OSDN Git Service

Unroll my commit of 1999/08/01 16:14:58, there was a communications mixup
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 93, 94, 95, 97, 98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
23
24    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
25    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
26    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
27    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
28    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
29    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
30    the insn count.
31
32    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
33    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
34    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
35    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
36    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
37    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
38    with only one exit test needed at the end of the loop.
39
40    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
41    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
42    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
43    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
44
45    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
46    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
47    calculate its value at each place where it is set as a function of the
48    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
49    the induction variable is split into `N' different variables, one for
50    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
51    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
52    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
53    for cse.  */
54
55 /* Possible improvements follow:  */
56
57 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
58    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
59    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
60
61    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
62      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
63      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
64      eliminated.
65    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
66      can be performed for the loop.
67    Add code to check for these and similar cases.  */
68
69 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
70    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
71    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
72    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
73
74 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
75    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
76    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
77    best results, because then all register copies can be eliminated.
78    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
79    while (this)
80      {
81        next = this->cdr;
82        this->cdr = prev;
83        prev = this;
84        this = next;
85      }
86
87    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
88    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
89    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
90
91 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
92    determine the number of loop iterations for more complex loops.
93    For example, consider this loop from gdb
94    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
95      {
96        char tmp;
97        char *p = (char *) buffer;
98        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
99        int iterations = (len + 1) >> 1;
100        int i;
101        for (p; p < q; p++, q--;)
102          {
103            tmp = *q;
104            *q = *p;
105            *p = tmp;
106          }
107      }
108    Note that:
109      start value = p = &buffer + current_iteration
110      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
111    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
112    set equal to zero and solve for number of iterations:
113      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
114      current_iteration = (len - 1) / 2
115    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
116    iterations of this loop.  */
117
118 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
119    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
120    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
121    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
122    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
123    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
124    different address.  A case where this happens is when a loop containing
125    a switch statement is unrolled.
126
127    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
128    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
129    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
130    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
131    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
132
133 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
134    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
135    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
136    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
137    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
138    and/or 5.  */
139
140 #define NUM_FACTORS 4
141
142 struct _factor { int factor, count; } factors[NUM_FACTORS]
143   = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
144
145 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
146
147 enum unroll_types { UNROLL_COMPLETELY, UNROLL_MODULO, UNROLL_NAIVE };
148
149 #include "config.h"
150 #include "system.h"
151 #include "rtl.h"
152 #include "insn-config.h"
153 #include "integrate.h"
154 #include "regs.h"
155 #include "recog.h"
156 #include "flags.h"
157 #include "expr.h"
158 #include "loop.h"
159 #include "toplev.h"
160
161 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
162    them.  */
163
164 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
165 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
166 #endif
167
168 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
169    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
170    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
171    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
172    that were combined with this DEST_REG giv.  */
173
174 static struct induction **addr_combined_regs;
175
176 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
177    then this will hold the current value of the register, which depends on the
178    iteration number.  */
179
180 static rtx *splittable_regs;
181
182 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
183    this indicates if it was made from a derived giv.  */
184 static char *derived_regs;
185
186 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
187    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
188    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
189    a split iv will update the original iv of the dest.  */
190
191 static int *splittable_regs_updates;
192
193 /* Forward declarations.  */
194
195 static void init_reg_map PROTO((struct inline_remap *, int));
196 static rtx calculate_giv_inc PROTO((rtx, rtx, int));
197 static rtx initial_reg_note_copy PROTO((rtx, struct inline_remap *));
198 static void final_reg_note_copy PROTO((rtx, struct inline_remap *));
199 static void copy_loop_body PROTO((rtx, rtx, struct inline_remap *, rtx, int,
200                                   enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
201 static void iteration_info PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx, rtx));
202 static int find_splittable_regs PROTO((enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, int,
203                                        unsigned HOST_WIDE_INT));
204 static int find_splittable_givs PROTO((struct iv_class *, enum unroll_types,
205                                        rtx, rtx, rtx, int));
206 static int reg_dead_after_loop PROTO((rtx, rtx, rtx));
207 static rtx fold_rtx_mult_add PROTO((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
208 static int verify_addresses PROTO((struct induction *, rtx, int));
209 static rtx remap_split_bivs PROTO((rtx));
210
211 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
212
213    The loop is described by the arguments LOOP_END, INSN_COUNT, and
214    LOOP_START.  END_INSERT_BEFORE indicates where insns should be added
215    which need to be executed when the loop falls through.  STRENGTH_REDUCTION_P
216    indicates whether information generated in the strength reduction pass
217    is available.
218
219    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
220    in loop.c.  */
221
222 void
223 unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
224              loop_info, strength_reduce_p)
225      rtx loop_end;
226      int insn_count;
227      rtx loop_start;
228      rtx end_insert_before;
229      struct loop_info *loop_info;
230      int strength_reduce_p;
231 {
232   int i, j, temp;
233   int unroll_number = 1;
234   rtx copy_start, copy_end;
235   rtx insn, sequence, pattern, tem;
236   int max_labelno, max_insnno;
237   rtx insert_before;
238   struct inline_remap *map;
239   char *local_label;
240   char *local_regno;
241   int max_local_regnum;
242   int maxregnum;
243   rtx exit_label = 0;
244   rtx start_label;
245   struct iv_class *bl;
246   int splitting_not_safe = 0;
247   enum unroll_types unroll_type;
248   int loop_preconditioned = 0;
249   rtx safety_label;
250   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
251      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
252      jumps).  */
253   rtx last_loop_insn;
254
255   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
256      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
257      be unrolled.  */
258   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
259     {
260       if (loop_dump_stream)
261         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
262       return;
263     }
264
265   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
266      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
267      structure of the function.  This can happen as a result of the
268      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
269   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
270      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
271      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
272      not be a significant performance problem.  */
273
274   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
275     {
276       int block_begins = 0;
277       int block_ends = 0;
278
279       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
280         {
281           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
282             {
283               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
284                 block_begins++;
285               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
286                 block_ends++;
287             }
288         }
289
290       if (block_begins != block_ends)
291         {
292           if (loop_dump_stream)
293             fprintf (loop_dump_stream,
294                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
295           return;
296         }
297     }
298
299   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
300      and the size of the loop.  */
301
302   /* If there is no strength reduce info, then set
303      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
304      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
305      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
306
307   if (! strength_reduce_p)
308     loop_info->n_iterations = 0;
309
310   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
311     {
312       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
313       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
314                loop_info->n_iterations);
315       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
316     }
317
318   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
319
320   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
321
322   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
323      not the loop is being completely unrolled.  */
324
325   if (loop_info->n_iterations == 1)
326     {
327       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
328          branch at the end of the loop since they will never be taken.
329          Then return, since no other action is needed here.  */
330
331       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
332          don't do anything.  */
333
334       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
335         {
336           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
337           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
338         }
339       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
340         {
341 #ifdef HAVE_cc0
342           /* The immediately preceding insn is a compare which must be
343              deleted.  */
344           delete_insn (last_loop_insn);
345           delete_insn (PREV_INSN (last_loop_insn));
346 #else
347           /* The immediately preceding insn may not be the compare, so don't
348              delete it.  */
349           delete_insn (last_loop_insn);
350 #endif
351         }
352       return;
353     }
354   else if (loop_info->n_iterations > 0
355       && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
356     {
357       unroll_number = loop_info->n_iterations;
358       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
359     }
360   else if (loop_info->n_iterations > 0)
361     {
362       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
363          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
364          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
365
366       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
367         factors[i].count = 0;
368
369       temp = loop_info->n_iterations;
370       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
371         while (temp % factors[i].factor == 0)
372           {
373             factors[i].count++;
374             temp = temp / factors[i].factor;
375           }
376
377       /* Start with the larger factors first so that we generally
378          get lots of unrolling.  */
379
380       unroll_number = 1;
381       temp = insn_count;
382       for (i = 3; i >= 0; i--)
383         while (factors[i].count--)
384           {
385             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
386               {
387                 unroll_number *= factors[i].factor;
388                 temp *= factors[i].factor;
389               }
390             else
391               break;
392           }
393
394       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
395          case.  */
396       if (unroll_number == 1)
397         {
398           if (loop_dump_stream)
399             fprintf (loop_dump_stream,
400                      "Loop unrolling: No factors found.\n");
401         }
402       else
403         unroll_type = UNROLL_MODULO;
404     }
405
406
407   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
408      size.  */
409   if (unroll_number == 1)
410     {
411       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
412         unroll_number = 8;
413       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
414         unroll_number = 4;
415       else
416         unroll_number = 2;
417
418       unroll_type = UNROLL_NAIVE;
419     }
420
421   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
422
423   if (loop_dump_stream)
424     fprintf (loop_dump_stream,
425              "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
426
427
428   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
429     {
430       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
431          in rare circumstances.
432
433          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
434          of the exit code for the outer loop.
435
436          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
437          loop, so it will start with a jump to the exit code.
438
439          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
440          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
441          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
442          the instruction stream.
443
444          And finally assume that we can compute the number of iterations
445          for the outer loop.
446
447          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
448          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
449
450          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
451          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
452
453       insn = loop_start;
454       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
455         insn = NEXT_INSN (insn);
456       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
457         return;
458     }
459
460   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
461     {
462       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
463          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
464          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
465          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
466          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
467          instructions.  */
468
469       copy_start = loop_start;
470
471       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
472          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
473          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
474       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
475
476       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
477       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
478         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
479       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
480         {
481 #ifdef HAVE_cc0
482           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN is a compare
483              instruction which we do not want to copy.  */
484           copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
485 #else
486           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may not be the
487              compare, so we must copy it.  */
488           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
489 #endif
490         }
491       else
492         {
493           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
494              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
495              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
496              jumps to after the last loop body.  */
497           if (loop_dump_stream)
498             fprintf (loop_dump_stream,
499                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
500           return;
501         }
502     }
503   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
504     {
505       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
506          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
507          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
508          code immediately before the compare/branch at the end so that the
509          code will fall through to them as before.  */
510
511       copy_start = loop_start;
512
513       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
514          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
515       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
516         {
517           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
518           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
519         }
520       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
521         {
522 #ifdef HAVE_cc0
523           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN is a compare
524              instruction which we do not want to copy or delete.  */
525           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
526           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
527 #else
528           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may not be the
529              compare, so we must copy it.  */
530           insert_before = last_loop_insn;
531           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
532 #endif
533         }
534       else
535         {
536           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
537              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
538              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
539              jumps to after the last loop body.  */
540           if (loop_dump_stream)
541             fprintf (loop_dump_stream,
542                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
543           return;
544         }
545     }
546   else
547     {
548       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
549          end of the loop.  */
550
551       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
552         {
553           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
554              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
555              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
556              unconditional jumps to an immediately following label.
557
558              This will be corrected below if the target of this jump is
559              not the start_label.  */
560
561           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
562           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
563         }
564       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
565         {
566           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
567              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
568              copy_loop_body.  */
569           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
570           copy_end = last_loop_insn;
571         }
572       else
573         {
574           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
575              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
576              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
577              jumps to after the last loop body.  */
578           if (loop_dump_stream)
579             fprintf (loop_dump_stream,
580                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
581           return;
582         }
583
584       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
585          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
586          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
587          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
588          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
589          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
590          the real exit label.  */
591       exit_label = gen_label_rtx ();
592
593       insn = loop_start;
594       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
595         insn = NEXT_INSN (insn);
596
597       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
598         {
599           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
600              Start copying the loop after the barrier following this
601              jump insn.  */
602           copy_start = NEXT_INSN (insn);
603
604           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
605              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
606              a comparison against a new register for a split variable, but
607              we did not execute the set insn for the new register because
608              it was skipped over.  */
609           splitting_not_safe = 1;
610           if (loop_dump_stream)
611             fprintf (loop_dump_stream,
612                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
613         }
614       else
615         copy_start = loop_start;
616     }
617
618   /* This should always be the first label in the loop.  */
619   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
620   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
621   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
622     start_label = NEXT_INSN (start_label);
623   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
624     {
625       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
626          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
627          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
628          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
629
630          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
631
632       if (loop_dump_stream)
633         fprintf (loop_dump_stream,
634                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
635       return;
636     }
637   if (LABEL_NAME (start_label))
638     {
639       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
640          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
641          jumps which go to the named label must be handled differently than
642          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
643          in this case.  */
644       if (loop_dump_stream)
645         fprintf (loop_dump_stream,
646                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
647       return;
648     }
649
650   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
651       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
652       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
653     {
654       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
655          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
656
657       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
658       copy_end = last_loop_insn;
659     }
660
661   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
662       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
663       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
664     {
665       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
666          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
667          branch to the loop exit after emitting the final branch.
668          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
669          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
670          unrolling would increase the number of branch instructions
671          executed.  */
672       if (loop_dump_stream)
673         fprintf (loop_dump_stream,
674                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
675       return;
676     }
677
678   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
679      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
680
681   max_labelno = max_label_num ();
682   max_insnno = get_max_uid ();
683
684   map = (struct inline_remap *) alloca (sizeof (struct inline_remap));
685
686   map->integrating = 0;
687   map->const_equiv_varray = 0;
688
689   /* Allocate the label map.  */
690
691   if (max_labelno > 0)
692     {
693       map->label_map = (rtx *) alloca (max_labelno * sizeof (rtx));
694
695       local_label = (char *) alloca (max_labelno);
696       bzero (local_label, max_labelno);
697     }
698   else
699     map->label_map = 0;
700
701   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
702      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
703      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
704      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
705      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
706      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
707
708   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
709     {
710       rtx note;
711
712       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
713         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
714       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
715         {
716           if (JUMP_LABEL (insn))
717             set_label_in_map (map,
718                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
719                               JUMP_LABEL (insn));
720           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
721                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
722             {
723               rtx pat = PATTERN (insn);
724               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
725               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
726               rtx label;
727
728               for (i = 0; i < len; i++)
729                 {
730                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
731                   set_label_in_map (map,
732                                     CODE_LABEL_NUMBER (label),
733                                     label);
734                 }
735             }
736         }
737       else if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
738         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
739                           XEXP (note, 0));
740     }
741
742   /* Allocate space for the insn map.  */
743
744   map->insn_map = (rtx *) alloca (max_insnno * sizeof (rtx));
745
746   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
747      not function inlining.  */
748   map->inline_target = 0;
749
750   /* The register and constant maps depend on the number of registers
751      present, so the final maps can't be created until after
752      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
753      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
754      is performed.  */
755
756   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
757   maxregnum = max_reg_num ();
758
759   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
760   max_local_regnum = maxregnum;
761
762   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
763      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
764      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
765
766      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
767      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
768      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
769
770   splittable_regs = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
771   bzero ((char *) splittable_regs, maxregnum * sizeof (rtx));
772   derived_regs = alloca (maxregnum);
773   bzero (derived_regs, maxregnum);
774   splittable_regs_updates = (int *) alloca (maxregnum * sizeof (int));
775   bzero ((char *) splittable_regs_updates, maxregnum * sizeof (int));
776   addr_combined_regs
777     = (struct induction **) alloca (maxregnum * sizeof (struct induction *));
778   bzero ((char *) addr_combined_regs, maxregnum * sizeof (struct induction *));
779   local_regno = (char *) alloca (maxregnum);
780   bzero (local_regno, maxregnum);
781
782   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
783      inside the loop.  */
784   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
785   {
786     int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
787     int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
788
789     /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
790        since it will also be used outside the loop.  */
791     if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
792       copy_end_luid--;
793
794     /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
795        the insn that sets cc0 before the jump insn.  */
796 #ifdef HAVE_cc0
797     if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
798       copy_end_luid--;
799 #endif
800
801     /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
802        use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
803        have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
804        to duplicate.  */
805     if (copy_start == loop_start)
806       copy_start_luid++;
807
808     /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
809        can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
810        results in better code.  */
811     /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
812        these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
813     for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_reg_before_loop; ++j)
814       if (REGNO_FIRST_UID (j) > 0 && REGNO_FIRST_UID (j) <= max_uid_for_loop
815           && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (j)] >= copy_start_luid
816           && REGNO_LAST_UID (j) > 0 && REGNO_LAST_UID (j) <= max_uid_for_loop
817           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (j)] <= copy_end_luid)
818         {
819           /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
820              If the value the pseudo has at the end of iteration X is
821              used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
822              for each unrolled copy of the loop.  */
823           /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
824              set dominates all instructions from regno_first_uid to
825              regno_last_uid.  */
826           /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
827              this check was more sophisticated.  */
828           if (set_dominates_use (j, REGNO_FIRST_UID (j), REGNO_LAST_UID (j),
829                                  copy_start, copy_end))
830             local_regno[j] = 1;
831
832           if (loop_dump_stream)
833             {
834               if (local_regno[j])
835                 fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
836               else
837                 fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
838                          j);
839             }
840         }
841     /* Givs that have been created from multiple biv increments always have
842        local registers.  */
843     for (j = first_increment_giv; j <= last_increment_giv; j++)
844       {
845         local_regno[j] = 1;
846         if (loop_dump_stream)
847           fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", j);
848       }
849   }
850
851   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
852      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
853      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
854      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
855      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
856
857   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
858      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
859      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
860      unrolled loop copies.  */
861
862   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
863      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
864      assumes that each induction variable can be represented as a function
865      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
866      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
867      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
868      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
869      we can not split induction variables here, because we can not calculate
870      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
871      is called.  */
872
873   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
874     {
875       rtx initial_value, final_value, increment;
876       enum machine_mode mode;
877
878       if (precondition_loop_p (loop_start, loop_info,
879                                &initial_value, &final_value, &increment,
880                                &mode))
881         {
882           register rtx diff ;
883           rtx *labels;
884           int abs_inc, neg_inc;
885
886           map->reg_map = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
887
888           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
889                                    "unroll_loop");
890           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
891
892           init_reg_map (map, maxregnum);
893
894           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
895              the loop body.  */
896           if (unroll_number > 4)
897             unroll_number = 4;
898
899           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
900              not it is negative.  */
901           neg_inc = 0;
902           abs_inc = INTVAL (increment);
903           if (abs_inc < 0)
904             {
905               abs_inc = - abs_inc;
906               neg_inc = 1;
907             }
908
909           start_sequence ();
910
911           /* Calculate the difference between the final and initial values.
912              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
913              Let the following cse pass simplify this if initial value is
914              a constant.
915
916              We must copy the final and initial values here to avoid
917              improperly shared rtl.  */
918
919           diff = expand_binop (mode, sub_optab, copy_rtx (final_value),
920                                copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
921                                OPTAB_LIB_WIDEN);
922
923           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
924              and instruction.  */
925           diff = expand_binop (GET_MODE (diff), and_optab, diff,
926                                GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
927                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
928
929           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
930              loop entry point.  */
931
932           labels = (rtx *) alloca (sizeof (rtx) * unroll_number);
933           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
934             labels[i] = gen_label_rtx ();
935
936           /* Check for the case where the initial value is greater than or
937              equal to the final value.  In that case, we want to execute
938              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
939              case.  This check does not apply if the loop has a NE
940              comparison at the end.  */
941
942           if (loop_info->comparison_code != NE)
943             {
944               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
945                                        neg_inc ? LE : GE,
946                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[1]);
947               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
948               LABEL_NUSES (labels[1])++;
949             }
950
951           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
952              for a negative increment:  for a positive increment:
953              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
954              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
955              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
956              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
957
958           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
959              last case just falls through to the following code.  */
960
961           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
962              instead of the current linear list of branches.  */
963
964           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
965             {
966               int cmp_const;
967               enum rtx_code cmp_code;
968
969               /* For negative increments, must invert the constant compared
970                  against, except when comparing against zero.  */
971               if (i == 0)
972                 {
973                   cmp_const = 0;
974                   cmp_code = EQ;
975                 }
976               else if (neg_inc)
977                 {
978                   cmp_const = unroll_number - i;
979                   cmp_code = GE;
980                 }
981               else
982                 {
983                   cmp_const = i;
984                   cmp_code = LE;
985                 }
986
987               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
988                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, 0,
989                                        labels[i]);
990               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
991               LABEL_NUSES (labels[i])++;
992             }
993
994           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
995              to handle other cases equivalent to 0.  */
996
997           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
998              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
999              For the negative increment case, the branch here could easily
1000              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1001              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1002
1003           if (abs_inc != 1)
1004             {
1005               int cmp_const;
1006               enum rtx_code cmp_code;
1007
1008               if (neg_inc)
1009                 {
1010                   cmp_const = abs_inc - 1;
1011                   cmp_code = LE;
1012                 }
1013               else
1014                 {
1015                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1016                   cmp_code = GE;
1017                 }
1018
1019               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1020                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[0]);
1021               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1022               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1023             }
1024
1025           sequence = gen_sequence ();
1026           end_sequence ();
1027           emit_insn_before (sequence, loop_start);
1028
1029           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1030              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1031              and then reset it inside the loop when get to the last
1032              copy.  */
1033
1034           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1035             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1036           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1037             {
1038 #ifdef HAVE_cc0
1039               /* The immediately preceding insn is a compare which we do not
1040                  want to copy.  */
1041               copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1042 #else
1043               /* The immediately preceding insn may not be a compare, so we
1044                  must copy it.  */
1045               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1046 #endif
1047             }
1048           else
1049             abort ();
1050
1051           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1052             {
1053               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1054                                 PREV_INSN (loop_start));
1055
1056               bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1057               bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1058                      (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1059                       * sizeof (struct const_equiv_data)));
1060               map->const_age = 0;
1061
1062               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1063                 if (local_label[j])
1064                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1065
1066               for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1067                 if (local_regno[j])
1068                   {
1069                     map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1070                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1071                                        regno_reg_rtx[j], 0);
1072                   }
1073               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1074                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1075                  branch.  */
1076
1077               if (i == unroll_number - 1)
1078                 {
1079                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1080                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1081                   else
1082                     copy_end = last_loop_insn;
1083                 }
1084
1085               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1086                  pass zero for that parameter.  */
1087               copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1088                               unroll_type, start_label, loop_end,
1089                               loop_start, copy_end);
1090             }
1091           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1092
1093           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1094             {
1095               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1096               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1097             }
1098           else
1099             {
1100 #ifdef HAVE_cc0
1101               /* The immediately preceding insn is a compare which we do not
1102                  want to copy.  */
1103               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1104               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1105 #else
1106               /* The immediately preceding insn may not be a compare, so we
1107                  must copy it.  */
1108               insert_before = last_loop_insn;
1109               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1110 #endif
1111             }
1112
1113           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1114           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1115           loop_preconditioned = 1;
1116         }
1117     }
1118
1119   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1120      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1121   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1122     {
1123       if (loop_dump_stream)
1124         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1125       goto egress;
1126     }
1127
1128   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1129
1130   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1131   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1132     loop_info->unroll_number = -1;
1133   else
1134     loop_info->unroll_number = unroll_number;
1135
1136
1137   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1138      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1139      We precalculate and save this info here, since computing it is
1140      expensive.
1141
1142      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1143      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1144
1145   if (splitting_not_safe)
1146     temp = 0;
1147   else
1148     temp = find_splittable_regs (unroll_type, loop_start, loop_end,
1149                                  end_insert_before, unroll_number,
1150                                  loop_info->n_iterations);
1151
1152   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1153      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1154      the constant maps also.  */
1155
1156   maxregnum = max_reg_num ();
1157   map->reg_map = (rtx *) alloca (maxregnum * sizeof (rtx));
1158
1159   init_reg_map (map, maxregnum);
1160
1161   if (map->const_equiv_varray == 0)
1162     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1163                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1164                              "unroll_loop");
1165   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1166
1167   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1168      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1169
1170   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
1171     {
1172       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1173         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1174 #if 0
1175       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1176       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1177         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1178           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1179 #endif
1180     }
1181
1182   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1183   map->regno_pointer_flag = regno_pointer_flag;
1184   map->regno_pointer_align = regno_pointer_align;
1185
1186   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1187      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1188      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1189      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1190      will never be replaced if it isn't done here.  */
1191
1192   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1193     {
1194       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1195       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1196         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (PATTERN (insn));
1197     }
1198
1199   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1200      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1201      before the end of the loop.  */
1202
1203   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1204     {
1205       bzero ((char *) map->insn_map, max_insnno * sizeof (rtx));
1206       bzero ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1207              VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1208       map->const_age = 0;
1209
1210       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1211         if (local_label[j])
1212           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1213
1214       for (j = FIRST_PSEUDO_REGISTER; j < max_local_regnum; j++)
1215         if (local_regno[j])
1216           {
1217             map->reg_map[j] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[j]));
1218             record_base_value (REGNO (map->reg_map[j]),
1219                                regno_reg_rtx[j], 0);
1220           }
1221
1222       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1223          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1224       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1225         {
1226           insn = PREV_INSN (copy_start);
1227           pattern = PATTERN (insn);
1228
1229           tem = get_label_from_map (map,
1230                                     CODE_LABEL_NUMBER
1231                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1232           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1233
1234           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1235              passes.  */
1236           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1237           LABEL_NUSES (tem)++;
1238         }
1239
1240       copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label,
1241                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1242                       loop_end, insert_before, insert_before);
1243     }
1244
1245   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1246      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1247      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1248
1249   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1250      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1251      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1252      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1253
1254   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1255     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1256   else
1257     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1258
1259   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1260      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1261
1262   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1263   while (insn != safety_label)
1264     {
1265       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1266          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1267          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1268          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1269          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1270          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1271          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1272       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1273       if (insn != start_label
1274           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1275           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1276                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1277         insn = delete_insn (insn);
1278       else
1279         insn = NEXT_INSN (insn);
1280     }
1281
1282   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1283      delete_insn calls.  */
1284   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1285     abort ();
1286   delete_insn (safety_label);
1287
1288   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1289      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1290      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1291      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1292      not taken.  */
1293   if (exit_label)
1294     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1295
1296  egress:
1297   if (map && map->const_equiv_varray)
1298     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1299 }
1300 \f
1301 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1302    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1303
1304    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1305    determined, and if increment is a constant power of 2.
1306    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1307    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1308    is not considered `profitable'.  */
1309
1310 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1311    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1312    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1313    whether divide is cheap.
1314    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1315    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1316    reflected in RTX_COST.  */
1317
1318 int
1319 precondition_loop_p (loop_start, loop_info,
1320                      initial_value, final_value, increment, mode)
1321      rtx loop_start;
1322      struct loop_info *loop_info;
1323      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1324      enum machine_mode *mode;
1325 {
1326
1327   if (loop_info->n_iterations > 0)
1328     {
1329       *initial_value = const0_rtx;
1330       *increment = const1_rtx;
1331       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1332       *mode = word_mode;
1333
1334       if (loop_dump_stream)
1335         {
1336           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1337                  loop_dump_stream);
1338           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1339                    loop_info->n_iterations);
1340           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1341         }
1342       return 1;
1343     }
1344
1345   if (loop_info->initial_value == 0)
1346     {
1347       if (loop_dump_stream)
1348         fprintf (loop_dump_stream,
1349                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1350       return 0;
1351     }
1352   else if (loop_info->increment == 0)
1353     {
1354       if (loop_dump_stream)
1355         fprintf (loop_dump_stream,
1356                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1357       return 0;
1358     }
1359   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1360     {
1361       if (loop_dump_stream)
1362         fprintf (loop_dump_stream,
1363                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1364       return 0;
1365     }
1366   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1367            && (exact_log2 (- INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1368     {
1369       if (loop_dump_stream)
1370         fprintf (loop_dump_stream,
1371                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1372       return 0;
1373     }
1374
1375   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1376      not matter for preconditioning.  */
1377
1378   if (loop_info->final_value == 0)
1379     {
1380       if (loop_dump_stream)
1381         fprintf (loop_dump_stream,
1382                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1383       return 0;
1384     }
1385
1386   /* Must ensure that final_value is invariant, so call invariant_p to
1387      check.  Before doing so, must check regno against max_reg_before_loop
1388      to make sure that the register is in the range covered by invariant_p.
1389      If it isn't, then it is most likely a biv/giv which by definition are
1390      not invariant.  */
1391   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1392        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1393       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1394           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1395       || ! invariant_p (loop_info->final_value))
1396     {
1397       if (loop_dump_stream)
1398         fprintf (loop_dump_stream,
1399                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1400       return 0;
1401     }
1402
1403   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1404      does not have code to deal with them.  */
1405   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1406       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1407     {
1408       if (loop_dump_stream)
1409         fprintf (loop_dump_stream,
1410                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1411       return 0;
1412     }
1413
1414   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1415      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1416
1417   if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (loop_info->iteration_var))]
1418       > INSN_LUID (loop_start))
1419     {
1420       if (loop_dump_stream)
1421         fprintf (loop_dump_stream,
1422                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1423       return 0;
1424     }
1425
1426   /* Note that iteration_info biases the initial value for GIV iterators
1427      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1428      iterations just like for BIV iterators.
1429
1430      Also note that the absolute values of initial_value and
1431      final_value are unimportant as only their difference is used for
1432      calculating the number of loop iterations.  */
1433   *initial_value = loop_info->initial_value;
1434   *increment = loop_info->increment;
1435   *final_value = loop_info->final_value;
1436
1437   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1438      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1439      both are constants.  */
1440   *mode = GET_MODE (*final_value);
1441   if (*mode == VOIDmode)
1442     {
1443       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1444       if (*mode == VOIDmode)
1445         *mode = word_mode;
1446     }
1447   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1448            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1449                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1450     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1451
1452   /* Success! */
1453   if (loop_dump_stream)
1454     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1455   return 1;
1456 }
1457
1458
1459 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1460    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1461    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1462    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1463    used with different
1464    modes.  */
1465
1466 static void
1467 init_reg_map (map, maxregnum)
1468      struct inline_remap *map;
1469      int maxregnum;
1470 {
1471   int i;
1472
1473   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1474     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1475   /* Just clear the rest of the entries.  */
1476   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1477     map->reg_map[i] = 0;
1478
1479   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1480     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1481   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1482     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1483 }
1484 \f
1485 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1486    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1487    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1488    verifying that all operands are of the proper form.
1489
1490    PATTERN must be the result of single_set.
1491    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1492
1493 static rtx
1494 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1495      rtx pattern, src_insn;
1496      int regno;
1497 {
1498   rtx increment;
1499   rtx increment_total = 0;
1500   int tries = 0;
1501
1502  retry:
1503   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1504      as the set source.  */
1505   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1506     {
1507       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1508          to the new_reg.  */
1509       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1510       pattern = PATTERN (src_insn);
1511       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1512         abort ();
1513
1514       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1515          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1516       delete_insn (get_last_insn ());
1517     }
1518
1519   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1520   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1521   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1522     {
1523       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1524          too big to be an add immed operand.  */
1525       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1526       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1527
1528       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1529          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1530          one of the LO_SUM rtx.  */
1531       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1532         increment = XEXP (increment, 1);
1533
1534       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1535          note to the store insn.  */
1536       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1537         {
1538           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1539           if (note)
1540             increment = XEXP (note, 0);
1541         }
1542
1543       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1544                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1545                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1546         {
1547           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1548              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1549           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1550           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1551
1552           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1553           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1554           /* Don't need the last insn anymore.  */
1555           delete_insn (get_last_insn ());
1556
1557           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1558               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1559             abort ();
1560
1561           if (code == IOR)
1562             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1563           else if (code == PLUS)
1564             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1565           else
1566             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1567         }
1568
1569       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1570         abort ();
1571
1572       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1573          so delete it.  */
1574       delete_insn (get_last_insn ());
1575     }
1576
1577   if (increment_total)
1578     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1579   else
1580     increment_total = increment;
1581
1582   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1583      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1584   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1585       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1586     {
1587       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1588          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1589          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1590
1591       if (tries == 0)
1592         {
1593           tries++;
1594
1595           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1596           pattern = PATTERN (src_insn);
1597
1598           delete_insn (get_last_insn ());
1599
1600           goto retry;
1601         }
1602
1603       abort ();
1604     }
1605
1606   return increment_total;
1607 }
1608
1609 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1610    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1611    the reg_map entries can change during copying.  */
1612
1613 static rtx
1614 initial_reg_note_copy (notes, map)
1615      rtx notes;
1616      struct inline_remap *map;
1617 {
1618   rtx copy;
1619
1620   if (notes == 0)
1621     return 0;
1622
1623   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1624   PUT_MODE (copy, GET_MODE (notes));
1625
1626   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1627     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map);
1628   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1629     /* Don't substitute for these yet.  */
1630     XEXP (copy, 0) = XEXP (notes, 0);
1631   else
1632     abort ();
1633
1634   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1635
1636   return copy;
1637 }
1638
1639 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1640
1641 static void
1642 final_reg_note_copy (notes, map)
1643      rtx notes;
1644      struct inline_remap *map;
1645 {
1646   rtx note;
1647
1648   for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
1649     if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1650       XEXP (note, 0) = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1651 }
1652
1653 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1654    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1655
1656 static void
1657 copy_loop_body (copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1658                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1659                 copy_notes_from)
1660      rtx copy_start, copy_end;
1661      struct inline_remap *map;
1662      rtx exit_label;
1663      int last_iteration;
1664      enum unroll_types unroll_type;
1665      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1666 {
1667   rtx insn, pattern;
1668   rtx set, tem, copy;
1669   int dest_reg_was_split, i;
1670 #ifdef HAVE_cc0
1671   rtx cc0_insn = 0;
1672 #endif
1673   rtx final_label = 0;
1674   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1675
1676   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1677      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1678      after the end of this loop body if it was ever used.
1679
1680      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1681      to itself.  */
1682   if (! last_iteration)
1683     {
1684       final_label = gen_label_rtx ();
1685       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label),
1686                         final_label);
1687     }
1688   else
1689     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1690
1691   start_sequence ();
1692
1693   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1694      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1695      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1696      a variety of losing behaviors later.  */
1697   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1698
1699   insn = copy_start;
1700   do
1701     {
1702       insn = NEXT_INSN (insn);
1703
1704       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1705
1706       switch (GET_CODE (insn))
1707         {
1708         case INSN:
1709           pattern = PATTERN (insn);
1710           copy = 0;
1711           giv_inc = 0;
1712
1713           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1714              some split address givs.  (Combined in the sense that
1715              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1716              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1717              find the address givs.  Then split the address givs.
1718              Do this before splitting the giv, since that may map the
1719              SET_DEST to a new register.  */
1720
1721           if ((set = single_set (insn))
1722               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1723               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1724             {
1725               struct iv_class *bl;
1726               struct induction *v, *tv;
1727               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1728
1729               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1730               bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
1731
1732               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1733                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1734                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1735                  we might accidentally delete insns generated immediately
1736                  below by emit_unrolled_add.  */
1737
1738               if (! derived_regs[regno])
1739                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1740
1741               /* Now find all address giv's that were combined with this
1742                  giv 'v'.  */
1743               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1744                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1745                   {
1746                     int this_giv_inc;
1747
1748                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1749                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1750                       continue;
1751
1752                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1753                        the two givs are different.  */
1754                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1755                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1756                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1757                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1758
1759                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1760                     *tv->location = tv->dest_reg;
1761
1762                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1763                       {
1764                         /* Must emit an insn to increment the split address
1765                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1766                            was a constant eliminated from the address.  */
1767                         rtx value, dest_reg;
1768
1769                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1770                            or else a register plus a constant.  */
1771                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1772                           dest_reg = tv->dest_reg;
1773                         else
1774                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1775
1776                         /* Check for shared address givs, and avoid
1777                            incrementing the shared pseudo reg more than
1778                            once.  */
1779                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1780                           {
1781                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1782                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1783                                to add the const_adjust amount before calling
1784                                emit_unrolled_add below.  */
1785                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1786                                                    tv->const_adjust);
1787
1788                             /* The constant could be too large for an add
1789                                immediate, so can't directly emit an insn
1790                                here.  */
1791                             emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1792                                                XEXP (value, 1));
1793                           }
1794
1795                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1796                            it is used after the set we have just emitted.
1797                            We must subtract the const_adjust factor added in
1798                            above.  */
1799                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1800                                                       - tv->const_adjust);
1801                         *tv->location = tv->dest_reg;
1802                       }
1803                   }
1804             }
1805
1806           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1807              how to split the variable, create a new set based on this split,
1808              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1809              use the new split variable.  */
1810
1811           dest_reg_was_split = 0;
1812
1813           if ((set = single_set (insn))
1814               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1815               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1816             {
1817               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1818               int src_regno;
1819
1820               dest_reg_was_split = 1;
1821
1822               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1823               if (derived_regs[regno])
1824                 {
1825                   /* ??? This relies on SET_SRC (SET) to be of
1826                      the form (plus (reg) (const_int)), and thus
1827                      forces recombine_givs to restrict the kind
1828                      of giv derivations it does before unrolling.  */
1829                   giv_src_reg = XEXP (SET_SRC (set), 0);
1830                   giv_inc = XEXP (SET_SRC (set), 1);
1831                 }
1832               else
1833                 {
1834                   giv_src_reg = giv_dest_reg;
1835                   /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1836                      already computed above.  */
1837                   if (giv_inc == 0)
1838                     giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1839                 }
1840               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1841
1842               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1843                 {
1844                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1845                      variable to a known constant value.  */
1846
1847                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1848                      value, so we must use plus_constant here.  */
1849                   splittable_regs[regno]
1850                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1851                                      INTVAL (giv_inc));
1852
1853                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1854                     {
1855                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1856                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1857                     }
1858                   else
1859                     {
1860                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1861                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1862                          variable.  */
1863                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1864                       giv_inc = const0_rtx;
1865                     }
1866                 }
1867               else
1868                 {
1869                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1870                      register for the iteration variable, and set it to
1871                      be a constant plus the original register.  Except
1872                      on the last iteration, when the result has to
1873                      go back into the original iteration var register.  */
1874
1875                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1876                      when split.  This happens for bivs which need their
1877                      final value set before loop entry.  The new register
1878                      for the biv was stored in the biv's first struct
1879                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1880
1881                   if (regno < max_reg_before_loop
1882                       && REG_IV_TYPE (regno) == BASIC_INDUCT)
1883                     {
1884                       giv_src_reg = reg_biv_class[regno]->biv->src_reg;
1885                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1886                     }
1887
1888 #if 0
1889                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1890                      this would have to remap those givs also.  See
1891                      find_splittable_regs.  */
1892 #endif
1893
1894                   splittable_regs[regno]
1895                     = GEN_INT (INTVAL (giv_inc)
1896                                + INTVAL (splittable_regs[src_regno]));
1897                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1898
1899                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1900                      of this insn to a new register, and setting its
1901                      reg_map entry to point to this new register.
1902
1903                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1904                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1905                      to ensure that the iv will have the proper value when
1906                      the loop exits or repeats.
1907
1908                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1909                      because it can only be greater than one if all
1910                      instructions modifying the iv are always executed in
1911                      order.  */
1912
1913                   if (! last_iteration
1914                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1915                     {
1916                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1917                       giv_dest_reg = tem;
1918                       map->reg_map[regno] = tem;
1919                       record_base_value (REGNO (tem),
1920                                          giv_inc == const0_rtx
1921                                          ? giv_src_reg
1922                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1923                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1924                                          1);
1925                     }
1926                   else
1927                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1928                 }
1929
1930               /* The constant being added could be too large for an add
1931                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1932               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1933               copy = get_last_insn ();
1934               pattern = PATTERN (copy);
1935             }
1936           else
1937             {
1938               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map);
1939               copy = emit_insn (pattern);
1940             }
1941           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1942
1943 #ifdef HAVE_cc0
1944           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
1945              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
1946              In that case, the call to recog via validate_change will
1947              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
1948              do it when we emit the following insn.
1949
1950              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
1951              unsigned compares.  The compare patterns must check the
1952              following branch insn to see which what kind of compare to
1953              emit.
1954
1955              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
1956              well.  */
1957           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
1958             cc0_insn = copy;
1959           else
1960             {
1961               if (cc0_insn)
1962                 try_constants (cc0_insn, map);
1963               cc0_insn = 0;
1964               try_constants (copy, map);
1965             }
1966 #else
1967           try_constants (copy, map);
1968 #endif
1969
1970           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
1971              know there are no backward branches across iteration variable
1972              settings which would invalidate this.  */
1973           if (dest_reg_was_split)
1974             {
1975               int regno = REGNO (SET_DEST (pattern));
1976
1977               if (regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1978                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
1979                       == map->const_age))
1980                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
1981             }
1982           break;
1983
1984         case JUMP_INSN:
1985           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
1986           copy = emit_jump_insn (pattern);
1987           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
1988
1989           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
1990               && ! last_iteration)
1991             {
1992               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
1993                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
1994                  In this case, we want to change the original fall through
1995                  case to be a branch past the end of the loop, and the
1996                  original jump label case to fall_through.  */
1997
1998               if (invert_exp (pattern, copy))
1999                 {
2000                   if (! redirect_exp (&pattern,
2001                                       get_label_from_map (map,
2002                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2003                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2004                                       exit_label, copy))
2005                     abort ();
2006                 }
2007               else
2008                 {
2009                   rtx jmp;
2010                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2011                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2012                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2013                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2014                      that.  */
2015                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2016                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2017                   emit_label_after (lab, jmp);
2018                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2019                   if (! redirect_exp (&pattern,
2020                                       get_label_from_map (map,
2021                                                           CODE_LABEL_NUMBER
2022                                                           (JUMP_LABEL (insn))),
2023                                       lab, copy))
2024                     abort ();
2025                 }
2026             }
2027
2028 #ifdef HAVE_cc0
2029           if (cc0_insn)
2030             try_constants (cc0_insn, map);
2031           cc0_insn = 0;
2032 #endif
2033           try_constants (copy, map);
2034
2035           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2036              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2037           if (JUMP_LABEL (insn))
2038             {
2039               rtx label = 0;
2040
2041               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2042                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2043               if ((set = single_set (copy)))
2044                 {
2045                   tem = SET_SRC (set);
2046                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2047                     label = XEXP (tem, 0);
2048                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2049                     {
2050                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2051                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2052                       else
2053                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2054                     }
2055                 }
2056
2057               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2058                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2059               else
2060                 {
2061                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2062                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2063                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2064                   JUMP_LABEL (copy)
2065                     = get_label_from_map (map,
2066                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2067                 }
2068
2069               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2070                  use count so that the label will not be deleted when the
2071                  original jump is deleted.  */
2072               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2073             }
2074           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2075                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2076             {
2077               rtx pat = PATTERN (copy);
2078               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2079               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2080               int i;
2081
2082               for (i = 0; i < len; i++)
2083                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2084             }
2085
2086           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2087              direction is now known, we must do something special.  */
2088           if (condjump_p (insn) && !simplejump_p (insn) && map->last_pc_value)
2089             {
2090 #ifdef HAVE_cc0
2091               /* The previous insn set cc0 for us.  So delete it.  */
2092               delete_insn (PREV_INSN (copy));
2093 #endif
2094
2095               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2096               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2097                 {
2098                   /* Don't let delete_insn delete the label referenced here,
2099                      because we might possibly need it later for some other
2100                      instruction in the loop.  */
2101                   if (JUMP_LABEL (copy))
2102                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2103                   delete_insn (copy);
2104                   if (JUMP_LABEL (copy))
2105                     LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))--;
2106                   copy = 0;
2107                 }
2108               else
2109                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2110                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2111                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2112                 emit_barrier ();
2113             }
2114           break;
2115
2116         case CALL_INSN:
2117           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map);
2118           copy = emit_call_insn (pattern);
2119           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2120
2121           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2122              than hard registers, we need to copy it.  */
2123           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2124             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), map);
2125
2126 #ifdef HAVE_cc0
2127           if (cc0_insn)
2128             try_constants (cc0_insn, map);
2129           cc0_insn = 0;
2130 #endif
2131           try_constants (copy, map);
2132
2133           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2134           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2135             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2136           break;
2137
2138         case CODE_LABEL:
2139           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2140              copy of this label since no one will use it.  */
2141
2142           if (insn != start_label)
2143             {
2144               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2145                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2146               map->const_age++;
2147             }
2148           break;
2149
2150         case BARRIER:
2151           copy = emit_barrier ();
2152           break;
2153
2154         case NOTE:
2155           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2156              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2157           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2158              the associated rtl.  We do not want to share the structure in 
2159              this new block.  */
2160
2161           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2162               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2163               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2164                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2165                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2166             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2167                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2168           else
2169             copy = 0;
2170           break;
2171
2172         default:
2173           abort ();
2174           break;
2175         }
2176
2177       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2178     }
2179   while (insn != copy_end);
2180
2181   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2182   insn = copy_start;
2183   do
2184     {
2185       insn = NEXT_INSN (insn);
2186       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2187            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2188           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2189         final_reg_note_copy (REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2190     }
2191   while (insn != copy_end);
2192
2193   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2194      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2195      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2196      iteration, because the original notes won't be deleted.
2197
2198      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2199      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2200      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2201      copy) when not from preconditioning code.  */
2202
2203   if (! last_iteration)
2204     {
2205       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2206         {
2207           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2208              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2209              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2210              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2211              instructions before the last insn in the loop, and if the
2212              end test is that short, there will be a VTOP note between
2213              the CONT note and the test.  */
2214           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2215               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2216               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2217               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2218             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2219         }
2220     }
2221
2222   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2223     emit_label (final_label);
2224
2225   tem = gen_sequence ();
2226   end_sequence ();
2227   emit_insn_before (tem, insert_before);
2228 }
2229 \f
2230 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2231    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2232    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2233
2234 void
2235 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2236      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2237 {
2238   rtx result;
2239
2240   result = expand_binop (GET_MODE (dest_reg), add_optab, src_reg, increment,
2241                          dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2242
2243   if (dest_reg != result)
2244     emit_move_insn (dest_reg, result);
2245 }
2246 \f
2247 /* Searches the insns between INSN and LOOP_END.  Returns 1 if there
2248    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2249    LOOP_START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2250
2251 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2252    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2253    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2254
2255 int
2256 back_branch_in_range_p (insn, loop_start, loop_end)
2257      rtx insn;
2258      rtx loop_start, loop_end;
2259 {
2260   rtx p, q, target_insn;
2261   rtx orig_loop_end = loop_end;
2262
2263   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2264   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2265   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2266     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2267
2268   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2269      deleted insn following it.  */
2270   while (INSN_DELETED_P (insn))
2271     insn = NEXT_INSN (insn);
2272
2273   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2274      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2275      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2276   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2277     return 0;
2278
2279   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2280     {
2281       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2282         {
2283           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2284
2285           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2286              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2287              since insn may not have an LUID entry.  */
2288           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2289             if (q == target_insn)
2290               return 1;
2291         }
2292     }
2293
2294   return 0;
2295 }
2296
2297 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2298    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2299    value of giv's.  */
2300
2301 static rtx
2302 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2303      rtx mult1, mult2, add1;
2304      enum machine_mode mode;
2305 {
2306   rtx temp, mult_res;
2307   rtx result;
2308
2309   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2310      check to make sure.  */
2311   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2312       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2313       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2314     abort ();
2315
2316   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2317      will be a constant.  */
2318   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2319     {
2320       temp = mult2;
2321       mult2 = mult1;
2322       mult1 = temp;
2323     }
2324
2325   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2326   if (! mult_res)
2327     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2328
2329   /* Again, put the constant second.  */
2330   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2331     {
2332       temp = add1;
2333       add1 = mult_res;
2334       mult_res = temp;
2335     }
2336
2337   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2338   if (! result)
2339     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2340
2341   return result;
2342 }
2343
2344 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2345    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2346
2347    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2348    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2349
2350 rtx
2351 biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end)
2352      struct iv_class *bl;
2353      rtx loop_start, loop_end;
2354 {
2355   struct induction *v;
2356   rtx result;
2357
2358   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2359      instruction must be executed only once each time through the loop.
2360      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2361      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2362      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2363      an increment).  */
2364
2365   result = const0_rtx;
2366   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2367     {
2368       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2369           && ! v->maybe_multiple)
2370         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2371       else
2372         return 0;
2373     }
2374
2375   return result;
2376 }
2377
2378 /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
2379    that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
2380    the strength reduction pass to calculate these values.
2381
2382    Initial_value and/or increment are set to zero if their values could not
2383    be calculated.  */
2384
2385 static void
2386 iteration_info (iteration_var, initial_value, increment, loop_start, loop_end)
2387      rtx iteration_var, *initial_value, *increment;
2388      rtx loop_start, loop_end;
2389 {
2390   struct iv_class *bl;
2391 #if 0
2392   struct induction *v;
2393 #endif
2394
2395   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
2396   *initial_value = 0;
2397   *increment = 0;
2398
2399   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
2400      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
2401      value if possible.  */
2402
2403   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
2404      reg_iv_type entry for it.  */
2405   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements)
2406     {
2407       if (loop_dump_stream)
2408         fprintf (loop_dump_stream,
2409                  "Loop unrolling: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
2410       return;
2411     }
2412
2413   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
2414      could result in a number of iterations greater than the range of our
2415      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
2416   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
2417             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
2418     {
2419       if (loop_dump_stream)
2420         fprintf (loop_dump_stream,
2421                  "Loop unrolling: Iteration var rejected because mode too large.\n");
2422       return;
2423     }
2424   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
2425     {
2426       if (loop_dump_stream)
2427         fprintf (loop_dump_stream,
2428                  "Loop unrolling: Iteration var not an integer.\n");
2429       return;
2430     }
2431   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
2432     {
2433       /* When reg_iv_type / reg_iv_info is resized for biv increments
2434          that are turned into givs, reg_biv_class is not resized.
2435          So check here that we don't make an out-of-bounds access.  */
2436       if (REGNO (iteration_var) >= max_reg_before_loop)
2437         abort ();
2438
2439       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
2440       bl = reg_biv_class[REGNO (iteration_var)];
2441       *initial_value = bl->initial_value;
2442
2443       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2444     }
2445   else if (REG_IV_TYPE (REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
2446     {
2447       HOST_WIDE_INT offset = 0;
2448       struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (iteration_var));
2449
2450       if (REGNO (v->src_reg) >= max_reg_before_loop)
2451         abort ();
2452
2453       bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
2454
2455       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
2456
2457       *increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2458       if (*increment)
2459         {
2460           struct induction *biv_inc;
2461
2462           *increment
2463             = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, *increment, const0_rtx, v->mode);
2464           /* The caller assumes that one full increment has occured at the
2465              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
2466              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
2467              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
2468              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
2469              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
2470           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
2471             {
2472               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
2473                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
2474             }
2475           offset *= INTVAL (v->mult_val);
2476         }
2477       if (loop_dump_stream)
2478         fprintf (loop_dump_stream,
2479                  "Loop unrolling: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
2480                  (long) offset);
2481       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
2482          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
2483       *initial_value
2484         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
2485                              plus_constant (bl->initial_value, offset),
2486                              v->add_val, v->mode);
2487     }
2488   else
2489     {
2490       if (loop_dump_stream)
2491         fprintf (loop_dump_stream,
2492                  "Loop unrolling: Not basic or general induction var.\n");
2493       return;
2494     }
2495 }
2496
2497
2498 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2499    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2500    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2501    in the splittable_regs array.
2502
2503    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2504    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2505    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2506    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2507    value of the induction variable and the value the induction variable had
2508    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2509
2510    Returns the total number of instructions that set registers that are
2511    splittable.  */
2512
2513 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2514    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2515    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2516    should not involve a multiply however.  */
2517
2518 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2519    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2520    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2521
2522 static int
2523 find_splittable_regs (unroll_type, loop_start, loop_end, end_insert_before,
2524                      unroll_number, n_iterations)
2525      enum unroll_types unroll_type;
2526      rtx loop_start, loop_end;
2527      rtx end_insert_before;
2528      int unroll_number;
2529      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
2530 {
2531   struct iv_class *bl;
2532   struct induction *v;
2533   rtx increment, tem;
2534   rtx biv_final_value;
2535   int biv_splittable;
2536   int result = 0;
2537
2538   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
2539     {
2540       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2541          otherwise we can not calculate the split values.  */
2542
2543       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
2544       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2545         continue;
2546
2547       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2548          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2549          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2550          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2551          value on loop exit.  */
2552
2553       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2554          a fall through at the end.  */
2555
2556       biv_splittable = 1;
2557       biv_final_value = 0;
2558       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2559           && (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2560               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2561           && (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (loop_end)
2562               || ! bl->init_insn
2563               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2564               || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
2565                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2566               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2567           && ! (biv_final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
2568                                                    n_iterations)))
2569         biv_splittable = 0;
2570
2571       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2572          PLUS, we don't know how to split it.  */
2573       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2574         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2575             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2576             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2577             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2578           biv_splittable = 0;
2579
2580       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2581          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2582          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2583          biv's value in their initialization code.  */
2584
2585       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2586          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2587
2588       if (biv_splittable == 1)
2589         {
2590           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2591             {
2592               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2593                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2594                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2595                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2596
2597               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2598                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2599                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2600                       || ! invariant_p (bl->initial_value)))
2601                 {
2602                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2603
2604                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2605                   emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2606                                     loop_start);
2607
2608                   if (loop_dump_stream)
2609                     fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2610                              bl->regno, REGNO (tem));
2611
2612                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2613                 }
2614               else
2615                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2616             }
2617           else
2618             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2619
2620           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2621              we can treat the last one specially.  */
2622
2623           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2624           result += bl->biv_count;
2625
2626           if (loop_dump_stream)
2627             fprintf (loop_dump_stream,
2628                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2629         }
2630
2631       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2632          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2633          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2634          loop, and the givs aren't.  */
2635
2636       result += find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end,
2637                                      increment, unroll_number);
2638
2639       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2640          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2641          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2642          biv's value in their initialization code.  */
2643       if (biv_final_value)
2644         {
2645           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2646              loop to ensure that it will always be executed no matter
2647              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2648              since this is slightly more efficient.  */
2649           if (! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
2650             emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2651                                              biv_final_value),
2652                               end_insert_before);
2653           else
2654             {
2655               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2656                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2657                  is set to its final value before loop start to ensure that
2658                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2659                  exits.  */
2660               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2661               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2662
2663               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2664                                 loop_start);
2665               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2666                                                biv_final_value),
2667                                 loop_start);
2668
2669               if (loop_dump_stream)
2670                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2671                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2672
2673               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2674                  register.  */
2675               bl->biv->src_reg = tem;
2676             }
2677         }
2678     }
2679   return result;
2680 }
2681
2682 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2683    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2684    instruction.  */
2685
2686 static int
2687 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2688      struct induction *v;
2689      rtx giv_inc;
2690      int unroll_number;
2691 {
2692   int ret = 1;
2693   rtx orig_addr = *v->location;
2694   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2695                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2696
2697   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2698      that we have may have a match_dup.  */
2699   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2700       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2701     ret = 0;
2702
2703   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2704    succeed.  */
2705   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2706     abort ();
2707
2708   return ret;
2709 }
2710
2711 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2712    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2713
2714    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2715
2716 static int
2717 find_splittable_givs (bl, unroll_type, loop_start, loop_end, increment,
2718                       unroll_number)
2719      struct iv_class *bl;
2720      enum unroll_types unroll_type;
2721      rtx loop_start, loop_end;
2722      rtx increment;
2723      int unroll_number;
2724 {
2725   struct induction *v, *v2;
2726   rtx final_value;
2727   rtx tem;
2728   int result = 0;
2729
2730   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2731      multiple identical givs in the same insn.  */
2732   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2733     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2734       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2735           && ! v2->same_insn)
2736         v2->same_insn = v;
2737
2738   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2739     {
2740       rtx giv_inc, value;
2741
2742       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2743          being completely unrolled.  */
2744       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2745         continue;
2746
2747       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2748          and only once on every iteration of the loop.  */
2749       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2750          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2751          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2752          won't reach here if they aren't.  */
2753       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2754           && (! v->always_computable
2755               || back_branch_in_range_p (v->insn, loop_start, loop_end)))
2756         continue;
2757
2758       /* The giv increment value must be a constant.  */
2759       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2760                                    v->mode);
2761       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2762         continue;
2763
2764       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2765          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2766          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2767          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2768          proper value on loop exit.  */
2769
2770       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2771          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2772          DEST_ADDR giv.  */
2773
2774       final_value = 0;
2775       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2776           && (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
2777               || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2778           && v->giv_type != DEST_ADDR
2779           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2780              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2781              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2782           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2783               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2784                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2785                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2786                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2787                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2788                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2789                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2790               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2791               || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg))]
2792                   >= INSN_LUID (loop_end)))
2793           /* Givs made from biv increments are missed by the above test, so
2794              test explicitly for them.  */
2795           && (REGNO (v->dest_reg) < first_increment_giv
2796               || REGNO (v->dest_reg) > last_increment_giv)
2797           && ! (final_value = v->final_value))
2798         continue;
2799
2800 #if 0
2801       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2802       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2803          code below does.  */
2804
2805       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2806          then must emit an instruction to set the final value.  */
2807       if (final_value && !v->new_reg)
2808         {
2809           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2810              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2811              to its final value before loop start to ensure that this insn
2812              will always be executed, no matter how we exit.  */
2813           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2814           emit_insn_before (gen_move_insn (tem, v->dest_reg), loop_start);
2815           emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, final_value),
2816                             loop_start);
2817
2818           if (loop_dump_stream)
2819             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2820                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2821
2822           v->src_reg = tem;
2823         }
2824 #endif
2825
2826       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2827          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2828
2829       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2830         {
2831           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2832              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2833              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2834              be set, so then we do exactly the same thing as
2835              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2836           rtx biv_initial_value;
2837
2838           if (splittable_regs[bl->regno])
2839             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2840           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2841                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2842                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2843             biv_initial_value = bl->initial_value;
2844           else
2845             {
2846               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2847
2848               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2849               emit_insn_before (gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg),
2850                                 loop_start);
2851               biv_initial_value = tem;
2852             }
2853           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2854                                      v->add_val, v->mode);
2855         }
2856       else
2857         value = const0_rtx;
2858
2859       if (v->new_reg)
2860         {
2861           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2862              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2863              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2864              case.  */
2865           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2866             {
2867               if (loop_dump_stream)
2868                 fprintf (loop_dump_stream,
2869                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2870               continue;
2871             }
2872           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2873              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2874           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2875             {
2876               /* If value is not a constant, register, or register plus
2877                  constant, then compute its value into a register before
2878                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2879                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2880                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2881                  is going before the loop start.  */
2882               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2883                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2884                   && GET_CODE (value) != REG
2885                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2886                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2887                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2888                 {
2889                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2890                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2891                   emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
2892                                     v->add_val, tem, loop_start);
2893                   value = tem;
2894                 }
2895
2896               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2897               derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
2898             }
2899           else
2900             {
2901               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2902                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2903                  unnecessary.  */
2904
2905               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2906                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2907                  what we want for split addr regs. We always create a new
2908                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2909
2910               /* If we have multiple identical address givs within a
2911                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2912                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2913                  of the other.  */
2914
2915               v->const_adjust = 0;
2916
2917               if (v->same_insn)
2918                 {
2919                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2920                   if (loop_dump_stream)
2921                     fprintf (loop_dump_stream,
2922                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2923                              INSN_UID (v->insn));
2924                 }
2925               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2926                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2927                  each.  */
2928               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2929                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2930                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2931                        && v->same->unrolled
2932                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2933                           where the add and mult values are not equal.
2934                           To share a register here, the values must be
2935                           equal.  */
2936                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2937                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2938                        /* If the memory references have different modes,
2939                           then the address may not be valid and we must
2940                           not share registers.  */
2941                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2942                 {
2943                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2944                   v->shared = 1;
2945                 }
2946               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2947                 {
2948                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2949                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2950                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2951
2952                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2953                   struct induction *same = v->same;
2954                   rtx new_reg = v->new_reg;
2955                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2956
2957                   if (same && same->derived_from)
2958                     {
2959                       /* calculate_giv_inc doesn't work for derived givs.
2960                          copy_loop_body works around the problem for the
2961                          DEST_REG givs themselves, but it can't handle
2962                          DEST_ADDR givs that have been combined with
2963                          a derived DEST_REG giv.
2964                          So Handle V as if the giv from which V->SAME has
2965                          been derived has been combined with V.
2966                          recombine_givs only derives givs from givs that
2967                          are reduced the ordinary, so we need not worry
2968                          about same->derived_from being in turn derived.  */
2969
2970                       same = same->derived_from;
2971                       new_reg = express_from (same, v);
2972                       new_reg = replace_rtx (new_reg, same->dest_reg,
2973                                              same->new_reg);
2974                     }
2975
2976                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2977                      then this constant can be pulled out and put in value,
2978                      instead of being part of the initialization code.  */
2979
2980                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2981                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2982                     {
2983                       v->dest_reg
2984                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2985
2986                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2987                          Try to validate both the first and the last
2988                          address resulting from loop unrolling, if
2989                          one fails, then can't do const elim here.  */
2990                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2991                         {
2992                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2993                              that we can calculate the dest_reg's increment
2994                              value later.  */
2995                           v->const_adjust = - INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2996
2997                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2998                           if (loop_dump_stream)
2999                             fprintf (loop_dump_stream,
3000                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
3001                                      REGNO (tem));
3002                         }
3003                       else
3004                         v->dest_reg = tem;
3005                     }
3006                   else
3007                     v->dest_reg = tem;
3008
3009                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
3010                      now, and fail completely if either the first or the last
3011                      unrolled copy of the address is not a valid address
3012                      for the instruction that uses it.  */
3013                   if (v->dest_reg == tem
3014                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3015                     {
3016                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3017                         if (v2->same_insn == v)
3018                           v2->same_insn = 0;
3019
3020                       if (loop_dump_stream)
3021                         fprintf (loop_dump_stream,
3022                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3023                                  INSN_UID (v->insn));
3024                       continue;
3025                     }
3026
3027                   v->new_reg = new_reg;
3028                   v->same = same;
3029
3030                   /* We set this after the address check, to guarantee that
3031                      the register will be initialized.  */
3032                   v->unrolled = 1;
3033
3034                   /* To initialize the new register, just move the value of
3035                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
3036                      instruction on machines with complex addressing modes.
3037                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
3038                      to calculate the value from scratch.  */
3039                   emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
3040                                                  copy_rtx (v->new_reg)),
3041                                     loop_start);
3042                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop_start)) < 0)
3043                     {
3044                       rtx sequence, ret;
3045
3046                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
3047                          value, because the loop may have been preconditioned.
3048                          We must calculate it from NEW_REG.  Try using
3049                          force_operand instead of emit_iv_add_mult.  */
3050                       delete_insn (PREV_INSN (loop_start));
3051
3052                       start_sequence ();
3053                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
3054                       if (ret != tem)
3055                         emit_move_insn (tem, ret);
3056                       sequence = gen_sequence ();
3057                       end_sequence ();
3058                       emit_insn_before (sequence, loop_start);
3059
3060                       if (loop_dump_stream)
3061                         fprintf (loop_dump_stream,
3062                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
3063                     }
3064                 }
3065               else
3066                 {
3067                   v->dest_reg = value;
3068
3069                   /* Check the resulting address for validity, and fail
3070                      if the resulting address would be invalid.  */
3071                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
3072                     {
3073                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
3074                         if (v2->same_insn == v)
3075                           v2->same_insn = 0;
3076
3077                       if (loop_dump_stream)
3078                         fprintf (loop_dump_stream,
3079                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
3080                                  INSN_UID (v->insn));
3081                       continue;
3082                     }
3083                   if (v->same && v->same->derived_from)
3084                     {
3085                       /* Handle V as if the giv from which V->SAME has
3086                          been derived has been combined with V.  */
3087
3088                       v->same = v->same->derived_from;
3089                       v->new_reg = express_from (v->same, v);
3090                       v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg, v->same->dest_reg,
3091                                                 v->same->new_reg);
3092                     }
3093
3094                 }
3095
3096               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
3097                  will not be a problem as this insn will always be copied
3098                  later.  */
3099
3100               *v->location = v->dest_reg;
3101
3102               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
3103                  save the base giv's induction pointer so that we will be
3104                  able to handle this address giv properly.  The base giv
3105                  itself does not have to be splittable.  */
3106
3107               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
3108                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
3109
3110               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3111                 {
3112                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3113                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3114
3115                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3116                   derived_regs[REGNO (v->new_reg)] = v->derived_from != 0;
3117
3118                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3119                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3120                   if (! v->same)
3121                     {
3122                       v->same = v;
3123                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3124                     }
3125                 }
3126
3127               if (loop_dump_stream)
3128                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3129             }
3130         }
3131       else
3132         {
3133 #if 0
3134           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3135              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3136              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3137              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3138              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3139              be live across loop iterations.  */
3140
3141           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3142           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3143                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3144 #else
3145           continue;
3146 #endif
3147         }
3148
3149       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3150          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3151          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3152          where this may not be a register.  */
3153
3154       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3155         {
3156           int count = 1;
3157           if (! v->ignore)
3158             count = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)]->biv_count;
3159
3160           if (count > 1 && v->derived_from)
3161              /* In this case, there is one set where the giv insn was and one
3162                 set each after each biv increment.  (Most are likely dead.)  */
3163             count++;
3164
3165           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3166         }
3167
3168       result++;
3169
3170       if (loop_dump_stream)
3171         {
3172           int regnum;
3173
3174           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3175             regnum = -1;
3176           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3177             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3178           else
3179             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3180           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3181                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3182         }
3183     }
3184
3185   return result;
3186 }
3187 \f
3188 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3189    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3190    the register to some value, and appears before the first use of the register
3191    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3192
3193 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3194    it can search past if statements and other similar structures.  */
3195
3196 static int
3197 reg_dead_after_loop (reg, loop_start, loop_end)
3198      rtx reg, loop_start, loop_end;
3199 {
3200   rtx insn, label;
3201   enum rtx_code code;
3202   int jump_count = 0;
3203   int label_count = 0;
3204   int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
3205
3206   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3207      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3208      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3209      such inner loop exits.  */
3210
3211   for (label = loop_number_exit_labels[this_loop_num]; label;
3212        label = LABEL_NEXTREF (label))
3213     label_count++;
3214
3215   if (label_count != loop_number_exit_count[this_loop_num])
3216     return 0;
3217
3218   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3219      here which points to the loop_end, and append the loop_number_exit_labels
3220      list to it.  */
3221   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop_end);
3222   LABEL_NEXTREF (label) = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
3223
3224   for ( ; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3225     {
3226       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3227          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3228          a conditional jump.  */
3229
3230       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3231       while (insn)
3232         {
3233           code = GET_CODE (insn);
3234           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3235             {
3236               rtx set;
3237
3238               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3239                 return 0;
3240
3241               set = single_set (insn);
3242               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3243                 break;
3244             }
3245
3246           if (code == JUMP_INSN)
3247             {
3248               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3249                 break;
3250               else if (! simplejump_p (insn)
3251                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3252                        || jump_count++ > 20)
3253                 return 0;
3254               else
3255                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3256             }
3257
3258           insn = NEXT_INSN (insn);
3259         }
3260     }
3261
3262   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3263   return 1;
3264 }
3265
3266 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3267    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3268
3269 rtx
3270 final_biv_value (bl, loop_start, loop_end, n_iterations)
3271      struct iv_class *bl;
3272      rtx loop_start, loop_end;
3273      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
3274 {
3275   rtx increment, tem;
3276
3277   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3278
3279   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3280     return 0;
3281
3282   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3283       for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3284      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3285      no other loop exits, so we can return any value.  */
3286   if (bl->reversed)
3287     {
3288       if (loop_dump_stream)
3289         fprintf (loop_dump_stream,
3290                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3291
3292       return const0_rtx;
3293     }
3294
3295   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3296      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3297      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3298      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3299      value of the biv must be invariant.  */
3300
3301   if (n_iterations != 0
3302       && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]]
3303       && invariant_p (bl->initial_value))
3304     {
3305       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
3306
3307       if (increment && invariant_p (increment))
3308         {
3309           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3310              end to calculate this value into a temporary register in
3311              case it is needed later.  */
3312
3313           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3314           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3315           /* Make sure loop_end is not the last insn.  */
3316           if (NEXT_INSN (loop_end) == 0)
3317             emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3318           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3319                             bl->initial_value, tem, NEXT_INSN (loop_end));
3320
3321           if (loop_dump_stream)
3322             fprintf (loop_dump_stream,
3323                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3324
3325           return tem;
3326         }
3327     }
3328
3329   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3330   if (reg_dead_after_loop (bl->biv->src_reg, loop_start, loop_end))
3331     {
3332       if (loop_dump_stream)
3333         fprintf (loop_dump_stream,
3334                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3335                  bl->regno);
3336
3337       return const0_rtx;
3338     }
3339
3340   return 0;
3341 }
3342
3343 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3344    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3345
3346 rtx
3347 final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
3348      struct induction *v;
3349      rtx loop_start, loop_end;
3350      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
3351 {
3352   struct iv_class *bl;
3353   rtx insn;
3354   rtx increment, tem;
3355   rtx insert_before, seq;
3356
3357   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
3358
3359   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3360      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3361      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3362      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3363   if (bl->reversed)
3364     {
3365       if (loop_dump_stream)
3366         fprintf (loop_dump_stream,
3367                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3368                  REGNO (v->dest_reg));
3369       return const0_rtx;
3370     }
3371
3372   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3373      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3374      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3375
3376   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3377      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3378      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3379      to be known.  */
3380
3381   if (n_iterations != 0
3382       && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3383     {
3384       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3385          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3386          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3387          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3388          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3389          biv value here if it is not eliminable.  */
3390
3391       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3392          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3393          be valid if it is invariant.  */
3394
3395       increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end);
3396
3397       if (increment && invariant_p (increment)
3398           && invariant_p (bl->initial_value))
3399         {
3400           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3401              (n_iterations * increment) + initial_value */
3402
3403           /* The loop exit value of the giv is then
3404              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3405              The extra increments are any increments to the biv which
3406              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3407              We must search from the insn that sets the giv to the end
3408              of the loop to calculate this value.  */
3409
3410           insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3411
3412           /* Put the final biv value in tem.  */
3413           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3414           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3415           emit_iv_add_mult (increment, GEN_INT (n_iterations),
3416                             bl->initial_value, tem, insert_before);
3417
3418           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3419           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3420                insn = NEXT_INSN (insn))
3421             {
3422               struct induction *biv;
3423
3424               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3425                 if (biv->insn == insn)
3426                   {
3427                     start_sequence ();
3428                     tem = expand_binop (GET_MODE (tem), sub_optab, tem,
3429                                         biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3430                                         OPTAB_LIB_WIDEN);
3431                     seq = gen_sequence ();
3432                     end_sequence ();
3433                     emit_insn_before (seq, insert_before);
3434                   }
3435             }
3436
3437           /* Now calculate the giv's final value.  */
3438           emit_iv_add_mult (tem, v->mult_val, v->add_val, tem,
3439                             insert_before);
3440
3441           if (loop_dump_stream)
3442             fprintf (loop_dump_stream,
3443                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3444                      REGNO (v->dest_reg));
3445
3446           return tem;
3447         }
3448     }
3449
3450   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3451   if (v->replaceable)
3452     abort ();
3453
3454   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3455   if (reg_dead_after_loop (v->dest_reg, loop_start, loop_end))
3456     {
3457       if (loop_dump_stream)
3458         fprintf (loop_dump_stream,
3459                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3460                  REGNO (v->dest_reg));
3461
3462       return const0_rtx;
3463     }
3464
3465   return 0;
3466 }
3467
3468
3469 /* Look back before LOOP_START for then insn that sets REG and return
3470    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3471    the SET_SRC of REG.  */
3472
3473 static rtx
3474 loop_find_equiv_value (loop_start, reg)
3475      rtx loop_start;
3476      rtx reg;
3477 {
3478   rtx insn, set;
3479   rtx ret;
3480
3481   ret = reg;
3482   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn ; insn = PREV_INSN (insn))
3483     {
3484       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3485         break;
3486
3487       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
3488                && reg_set_p (reg, insn))
3489         {
3490           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3491              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3492              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3493           if ((set = single_set (insn))
3494                   && (SET_DEST (set) == reg))
3495             {
3496               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3497
3498               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3499                  Other things, divide in particular, will cause
3500                  problems later if we use them.  */
3501               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3502                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3503                 ret = XEXP (note, 0);
3504               else
3505                 ret = SET_SRC (set);
3506             }
3507           break;
3508         }
3509     }
3510   return ret;
3511 }
3512
3513
3514 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3515
3516    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3517    and a second term.
3518
3519    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3520
3521    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3522    the proper form.  */
3523
3524 static rtx
3525 subtract_reg_term (op, reg)
3526      rtx op, reg;
3527 {
3528   if (op == reg)
3529     return const0_rtx;
3530   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3531     {
3532       if (XEXP (op, 0) == reg)
3533         return XEXP (op, 1);
3534       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3535         return XEXP (op, 0);
3536     }
3537   /* OP does not contain REG as a term.  */
3538   abort ();
3539 }
3540
3541
3542 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3543    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3544    REG or a PLUS of a REG.  */
3545
3546 static rtx
3547 find_common_reg_term (op0, op1)
3548      rtx op0, op1;
3549 {
3550   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3551       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3552     {
3553       rtx op00;
3554       rtx op01;
3555       rtx op10;
3556       rtx op11;
3557
3558       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3559         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3560       else
3561         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3562
3563       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3564         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3565       else
3566         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3567
3568       /* Find and return common register term if present.  */
3569       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3570         return op00;
3571       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3572         return op01;
3573     }
3574
3575   /* No common register term found.  */
3576   return NULL_RTX;
3577 }
3578
3579
3580 /* Calculate the number of loop iterations.  Returns the exact number of loop
3581    iterations if it can be calculated, otherwise returns zero.  */
3582
3583 unsigned HOST_WIDE_INT
3584 loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info)
3585      rtx loop_start, loop_end;
3586      struct loop_info *loop_info;
3587 {
3588   rtx comparison, comparison_value;
3589   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3590   enum rtx_code comparison_code;
3591   HOST_WIDE_INT abs_inc;
3592   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3593   int off_by_one;
3594   int increment_dir;
3595   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3596   rtx last_loop_insn;
3597   rtx vtop;
3598   rtx reg_term;
3599
3600   loop_info->n_iterations = 0;
3601   loop_info->initial_value = 0;
3602   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3603   loop_info->comparison_value = 0;
3604   loop_info->final_value = 0;
3605   loop_info->final_equiv_value = 0;
3606   loop_info->increment = 0;
3607   loop_info->iteration_var = 0;
3608   loop_info->unroll_number = 1;
3609   loop_info->vtop = 0;
3610
3611   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3612      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3613      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3614      loop_end.  */
3615   last_loop_insn = PREV_INSN (loop_end);
3616
3617   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3618      at the end of the loop.  The following code assumes that
3619      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3620   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3621     {
3622       if (loop_dump_stream)
3623         fprintf (loop_dump_stream,
3624                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3625       return 0;
3626     }
3627
3628   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3629      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3630   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3631     {
3632       if (loop_dump_stream)
3633         fprintf (loop_dump_stream,
3634                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3635       return 0;
3636     }
3637
3638   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3639      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3640      iteration variable.  */
3641
3642   comparison = get_condition_for_loop (last_loop_insn);
3643   if (comparison == 0)
3644     {
3645       if (loop_dump_stream)
3646         fprintf (loop_dump_stream,
3647                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3648       return 0;
3649     }
3650
3651   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3652      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3653
3654   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3655   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3656   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3657
3658   /* Check if there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP note.  If there is,
3659      that means that this is a for or while style loop, with
3660      a loop exit test at the start.  Thus, we can assume that
3661      the loop condition was true when the loop was entered.
3662
3663      We start at the end and search backwards for the previous
3664      NOTE.  If there is no NOTE_INSN_LOOP_VTOP for this loop,
3665      the search will stop at the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3666   vtop = loop_end;
3667   do
3668     vtop = PREV_INSN (vtop);
3669   while (GET_CODE (vtop) != NOTE
3670          || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) > 0
3671          || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) == NOTE_REPEATED_LINE_NUMBER
3672          || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) == NOTE_INSN_DELETED);
3673   if (NOTE_LINE_NUMBER (vtop) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3674     vtop = NULL_RTX;
3675   loop_info->vtop = vtop;
3676
3677   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3678     {
3679       if (loop_dump_stream)
3680         fprintf (loop_dump_stream,
3681                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3682       return 0;
3683     }
3684
3685   /* The only new registers that care created before loop iterations are
3686      givs made from biv increments, so this should never occur.  */
3687
3688   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= reg_iv_type->num_elements)
3689     abort ();
3690
3691   iteration_info (iteration_var, &initial_value, &increment,
3692                   loop_start, loop_end);
3693   if (initial_value == 0)
3694     /* iteration_info already printed a message.  */
3695     return 0;
3696
3697   unsigned_p = 0;
3698   off_by_one = 0;
3699   switch (comparison_code)
3700     {
3701     case LEU:
3702       unsigned_p = 1;
3703     case LE:
3704       compare_dir = 1;
3705       off_by_one = 1;
3706       break;
3707     case GEU:
3708       unsigned_p = 1;
3709     case GE:
3710       compare_dir = -1;
3711       off_by_one = -1;
3712       break;
3713     case EQ:
3714       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3715       compare_dir = 0;
3716       break;
3717     case LTU:
3718       unsigned_p = 1;
3719     case LT:
3720       compare_dir = 1;
3721       break;
3722     case GTU:
3723       unsigned_p = 1;
3724     case GT:
3725       compare_dir = -1;
3726     case NE:
3727       compare_dir = 0;
3728       break;
3729     default:
3730       abort ();
3731     }
3732
3733   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3734      its value from the insns before the start of the loop.  */
3735
3736   final_value = comparison_value;
3737   if (GET_CODE (comparison_value) == REG && invariant_p (comparison_value))
3738     {
3739       final_value = loop_find_equiv_value (loop_start, comparison_value);
3740       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3741          off with the original register.  */
3742       if (!invariant_p (final_value))
3743         final_value = comparison_value;
3744     }
3745
3746   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3747      (on the last successful iteration).  The exact final value
3748      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3749      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3750      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3751      initial_value) % increment != 0.
3752      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3753      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3754      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3755   if (off_by_one)
3756     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3757
3758   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3759      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3760      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3761      optimizations may obscure the loop's structure.
3762
3763      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3764      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3765      Only the difference between final_value and initial_value is
3766      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3767   loop_info->initial_value = initial_value;
3768   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3769   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3770   loop_info->increment = increment;
3771   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3772   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3773
3774   /* Try to determine the iteration count for loops such
3775      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3776      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3777      loops into this form.  */
3778
3779   if (REG_P (initial_value))
3780     {
3781       rtx reg1;
3782       rtx reg2;
3783       rtx const2;
3784
3785       reg1 = initial_value;
3786       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3787         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3788       else
3789         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3790
3791       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3792          where reg1 != reg2.  */
3793       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3794         {
3795           rtx temp;
3796
3797           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3798              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3799           temp = loop_find_equiv_value (loop_start, reg1);
3800           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3801             initial_value = temp;
3802           else
3803             {
3804               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3805                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3806                  the latter case for now since it is not so common.  */
3807               temp = loop_find_equiv_value (loop_start, reg2);
3808               if (temp == loop_info->iteration_var)
3809                 temp = initial_value;
3810               if (temp == reg1)
3811                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3812                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3813             }
3814         }
3815       else if (loop_info->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3816         {
3817           rtx temp;
3818
3819           /*  When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3820               further obfuscates reversible loops of the form:
3821               for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3822               final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3823               where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3824               can replace initial_value with const.  */
3825
3826           temp = loop_find_equiv_value (loop_start, reg1);
3827           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3828             {
3829               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop_start, XEXP (temp, 0));
3830               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3831                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3832                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3833             }
3834         }
3835     }
3836
3837   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3838      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3839      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3840      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3841      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3842      when using modulo arithmetic.
3843
3844      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3845      the initial and final values carefully.  */
3846   if (loop_info->vtop
3847       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3848     {
3849       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3850       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3851     }
3852
3853   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3854   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3855
3856   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3857      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3858      return early for any other reason.  */
3859   if (comparison_code == EQ)
3860       loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3861
3862   if (increment == 0)
3863     {
3864       if (loop_dump_stream)
3865         fprintf (loop_dump_stream,
3866                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3867       return 0;
3868     }
3869
3870   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3871     {
3872       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3873       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3874          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3875       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3876         increment = loop_find_equiv_value (loop_start, increment);
3877
3878       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3879         {
3880           if (loop_dump_stream)
3881             {
3882               fprintf (loop_dump_stream,
3883                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3884               print_rtl (loop_dump_stream, increment);
3885               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3886             }
3887           return 0;
3888         }
3889       loop_info->increment = increment;
3890     }
3891
3892   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3893     {
3894       if (loop_dump_stream)
3895         {
3896           fprintf (loop_dump_stream,
3897                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3898           print_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3899           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3900         }
3901       return 0;
3902     }
3903   else if (comparison_code == EQ)
3904     {
3905       if (loop_dump_stream)
3906         fprintf (loop_dump_stream,
3907                  "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3908       return 0;
3909     }
3910   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3911     {
3912       if (loop_dump_stream)
3913         {
3914           fprintf (loop_dump_stream,
3915                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3916           print_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3917           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3918         }
3919       return 0;
3920     }
3921
3922   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3923   if (unsigned_p)
3924     final_larger
3925       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3926          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3927         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3928            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3929   else
3930     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3931       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3932
3933   if (INTVAL (increment) > 0)
3934     increment_dir = 1;
3935   else if (INTVAL (increment) == 0)
3936     increment_dir = 0;
3937   else
3938     increment_dir = -1;
3939
3940   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3941      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3942      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3943      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3944      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3945      Only try to optimize the normal cases.  */
3946
3947   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3948      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3949      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3950      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3951      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3952
3953   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3954      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3955      eliminate all of these special checks, and just always assume
3956      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3957      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3958      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3959      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3960      loops can be optimized.
3961
3962      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3963      because the action on overflow is undefined.
3964
3965      See also the special test for NE loops below.  */
3966
3967   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3968       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3969     /* Normal case.  */
3970     ;
3971   else
3972     {
3973       if (loop_dump_stream)
3974         fprintf (loop_dump_stream,
3975                  "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3976       return 0;
3977     }
3978
3979   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3980      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3981      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3982
3983   abs_inc = INTVAL (increment);
3984   if (abs_inc > 0)
3985     abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3986   else if (abs_inc < 0)
3987     {
3988       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3989       abs_inc = -abs_inc;
3990     }
3991   else
3992     abort ();
3993
3994   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
3995      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
3996      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
3997      can not calculate the number of iterations.  */
3998   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
3999     return 0;
4000
4001   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4002      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4003      handle potential overflow of the summation.  */
4004   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4005   return loop_info->n_iterations;
4006 }
4007
4008
4009 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4010    for original instructions which remain after loop unrolling without
4011    copying.  */
4012
4013 static rtx
4014 remap_split_bivs (x)
4015      rtx x;
4016 {
4017   register enum rtx_code code;
4018   register int i;
4019   register char *fmt;
4020
4021   if (x == 0)
4022     return x;
4023
4024   code = GET_CODE (x);
4025   switch (code)
4026     {
4027     case SCRATCH:
4028     case PC:
4029     case CC0:
4030     case CONST_INT:
4031     case CONST_DOUBLE:
4032     case CONST:
4033     case SYMBOL_REF:
4034     case LABEL_REF:
4035       return x;
4036
4037     case REG:
4038 #if 0
4039       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4040          have to remap those givs also.  */
4041 #endif
4042       if (REGNO (x) < max_reg_before_loop
4043           && REG_IV_TYPE (REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4044         return reg_biv_class[REGNO (x)]->biv->src_reg;
4045       break;
4046
4047     default:
4048       break;
4049     }
4050
4051   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4052   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4053     {
4054       if (fmt[i] == 'e')
4055         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (XEXP (x, i));
4056       if (fmt[i] == 'E')
4057         {
4058           register int j;
4059           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4060             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (XVECEXP (x, i, j));
4061         }
4062     }
4063   return x;
4064 }
4065
4066 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4067    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4068    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4069    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4070    insns.
4071
4072    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4073    must dominate LAST_UID.
4074
4075    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4076    may not dominate LAST_UID.
4077
4078    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4079    must dominate LAST_UID.  */
4080
4081 int
4082 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4083      int regno;
4084      int first_uid;
4085      int last_uid;
4086      rtx copy_start;
4087      rtx copy_end;
4088 {
4089   int passed_jump = 0;
4090   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4091
4092   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4093     {
4094       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4095         passed_jump= 1;
4096       /* Could not find FIRST_UID.  */
4097       if (p == copy_end)
4098         return 0;
4099       p = NEXT_INSN (p);
4100     }
4101
4102   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4103   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
4104       || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4105     return 0;
4106
4107   /* FIRST_UID is always executed.  */
4108   if (passed_jump == 0)
4109     return 1;
4110
4111   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4112     {
4113       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4114          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4115       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4116         return 0;
4117       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4118          it must be safe.  */
4119       else if (p == copy_end)
4120         return 1;
4121       p = NEXT_INSN (p);
4122     }
4123
4124   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4125   return 1;
4126 }