replaceable)
3356     abort ();
3357
3358   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3359   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3360     {
3361       if (loop_dump_stream)
3362         fprintf (loop_dump_stream,
3363                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3364                  REGNO (v->dest_reg));
3365
3366       return const0_rtx;
3367     }
3368
3369   return 0;
3370 }
3371
3372 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3373    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3374    the SET_SRC of REG.  */
3375
3376 static rtx
3377 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3378      const struct loop *loop;
3379      rtx reg;
3380 {
3381   rtx loop_start = loop->start;
3382   rtx insn, set;
3383   rtx ret;
3384
3385   ret = reg;
3386   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3387     {
3388       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3389         break;
3390
3391       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3392         {
3393           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3394              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3395              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3396           if ((set = single_set (insn))
3397               && (SET_DEST (set) == reg))
3398             {
3399               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3400
3401               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3402                  Other things, divide in particular, will cause
3403                  problems later if we use them.  */
3404               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3405                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3406                 ret = XEXP (note, 0);
3407               else
3408                 ret = SET_SRC (set);
3409
3410               /* We cannot do this if it changes between the
3411                  assignment and loop start though.  */
3412               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3413                 ret = reg;
3414             }
3415           break;
3416         }
3417     }
3418   return ret;
3419 }
3420
3421 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3422
3423    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3424    and a second term.
3425
3426    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3427
3428    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3429    the proper form.  */
3430
3431 static rtx
3432 subtract_reg_term (op, reg)
3433      rtx op, reg;
3434 {
3435   if (op == reg)
3436     return const0_rtx;
3437   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3438     {
3439       if (XEXP (op, 0) == reg)
3440         return XEXP (op, 1);
3441       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3442         return XEXP (op, 0);
3443     }
3444   /* OP does not contain REG as a term.  */
3445   abort ();
3446 }
3447
3448 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3449    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3450    REG or a PLUS of a REG.  */
3451
3452 static rtx
3453 find_common_reg_term (op0, op1)
3454      rtx op0, op1;
3455 {
3456   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3457       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3458     {
3459       rtx op00;
3460       rtx op01;
3461       rtx op10;
3462       rtx op11;
3463
3464       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3465         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3466       else
3467         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3468
3469       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3470         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3471       else
3472         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3473
3474       /* Find and return common register term if present.  */
3475       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3476         return op00;
3477       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3478         return op01;
3479     }
3480
3481   /* No common register term found.  */
3482   return NULL_RTX;
3483 }
3484
3485 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3486    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3487    be calculated, otherwise returns zero.  */
3488
3489 unsigned HOST_WIDE_INT
3490 loop_iterations (loop)
3491      struct loop *loop;
3492 {
3493   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3494   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3495   rtx comparison, comparison_value;
3496   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3497   enum rtx_code comparison_code;
3498   HOST_WIDE_INT inc;
3499   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3500   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3501   int off_by_one;
3502   int increment_dir;
3503   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3504   rtx last_loop_insn;
3505   rtx reg_term;
3506   struct iv_class *bl;
3507
3508   loop_info->n_iterations = 0;
3509   loop_info->initial_value = 0;
3510   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3511   loop_info->comparison_value = 0;
3512   loop_info->final_value = 0;
3513   loop_info->final_equiv_value = 0;
3514   loop_info->increment = 0;
3515   loop_info->iteration_var = 0;
3516   loop_info->unroll_number = 1;
3517   loop_info->iv = 0;
3518
3519   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3520      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3521      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3522      loop_end.  */
3523   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3524
3525   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3526      at the end of the loop.  The following code assumes that
3527      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3528   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3529     {
3530       if (loop_dump_stream)
3531         fprintf (loop_dump_stream,
3532                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3533       return 0;
3534     }
3535
3536   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3537      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3538   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3539     {
3540       if (loop_dump_stream)
3541         fprintf (loop_dump_stream,
3542                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3543       return 0;
3544     }
3545
3546   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3547      back to differing CODE_LABELs.  */
3548   if (loop->top && loop->cont)
3549     {
3550       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3551
3552       do
3553         {
3554           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3555             {
3556               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3557               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3558                 {
3559                   if (loop_dump_stream)
3560                     fprintf
3561                       (loop_dump_stream,
3562                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3563                   return 0;
3564                 }
3565
3566               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3567                      covered by the uid_luid array.  */
3568                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3569                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3570                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3571                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3572                 {
3573                   if (loop_dump_stream)
3574                     fprintf 
3575                       (loop_dump_stream,
3576                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3577                   return 0;
3578                 }
3579             }
3580         }
3581       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3582     }
3583
3584   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3585      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3586      iteration variable.  */
3587
3588   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3589   if (comparison == 0)
3590     {
3591       if (loop_dump_stream)
3592         fprintf (loop_dump_stream,
3593                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3594       return 0;
3595     }
3596
3597   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3598      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3599
3600   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3601   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3602   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3603
3604   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3605     {
3606       if (loop_dump_stream)
3607         fprintf (loop_dump_stream,
3608                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3609       return 0;
3610     }
3611
3612   /* The only new registers that are created before loop iterations
3613      are givs made from biv increments or registers created by
3614      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3615      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3616      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3617
3618   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3619       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3620     abort ();
3621
3622   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3623      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3624      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3625
3626   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3627   initial_value = 0;
3628   increment = 0;
3629
3630   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3631      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3632      value if possible.  */
3633
3634   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3635      reg_iv_type entry for it.  */
3636   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3637     {
3638       if (loop_dump_stream)
3639         fprintf (loop_dump_stream,
3640                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3641       return 0;
3642     }
3643
3644   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3645      could result in a number of iterations greater than the range of our
3646      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3647   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3648             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3649     {
3650       if (loop_dump_stream)
3651         fprintf (loop_dump_stream,
3652                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3653       return 0;
3654     }
3655   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3656     {
3657       if (loop_dump_stream)
3658         fprintf (loop_dump_stream,
3659                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3660       return 0;
3661     }
3662   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3663     {
3664       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3665         abort ();
3666
3667       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3668       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3669       initial_value = bl->initial_value;
3670       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3671         {
3672           if (loop_dump_stream)
3673             fprintf (loop_dump_stream,
3674                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3675           return 0;
3676         }
3677
3678       increment = biv_total_increment (bl);
3679     }
3680   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3681     {
3682       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3683       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3684       rtx biv_initial_value;
3685
3686       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3687         abort ();
3688
3689       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3690         {
3691           if (loop_dump_stream)
3692             fprintf (loop_dump_stream,
3693                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3694           return 0;
3695         }
3696
3697       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3698
3699       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3700
3701       increment = biv_total_increment (bl);
3702       if (increment)
3703         {
3704           struct induction *biv_inc;
3705
3706           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3707                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3708                                          const0_rtx, v->mode);
3709           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3710              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3711              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3712              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3713              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3714              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3715           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3716             {
3717               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3718                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3719             }
3720         }
3721       if (loop_dump_stream)
3722         fprintf (loop_dump_stream,
3723                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3724                  (long) offset);
3725
3726       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3727          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3728       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3729       initial_value
3730         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3731                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3732                              v->add_val, v->mode);
3733     }
3734   else
3735     {
3736       if (loop_dump_stream)
3737         fprintf (loop_dump_stream,
3738                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3739       return 0;
3740     }
3741
3742   if (initial_value == 0)
3743     return 0;
3744
3745   unsigned_p = 0;
3746   off_by_one = 0;
3747   switch (comparison_code)
3748     {
3749     case LEU:
3750       unsigned_p = 1;
3751     case LE:
3752       compare_dir = 1;
3753       off_by_one = 1;
3754       break;
3755     case GEU:
3756       unsigned_p = 1;
3757     case GE:
3758       compare_dir = -1;
3759       off_by_one = -1;
3760       break;
3761     case EQ:
3762       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3763       compare_dir = 0;
3764       break;
3765     case LTU:
3766       unsigned_p = 1;
3767     case LT:
3768       compare_dir = 1;
3769       break;
3770     case GTU:
3771       unsigned_p = 1;
3772     case GT:
3773       compare_dir = -1;
3774     case NE:
3775       compare_dir = 0;
3776       break;
3777     default:
3778       abort ();
3779     }
3780
3781   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3782      its value from the insns before the start of the loop.  */
3783
3784   final_value = comparison_value;
3785   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3786       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3787     {
3788       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3789
3790       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3791          off with the original register.  */
3792       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3793         final_value = comparison_value;
3794     }
3795
3796   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3797      (on the last successful iteration).  The exact final value
3798      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3799      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3800      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3801      initial_value) % increment != 0.
3802      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3803      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3804      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3805   if (off_by_one)
3806     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3807
3808   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3809      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3810      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3811      optimizations may obscure the loop's structure.
3812
3813      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3814      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3815      Only the difference between final_value and initial_value is
3816      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3817   loop_info->initial_value = initial_value;
3818   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3819   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3820   loop_info->increment = increment;
3821   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3822   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3823   loop_info->iv = bl;
3824
3825   /* Try to determine the iteration count for loops such
3826      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3827      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3828      loops into this form.  */
3829
3830   if (REG_P (initial_value))
3831     {
3832       rtx reg1;
3833       rtx reg2;
3834       rtx const2;
3835
3836       reg1 = initial_value;
3837       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3838         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3839       else
3840         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3841
3842       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3843          where reg1 != reg2.  */
3844       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3845         {
3846           rtx temp;
3847
3848           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3849              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3850           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3851
3852           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3853             initial_value = temp;
3854           else
3855             {
3856               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3857                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3858                  the latter case for now since it is not so common.  */
3859               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3860
3861               if (temp == loop_info->iteration_var)
3862                 temp = initial_value;
3863               if (temp == reg1)
3864                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3865                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3866             }
3867         }
3868       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3869         {
3870           rtx temp;
3871
3872           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3873              further obfuscates reversible loops of the form:
3874              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3875              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3876              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3877              can replace initial_value with const.  */
3878
3879           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3880
3881           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3882             {
3883               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3884
3885               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3886                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3887                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3888             }
3889         }
3890     }
3891
3892   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3893      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3894      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3895      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3896      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3897      when using modulo arithmetic.
3898
3899      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3900      the initial and final values carefully.  */
3901   if (loop->vtop
3902       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3903     {
3904       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3905       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3906     }
3907
3908   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3909   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3910
3911   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3912      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3913      return early for any other reason.  */
3914   if (comparison_code == EQ)
3915     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3916
3917   if (increment == 0)
3918     {
3919       if (loop_dump_stream)
3920         fprintf (loop_dump_stream,
3921                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3922       return 0;
3923     }
3924
3925   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3926     {
3927       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3928       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3929          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3930       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3931         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3932
3933       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3934         {
3935           if (loop_dump_stream)
3936             {
3937               fprintf (loop_dump_stream,
3938                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3939               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3940               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3941             }
3942           return 0;
3943         }
3944       loop_info->increment = increment;
3945     }
3946
3947   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3948     {
3949       if (loop_dump_stream)
3950         {
3951           fprintf (loop_dump_stream,
3952                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3953           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3954           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3955         }
3956       return 0;
3957     }
3958   else if (comparison_code == EQ)
3959     {
3960       if (loop_dump_stream)
3961         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3962       return 0;
3963     }
3964   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3965     {
3966       if (loop_dump_stream)
3967         {
3968           fprintf (loop_dump_stream,
3969                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3970           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3971           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3972         }
3973       return 0;
3974     }
3975
3976   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3977   if (unsigned_p)
3978     final_larger
3979       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3980          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3981         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3982            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3983   else
3984     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3985       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3986
3987   if (INTVAL (increment) > 0)
3988     increment_dir = 1;
3989   else if (INTVAL (increment) == 0)
3990     increment_dir = 0;
3991   else
3992     increment_dir = -1;
3993
3994   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3995      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3996      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3997      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3998      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3999      Only try to optimize the normal cases.  */
4000
4001   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
4002      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
4003      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
4004      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
4005      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
4006
4007   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
4008      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
4009      eliminate all of these special checks, and just always assume
4010      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
4011      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
4012      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
4013      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
4014      loops can be optimized.
4015
4016      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
4017      because the action on overflow is undefined.
4018
4019      See also the special test for NE loops below.  */
4020
4021   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
4022       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
4023     /* Normal case.  */
4024     ;
4025   else
4026     {
4027       if (loop_dump_stream)
4028         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
4029       return 0;
4030     }
4031
4032   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
4033      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
4034      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
4035
4036   inc = INTVAL (increment);
4037   if (inc > 0)
4038     {
4039       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4040       abs_inc = inc;
4041     }
4042   else if (inc < 0)
4043     {
4044       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4045       abs_inc = -inc;
4046     }
4047   else
4048     abort ();
4049
4050   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
4051      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
4052      into the picture due to sign extension of initial and final
4053      values.  */
4054   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT)1
4055                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
4056                << 1) - 1;
4057
4058   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4059      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4060      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4061      can not calculate the number of iterations.  */
4062   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4063     return 0;
4064
4065   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4066      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4067      handle potential overflow of the summation.  */
4068   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4069   return loop_info->n_iterations;
4070 }
4071
4072 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4073    for original instructions which remain after loop unrolling without
4074    copying.  */
4075
4076 static rtx
4077 remap_split_bivs (loop, x)
4078      struct loop *loop;
4079      rtx x;
4080 {
4081   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4082   enum rtx_code code;
4083   int i;
4084   const char *fmt;
4085
4086   if (x == 0)
4087     return x;
4088
4089   code = GET_CODE (x);
4090   switch (code)
4091     {
4092     case SCRATCH:
4093     case PC:
4094     case CC0:
4095     case CONST_INT:
4096     case CONST_DOUBLE:
4097     case CONST:
4098     case SYMBOL_REF:
4099     case LABEL_REF:
4100       return x;
4101
4102     case REG:
4103 #if 0
4104       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4105          have to remap those givs also.  */
4106 #endif
4107       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
4108           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4109         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
4110       break;
4111
4112     default:
4113       break;
4114     }
4115
4116   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4117   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4118     {
4119       if (fmt[i] == 'e')
4120         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
4121       else if (fmt[i] == 'E')
4122         {
4123           int j;
4124           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4125             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
4126         }
4127     }
4128   return x;
4129 }
4130
4131 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4132    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4133    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4134    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4135    insns.
4136
4137    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4138    must dominate LAST_UID.
4139
4140    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4141    may not dominate LAST_UID.
4142
4143    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4144    must dominate LAST_UID.  */
4145
4146 int
4147 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4148      int regno;
4149      int first_uid;
4150      int last_uid;
4151      rtx copy_start;
4152      rtx copy_end;
4153 {
4154   int passed_jump = 0;
4155   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4156
4157   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4158     {
4159       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4160         passed_jump = 1;
4161       /* Could not find FIRST_UID.  */
4162       if (p == copy_end)
4163         return 0;
4164       p = NEXT_INSN (p);
4165     }
4166
4167   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4168   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4169     return 0;
4170
4171   /* FIRST_UID is always executed.  */
4172   if (passed_jump == 0)
4173     return 1;
4174
4175   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4176     {
4177       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4178          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4179       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4180         return 0;
4181       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4182          it must be safe.  */
4183       else if (p == copy_end)
4184         return 1;
4185       p = NEXT_INSN (p);
4186     }
4187
4188   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4189   return 1;
4190 }
4191
4192 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4193    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4194    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4195    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4196    deleted so that we execute the single iteration.  */
4197
4198 static rtx
4199 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4200      rtx loop_start;
4201      rtx loop_cont;
4202 {
4203   rtx x, label, label_ref;
4204
4205   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4206   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4207
4208   x = pc_set (loop_start);
4209   if (!x)
4210     return NULL_RTX;
4211
4212   label_ref = SET_SRC (x);
4213   if (!label_ref)
4214     return NULL_RTX;
4215
4216   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4217   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4218   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4219     return NULL_RTX;
4220
4221   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4222   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4223     return loop_start;
4224   else
4225     return NULL_RTX;
4226 }