OSDN Git Service

2001-10-10 Franz Sirl <Franz.Sirl-kernel@lauterbach.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
24
25    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
26    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
27    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
28    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
29    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
30    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
31    the insn count.
32
33    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
34    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
35    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
36    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
37    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
38    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
39    with only one exit test needed at the end of the loop.
40
41    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
42    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
43    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
44    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
45
46    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
47    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
48    calculate its value at each place where it is set as a function of the
49    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
50    the induction variable is split into `N' different variables, one for
51    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
52    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
53    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
54    for cse.  */
55
56 /* Possible improvements follow:  */
57
58 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
59    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
60    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
61
62    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
63      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
64      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
65      eliminated.
66    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
67      can be performed for the loop.
68    Add code to check for these and similar cases.  */
69
70 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
71    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
72    a user specifyable option to control the amount of code expansion,
73    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
74
75 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
76    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
77    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
78    best results, because then all register copies can be eliminated.
79    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
80    while (this)
81      {
82        next = this->cdr;
83        this->cdr = prev;
84        prev = this;
85        this = next;
86      }
87
88    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
89    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
90    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
91
92 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
93    determine the number of loop iterations for more complex loops.
94    For example, consider this loop from gdb
95    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
96      {
97        char tmp;
98        char *p = (char *) buffer;
99        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
100        int iterations = (len + 1) >> 1;
101        int i;
102        for (p; p < q; p++, q--;)
103          {
104            tmp = *q;
105            *q = *p;
106            *p = tmp;
107          }
108      }
109    Note that:
110      start value = p = &buffer + current_iteration
111      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
112    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
113    set equal to zero and solve for number of iterations:
114      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
115      current_iteration = (len - 1) / 2
116    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
117    iterations of this loop.  */
118
119 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
120    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
121    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
122    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
123    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
124    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
125    different address.  A case where this happens is when a loop containing
126    a switch statement is unrolled.
127
128    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
129    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
130    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
131    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
132    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
133
134 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
135    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
136    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
137    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
138    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
139    and/or 5.  */
140
141 #define NUM_FACTORS 4
142
143 struct _factor { int factor, count; }
144 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
145
146 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
147
148 enum unroll_types
149 {
150   UNROLL_COMPLETELY,
151   UNROLL_MODULO,
152   UNROLL_NAIVE
153 };
154
155 #include "config.h"
156 #include "system.h"
157 #include "rtl.h"
158 #include "tm_p.h"
159 #include "insn-config.h"
160 #include "integrate.h"
161 #include "regs.h"
162 #include "recog.h"
163 #include "flags.h"
164 #include "function.h"
165 #include "expr.h"
166 #include "loop.h"
167 #include "toplev.h"
168 #include "hard-reg-set.h"
169 #include "basic-block.h"
170 #include "predict.h"
171
172 /* This controls which loops are unrolled, and by how much we unroll
173    them.  */
174
175 #ifndef MAX_UNROLLED_INSNS
176 #define MAX_UNROLLED_INSNS 100
177 #endif
178
179 /* Indexed by register number, if non-zero, then it contains a pointer
180    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
181    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
182    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
183    that were combined with this DEST_REG giv.  */
184
185 static struct induction **addr_combined_regs;
186
187 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
188    then this will hold the current value of the register, which depends on the
189    iteration number.  */
190
191 static rtx *splittable_regs;
192
193 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
194    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
195    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
196    a split iv will update the original iv of the dest.  */
197
198 static int *splittable_regs_updates;
199
200 /* Forward declarations.  */
201
202 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
203 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
204 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
205 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
206 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
207                                     struct inline_remap *, rtx, int,
208                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
209 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
210                                          enum unroll_types, int));
211 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
212                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
213                                          rtx, int));
214 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
215 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
216 static int verify_addresses PARAMS ((struct induction *, rtx, int));
217 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
218 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
219 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
220 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
221 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
222
223 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
224
225    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
226    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
227    strength reduction pass is available.
228
229    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
230    in loop.c.  */
231
232 void
233 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
234      struct loop *loop;
235      int insn_count;
236      int strength_reduce_p;
237 {
238   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
239   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
240   int i, j;
241   unsigned int r;
242   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
243   int unroll_number = 1;
244   rtx copy_start, copy_end;
245   rtx insn, sequence, pattern, tem;
246   int max_labelno, max_insnno;
247   rtx insert_before;
248   struct inline_remap *map;
249   char *local_label = NULL;
250   char *local_regno;
251   unsigned int max_local_regnum;
252   unsigned int maxregnum;
253   rtx exit_label = 0;
254   rtx start_label;
255   struct iv_class *bl;
256   int splitting_not_safe = 0;
257   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
258   int loop_preconditioned = 0;
259   rtx safety_label;
260   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
261      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
262      jumps).  */
263   rtx last_loop_insn;
264   rtx loop_start = loop->start;
265   rtx loop_end = loop->end;
266
267   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
268      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
269      be unrolled.  */
270   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
271     {
272       if (loop_dump_stream)
273         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
274       return;
275     }
276
277   /* When emitting debugger info, we can't unroll loops with unequal numbers
278      of block_beg and block_end notes, because that would unbalance the block
279      structure of the function.  This can happen as a result of the
280      "if (foo) bar; else break;" optimization in jump.c.  */
281   /* ??? Gcc has a general policy that -g is never supposed to change the code
282      that the compiler emits, so we must disable this optimization always,
283      even if debug info is not being output.  This is rare, so this should
284      not be a significant performance problem.  */
285
286   if (1 /* write_symbols != NO_DEBUG */)
287     {
288       int block_begins = 0;
289       int block_ends = 0;
290
291       for (insn = loop_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
292         {
293           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
294             {
295               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_BEG)
296                 block_begins++;
297               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_BLOCK_END)
298                 block_ends++;
299               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_BEG
300                   || NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_EH_REGION_END)
301                 {
302                   /* Note, would be nice to add code to unroll EH
303                      regions, but until that time, we punt (don't
304                      unroll).  For the proper way of doing it, see
305                      expand_inline_function.  */
306
307                   if (loop_dump_stream)
308                     fprintf (loop_dump_stream,
309                              "Unrolling failure: cannot unroll EH regions.\n");
310                   return;
311                 }
312             }
313         }
314
315       if (block_begins != block_ends)
316         {
317           if (loop_dump_stream)
318             fprintf (loop_dump_stream,
319                      "Unrolling failure: Unbalanced block notes.\n");
320           return;
321         }
322     }
323
324   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
325      and the size of the loop.  */
326
327   /* If there is no strength reduce info, then set
328      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
329      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
330      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
331
332   if (! strength_reduce_p)
333     loop_info->n_iterations = 0;
334
335   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
336     {
337       fputs ("Loop unrolling: ", loop_dump_stream);
338       fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
339                loop_info->n_iterations);
340       fputs (" iterations.\n", loop_dump_stream);
341     }
342
343   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
344
345   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
346
347   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
348      not the loop is being completely unrolled.  */
349
350   if (loop_info->n_iterations == 1)
351     {
352       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
353          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
354          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
355
356       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
357       if (ujump)
358         delete_related_insns (ujump);
359
360       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
361          branch at the end of the loop since they will never be taken.
362          Then return, since no other action is needed here.  */
363
364       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
365          don't do anything.  */
366
367       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
368         {
369           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
370           delete_related_insns (PREV_INSN (last_loop_insn));
371         }
372       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
373         {
374 #ifdef HAVE_cc0
375           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
376 #endif
377           delete_related_insns (last_loop_insn);
378 #ifdef HAVE_cc0
379           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
380              deleted.  */
381           if (only_sets_cc0_p (prev))
382             delete_related_insns (prev);
383 #endif
384         }
385
386       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
387       if (loop->vtop)
388         delete_related_insns (loop->vtop);
389       if (loop->cont)
390         delete_related_insns (loop->cont);
391       if (loop_start)
392         delete_related_insns (loop_start);
393       if (loop_end)
394         delete_related_insns (loop_end);
395
396       return;
397     }
398   else if (loop_info->n_iterations > 0
399            /* Avoid overflow in the next expression.  */
400            && loop_info->n_iterations < MAX_UNROLLED_INSNS
401            && loop_info->n_iterations * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
402     {
403       unroll_number = loop_info->n_iterations;
404       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
405     }
406   else if (loop_info->n_iterations > 0)
407     {
408       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
409          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
410          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
411
412       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
413         factors[i].count = 0;
414
415       temp = loop_info->n_iterations;
416       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
417         while (temp % factors[i].factor == 0)
418           {
419             factors[i].count++;
420             temp = temp / factors[i].factor;
421           }
422
423       /* Start with the larger factors first so that we generally
424          get lots of unrolling.  */
425
426       unroll_number = 1;
427       temp = insn_count;
428       for (i = 3; i >= 0; i--)
429         while (factors[i].count--)
430           {
431             if (temp * factors[i].factor < MAX_UNROLLED_INSNS)
432               {
433                 unroll_number *= factors[i].factor;
434                 temp *= factors[i].factor;
435               }
436             else
437               break;
438           }
439
440       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
441          case.  */
442       if (unroll_number == 1)
443         {
444           if (loop_dump_stream)
445             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
446         }
447       else
448         unroll_type = UNROLL_MODULO;
449     }
450
451   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
452      size.  */
453   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
454     {
455       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
456         unroll_number = 8;
457       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
458         unroll_number = 4;
459       else
460         unroll_number = 2;
461     }
462
463   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
464
465   if (loop_dump_stream)
466     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
467
468   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
469     {
470       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
471          in rare circumstances.
472
473          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
474          of the exit code for the outer loop.
475
476          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
477          loop, so it will start with a jump to the exit code.
478
479          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
480          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
481          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
482          the instruction stream.
483
484          And finally assume that we can compute the number of iterations
485          for the outer loop.
486
487          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
488          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
489
490          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
491          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
492
493       insn = loop_start;
494       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
495         insn = NEXT_INSN (insn);
496       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
497         return;
498     }
499
500   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
501     {
502       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
503          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
504          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
505          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
506          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
507          instructions.  */
508
509       copy_start = loop_start;
510
511       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
512          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
513          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
514       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
515
516       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
517       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
518         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
519       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
520         {
521           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
522 #ifdef HAVE_cc0
523           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
524              instruction which we do not want to copy.  */
525           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
526             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
527 #endif
528         }
529       else
530         {
531           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
532              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
533              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
534              jumps to after the last loop body.  */
535           if (loop_dump_stream)
536             fprintf (loop_dump_stream,
537                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
538           return;
539         }
540     }
541   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
542     {
543       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
544          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
545          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
546          code immediately before the compare/branch at the end so that the
547          code will fall through to them as before.  */
548
549       copy_start = loop_start;
550
551       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
552          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
553       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
554         {
555           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
556           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
557         }
558       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
559         {
560           insert_before = last_loop_insn;
561 #ifdef HAVE_cc0
562           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
563              instruction which we do not want to copy or delete.  */
564           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
565             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
566 #endif
567           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
568         }
569       else
570         {
571           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
572              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
573              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
574              jumps to after the last loop body.  */
575           if (loop_dump_stream)
576             fprintf (loop_dump_stream,
577                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
578           return;
579         }
580     }
581   else
582     {
583       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
584          end of the loop.  */
585
586       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
587         {
588           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
589              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
590              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
591              unconditional jumps to an immediately following label.
592
593              This will be corrected below if the target of this jump is
594              not the start_label.  */
595
596           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
597           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
598         }
599       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
600         {
601           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
602              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
603              copy_loop_body.  */
604           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
605           copy_end = last_loop_insn;
606         }
607       else
608         {
609           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
610              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
611              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
612              jumps to after the last loop body.  */
613           if (loop_dump_stream)
614             fprintf (loop_dump_stream,
615                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
616           return;
617         }
618
619       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
620          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
621          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
622          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
623          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
624          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
625          the real exit label.  */
626       exit_label = gen_label_rtx ();
627
628       insn = loop_start;
629       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
630         insn = NEXT_INSN (insn);
631
632       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
633         {
634           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
635              Start copying the loop after the barrier following this
636              jump insn.  */
637           copy_start = NEXT_INSN (insn);
638
639           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
640              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
641              a comparison against a new register for a split variable, but
642              we did not execute the set insn for the new register because
643              it was skipped over.  */
644           splitting_not_safe = 1;
645           if (loop_dump_stream)
646             fprintf (loop_dump_stream,
647                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
648         }
649       else
650         copy_start = loop_start;
651     }
652
653   /* This should always be the first label in the loop.  */
654   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
655   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
656   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
657     start_label = NEXT_INSN (start_label);
658   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
659     {
660       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
661          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
662          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
663          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
664
665          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
666
667       if (loop_dump_stream)
668         fprintf (loop_dump_stream,
669                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
670       return;
671     }
672   if (LABEL_NAME (start_label))
673     {
674       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
675          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
676          jumps which go to the named label must be handled differently than
677          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
678          in this case.  */
679       if (loop_dump_stream)
680         fprintf (loop_dump_stream,
681                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
682       return;
683     }
684
685   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
686       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
687       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
688       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
689     {
690       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
691          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
692
693       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
694       copy_end = last_loop_insn;
695     }
696
697   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
698       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
699       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
700     {
701       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
702          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
703          branch to the loop exit after emitting the final branch.
704          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
705          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
706          unrolling would increase the number of branch instructions
707          executed.  */
708       if (loop_dump_stream)
709         fprintf (loop_dump_stream,
710                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
711       return;
712     }
713
714   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
715      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
716
717   max_labelno = max_label_num ();
718   max_insnno = get_max_uid ();
719
720   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
721      without initializing fields within the map structure.
722
723      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
724   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
725
726   /* Allocate the label map.  */
727
728   if (max_labelno > 0)
729     {
730       map->label_map = (rtx *) xmalloc (max_labelno * sizeof (rtx));
731
732       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
733     }
734
735   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
736      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
737      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
738      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
739      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
740      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
741
742   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
743     {
744       rtx note;
745
746       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
747         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
748       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
749         {
750           if (JUMP_LABEL (insn))
751             set_label_in_map (map,
752                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
753                               JUMP_LABEL (insn));
754           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
755                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
756             {
757               rtx pat = PATTERN (insn);
758               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
759               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
760               rtx label;
761
762               for (i = 0; i < len; i++)
763                 {
764                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
765                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
766                 }
767             }
768         }
769       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
770         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
771                           XEXP (note, 0));
772     }
773
774   /* Allocate space for the insn map.  */
775
776   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
777
778   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
779      not function inlining.  */
780   map->inline_target = 0;
781
782   /* The register and constant maps depend on the number of registers
783      present, so the final maps can't be created until after
784      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
785      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
786      is performed.  */
787
788   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
789   maxregnum = max_reg_num ();
790
791   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
792   max_local_regnum = maxregnum;
793
794   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
795      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
796      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
797
798      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
799      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
800      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
801
802   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
803   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
804   addr_combined_regs
805     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
806   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
807
808   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
809      inside the loop.  */
810   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
811     {
812       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
813       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
814
815       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
816          since it will also be used outside the loop.  */
817       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
818         copy_end_luid--;
819
820       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
821          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
822 #ifdef HAVE_cc0
823       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
824           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
825         copy_end_luid--;
826 #endif
827
828       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
829          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
830          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
831          to duplicate.  */
832       if (copy_start == loop_start)
833         copy_start_luid++;
834
835       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
836          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
837          results in better code.  */
838       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
839          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
840       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
841         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
842             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
843             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
844             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
845           {
846             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
847                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
848                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
849                for each unrolled copy of the loop.  */
850             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
851                set dominates all instructions from regno_first_uid to
852                regno_last_uid.  */
853             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
854                this check was more sophisticated.  */
855             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
856                                    copy_start, copy_end))
857               local_regno[r] = 1;
858
859             if (loop_dump_stream)
860               {
861                 if (local_regno[r])
862                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
863                 else
864                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
865                            r);
866               }
867           }
868     }
869
870   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
871      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
872      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
873      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
874      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
875
876   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
877      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
878      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
879      unrolled loop copies.  */
880
881   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
882      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
883      assumes that each induction variable can be represented as a function
884      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
885      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
886      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
887      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
888      we can not split induction variables here, because we can not calculate
889      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
890      is called.  */
891
892   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
893     {
894       rtx initial_value, final_value, increment;
895       enum machine_mode mode;
896
897       if (precondition_loop_p (loop,
898                                &initial_value, &final_value, &increment,
899                                &mode))
900         {
901           register rtx diff;
902           rtx *labels;
903           int abs_inc, neg_inc;
904
905           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
906
907           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
908                                    "unroll_loop_precondition");
909           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
910
911           init_reg_map (map, maxregnum);
912
913           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
914              the loop body.  */
915           if (unroll_number > 4)
916             unroll_number = 4;
917
918           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
919              not it is negative.  */
920           neg_inc = 0;
921           abs_inc = INTVAL (increment);
922           if (abs_inc < 0)
923             {
924               abs_inc = -abs_inc;
925               neg_inc = 1;
926             }
927
928           start_sequence ();
929
930           /* Calculate the difference between the final and initial values.
931              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
932              Let the following cse pass simplify this if initial value is
933              a constant.
934
935              We must copy the final and initial values here to avoid
936              improperly shared rtl.  */
937
938           diff = expand_simple_binop (mode, MINUS, copy_rtx (final_value),
939                                       copy_rtx (initial_value), NULL_RTX, 0,
940                                       OPTAB_LIB_WIDEN);
941
942           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
943              and instruction.  */
944           diff = expand_simple_binop (GET_MODE (diff), AND, diff,
945                                       GEN_INT (unroll_number * abs_inc - 1),
946                                       NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
947
948           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
949              loop entry point.  */
950
951           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
952           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
953             labels[i] = gen_label_rtx ();
954
955           /* Check for the case where the initial value is greater than or
956              equal to the final value.  In that case, we want to execute
957              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
958              case.  This check does not apply if the loop has a NE
959              comparison at the end.  */
960
961           if (loop_info->comparison_code != NE)
962             {
963               emit_cmp_and_jump_insns (initial_value, final_value,
964                                        neg_inc ? LE : GE,
965                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[1]);
966               predict_insn_def (get_last_insn (), PRED_LOOP_CONDITION, NOT_TAKEN);
967               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[1];
968               LABEL_NUSES (labels[1])++;
969             }
970
971           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
972              for a negative increment:  for a positive increment:
973              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
974              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
975              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
976              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
977
978           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
979              last case just falls through to the following code.  */
980
981           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
982              instead of the current linear list of branches.  */
983
984           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
985             {
986               int cmp_const;
987               enum rtx_code cmp_code;
988
989               /* For negative increments, must invert the constant compared
990                  against, except when comparing against zero.  */
991               if (i == 0)
992                 {
993                   cmp_const = 0;
994                   cmp_code = EQ;
995                 }
996               else if (neg_inc)
997                 {
998                   cmp_const = unroll_number - i;
999                   cmp_code = GE;
1000                 }
1001               else
1002                 {
1003                   cmp_const = i;
1004                   cmp_code = LE;
1005                 }
1006
1007               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (abs_inc * cmp_const),
1008                                        cmp_code, NULL_RTX, mode, 0, 0,
1009                                        labels[i]);
1010               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[i];
1011               LABEL_NUSES (labels[i])++;
1012               predict_insn (get_last_insn (), PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1013                             REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1014             }
1015
1016           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1017              to handle other cases equivalent to 0.  */
1018
1019           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1020              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1021              For the negative increment case, the branch here could easily
1022              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1023              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1024
1025           if (abs_inc != 1)
1026             {
1027               int cmp_const;
1028               enum rtx_code cmp_code;
1029
1030               if (neg_inc)
1031                 {
1032                   cmp_const = abs_inc - 1;
1033                   cmp_code = LE;
1034                 }
1035               else
1036                 {
1037                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1038                   cmp_code = GE;
1039                 }
1040
1041               emit_cmp_and_jump_insns (diff, GEN_INT (cmp_const), cmp_code,
1042                                        NULL_RTX, mode, 0, 0, labels[0]);
1043               JUMP_LABEL (get_last_insn ()) = labels[0];
1044               LABEL_NUSES (labels[0])++;
1045             }
1046
1047           sequence = gen_sequence ();
1048           end_sequence ();
1049           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1050
1051           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1052              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1053              and then reset it inside the loop when get to the last
1054              copy.  */
1055
1056           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1057             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1058           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1059             {
1060               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1061 #ifdef HAVE_cc0
1062               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1063                  we do not want to copy.  */
1064               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1065                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1066 #endif
1067             }
1068           else
1069             abort ();
1070
1071           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1072             {
1073               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1074                                 PREV_INSN (loop_start));
1075
1076               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1077               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1078                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1079                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1080               map->const_age = 0;
1081
1082               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1083                 if (local_label[j])
1084                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1085
1086               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1087                 if (local_regno[r])
1088                   {
1089                     map->reg_map[r]
1090                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1091                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1092                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1093                   }
1094               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1095                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1096                  branch.  */
1097
1098               if (i == unroll_number - 1)
1099                 {
1100                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1101                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1102                   else
1103                     copy_end = last_loop_insn;
1104                 }
1105
1106               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1107                  pass zero for that parameter.  */
1108               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1109                               unroll_type, start_label, loop_end,
1110                               loop_start, copy_end);
1111             }
1112           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1113
1114           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1115             {
1116               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1117               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1118             }
1119           else
1120             {
1121               insert_before = last_loop_insn;
1122 #ifdef HAVE_cc0
1123               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1124                  be a compare instruction which we do not want to copy
1125                  or delete.  */
1126               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1127                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1128 #endif
1129               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1130             }
1131
1132           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1133           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1134           loop_preconditioned = 1;
1135
1136           /* Clean up.  */
1137           free (labels);
1138         }
1139     }
1140
1141   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1142      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1143   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_unroll_all_loops)
1144     {
1145       if (loop_dump_stream)
1146         fprintf (loop_dump_stream,
1147                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1148       goto egress;
1149     }
1150
1151   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1152
1153   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1154   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1155
1156   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1157      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1158      We precalculate and save this info here, since computing it is
1159      expensive.
1160
1161      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1162      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1163
1164   if (splitting_not_safe)
1165     temp = 0;
1166   else
1167     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1168
1169   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1170      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1171      the constant maps also.  */
1172
1173   maxregnum = max_reg_num ();
1174   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1175
1176   init_reg_map (map, maxregnum);
1177
1178   if (map->const_equiv_varray == 0)
1179     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1180                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1181                              "unroll_loop");
1182   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1183
1184   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1185      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1186
1187   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1188     {
1189       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1190         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1191 #if 0
1192       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1193       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1194         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1195           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1196 #endif
1197     }
1198
1199   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1200   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1201   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1202
1203   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1204      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1205      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1206      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1207      will never be replaced if it isn't done here.  */
1208
1209   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1210     {
1211       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1212       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1213         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1214     }
1215
1216   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1217      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1218      before the end of the loop.  */
1219
1220   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1221     {
1222       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1223       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1224               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1225       map->const_age = 0;
1226
1227       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1228         if (local_label[j])
1229           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1230
1231       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1232         if (local_regno[r])
1233           {
1234             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1235             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1236                                regno_reg_rtx[r], 0);
1237           }
1238
1239       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1240          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1241       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1242         {
1243           insn = PREV_INSN (copy_start);
1244           pattern = PATTERN (insn);
1245
1246           tem = get_label_from_map (map,
1247                                     CODE_LABEL_NUMBER
1248                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1249           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1250
1251           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1252              passes.  */
1253           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1254           LABEL_NUSES (tem)++;
1255         }
1256
1257       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1258                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1259                       loop_end, insert_before, insert_before);
1260     }
1261
1262   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1263      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1264      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1265
1266   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1267      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1268      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1269      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1270
1271   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1272     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1273   else
1274     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1275
1276   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1277      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1278
1279   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1280   while (insn != safety_label)
1281     {
1282       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1283          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1284          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1285          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1286          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1287          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1288          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1289       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1290       if (insn != start_label
1291           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1292           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1293                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1294         insn = delete_related_insns (insn);
1295       else
1296         insn = NEXT_INSN (insn);
1297     }
1298
1299   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1300      delete_related_insns calls.  */
1301   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1302     abort ();
1303   delete_related_insns (safety_label);
1304
1305   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1306      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1307      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1308      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1309      not taken.  */
1310   if (exit_label)
1311     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1312
1313  egress:
1314   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1315     {
1316       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1317       if (loop->vtop)
1318         delete_related_insns (loop->vtop);
1319       if (loop->cont)
1320         delete_related_insns (loop->cont);
1321       if (loop_start)
1322         delete_related_insns (loop_start);
1323       if (loop_end)
1324         delete_related_insns (loop_end);
1325     }
1326
1327   if (map->const_equiv_varray)
1328     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1329   if (map->label_map)
1330     {
1331       free (map->label_map);
1332       free (local_label);
1333     }
1334   free (map->insn_map);
1335   free (splittable_regs);
1336   free (splittable_regs_updates);
1337   free (addr_combined_regs);
1338   free (local_regno);
1339   if (map->reg_map)
1340     free (map->reg_map);
1341   free (map);
1342 }
1343 \f
1344 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1345    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1346
1347    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1348    determined, and if increment is a constant power of 2.
1349    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1350    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1351    is not considered `profitable'.  */
1352
1353 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1354    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1355    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1356    whether divide is cheap.
1357    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1358    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1359    reflected in RTX_COST.  */
1360
1361 int
1362 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1363      const struct loop *loop;
1364      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1365      enum machine_mode *mode;
1366 {
1367   rtx loop_start = loop->start;
1368   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1369
1370   if (loop_info->n_iterations > 0)
1371     {
1372       *initial_value = const0_rtx;
1373       *increment = const1_rtx;
1374       *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1375       *mode = word_mode;
1376
1377       if (loop_dump_stream)
1378         {
1379           fputs ("Preconditioning: Success, number of iterations known, ",
1380                  loop_dump_stream);
1381           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1382                    loop_info->n_iterations);
1383           fputs (".\n", loop_dump_stream);
1384         }
1385       return 1;
1386     }
1387
1388   if (loop_info->iteration_var == 0)
1389     {
1390       if (loop_dump_stream)
1391         fprintf (loop_dump_stream,
1392                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1393       return 0;
1394     }
1395   else if (loop_info->initial_value == 0)
1396     {
1397       if (loop_dump_stream)
1398         fprintf (loop_dump_stream,
1399                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1400       return 0;
1401     }
1402   else if (loop_info->increment == 0)
1403     {
1404       if (loop_dump_stream)
1405         fprintf (loop_dump_stream,
1406                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1407       return 0;
1408     }
1409   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1410     {
1411       if (loop_dump_stream)
1412         fprintf (loop_dump_stream,
1413                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1414       return 0;
1415     }
1416   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1417            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1418     {
1419       if (loop_dump_stream)
1420         fprintf (loop_dump_stream,
1421                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1422       return 0;
1423     }
1424
1425   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1426      not matter for preconditioning.  */
1427
1428   if (loop_info->final_value == 0)
1429     {
1430       if (loop_dump_stream)
1431         fprintf (loop_dump_stream,
1432                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1433       return 0;
1434     }
1435
1436   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1437      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1438      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1439      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1440      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1441   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1442        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1443       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1444           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1445       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1446     {
1447       if (loop_dump_stream)
1448         fprintf (loop_dump_stream,
1449                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1450       return 0;
1451     }
1452
1453   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1454      does not have code to deal with them.  */
1455   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1456       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1457     {
1458       if (loop_dump_stream)
1459         fprintf (loop_dump_stream,
1460                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1461       return 0;
1462     }
1463
1464   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1465      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1466
1467   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1468       > INSN_LUID (loop_start))
1469     {
1470       if (loop_dump_stream)
1471         fprintf (loop_dump_stream,
1472                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1473       return 0;
1474     }
1475
1476   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1477      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1478      iterations just like for BIV iterators.
1479
1480      Also note that the absolute values of initial_value and
1481      final_value are unimportant as only their difference is used for
1482      calculating the number of loop iterations.  */
1483   *initial_value = loop_info->initial_value;
1484   *increment = loop_info->increment;
1485   *final_value = loop_info->final_value;
1486
1487   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1488      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1489      both are constants.  */
1490   *mode = GET_MODE (*final_value);
1491   if (*mode == VOIDmode)
1492     {
1493       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1494       if (*mode == VOIDmode)
1495         *mode = word_mode;
1496     }
1497   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1498            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1499                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1500     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1501
1502   /* Success!  */
1503   if (loop_dump_stream)
1504     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1505   return 1;
1506 }
1507
1508 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1509    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1510    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1511    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1512    used with different
1513    modes.  */
1514
1515 static void
1516 init_reg_map (map, maxregnum)
1517      struct inline_remap *map;
1518      int maxregnum;
1519 {
1520   int i;
1521
1522   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1523     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1524   /* Just clear the rest of the entries.  */
1525   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1526     map->reg_map[i] = 0;
1527
1528   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1529     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1530   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1531     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1532 }
1533 \f
1534 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1535    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1536    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1537    verifying that all operands are of the proper form.
1538
1539    PATTERN must be the result of single_set.
1540    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1541
1542 static rtx
1543 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1544      rtx pattern, src_insn;
1545      unsigned int regno;
1546 {
1547   rtx increment;
1548   rtx increment_total = 0;
1549   int tries = 0;
1550
1551  retry:
1552   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1553      as the set source.  */
1554   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1555     {
1556       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1557          to the new_reg.  */
1558       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1559       pattern = PATTERN (src_insn);
1560       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1561         abort ();
1562
1563       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1564          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1565       delete_related_insns (get_last_insn ());
1566     }
1567
1568   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1569   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1570   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1571     {
1572       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1573          too big to be an add immed operand.  */
1574       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1575       increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1576
1577       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1578          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1579          one of the LO_SUM rtx.  */
1580       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1581         increment = XEXP (increment, 1);
1582
1583       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1584          note to the store insn.  */
1585       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1586         {
1587           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1588           if (note)
1589             increment = XEXP (note, 0);
1590         }
1591
1592       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1593                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1594                || GET_CODE (increment) == PLUS)
1595         {
1596           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1597              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.  */
1598           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1599           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1600
1601           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1602           increment = SET_SRC (PATTERN (src_insn));
1603           /* Don't need the last insn anymore.  */
1604           delete_related_insns (get_last_insn ());
1605
1606           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1607               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1608             abort ();
1609
1610           if (code == IOR)
1611             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1612           else if (code == PLUS)
1613             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1614           else
1615             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1616         }
1617
1618       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1619         abort ();
1620
1621       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1622          so delete it.  */
1623       delete_related_insns (get_last_insn ());
1624     }
1625
1626   if (increment_total)
1627     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1628   else
1629     increment_total = increment;
1630
1631   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1632      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1633   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1634       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1635     {
1636       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1637          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1638          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1639
1640       if (tries == 0)
1641         {
1642           tries++;
1643
1644           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1645           pattern = PATTERN (src_insn);
1646
1647           delete_related_insns (get_last_insn ());
1648
1649           goto retry;
1650         }
1651
1652       abort ();
1653     }
1654
1655   return increment_total;
1656 }
1657
1658 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1659    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1660    the reg_map entries can change during copying.  */
1661
1662 static rtx
1663 initial_reg_note_copy (notes, map)
1664      rtx notes;
1665      struct inline_remap *map;
1666 {
1667   rtx copy;
1668
1669   if (notes == 0)
1670     return 0;
1671
1672   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1673   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1674
1675   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1676     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1677   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1678     /* Don't substitute for these yet.  */
1679     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1680   else
1681     abort ();
1682
1683   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1684
1685   return copy;
1686 }
1687
1688 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1689
1690 static void
1691 final_reg_note_copy (notesp, map)
1692      rtx *notesp;
1693      struct inline_remap *map;
1694 {
1695   while (*notesp)
1696     {
1697       rtx note = *notesp;
1698       
1699       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1700         {
1701           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1702              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1703              note.  */
1704           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1705             {
1706               *notesp = XEXP (note, 1);
1707               continue;
1708             }
1709           else
1710             {
1711               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1712
1713               /* If we failed to remap the note, something is awry.  */
1714               if (!insn)
1715                 abort ();
1716
1717               XEXP (note, 0) = insn;
1718             }
1719         }
1720
1721       notesp = &XEXP (note, 1);
1722     }
1723 }
1724
1725 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1726    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1727
1728 static void
1729 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1730                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1731                 copy_notes_from)
1732      struct loop *loop;
1733      rtx copy_start, copy_end;
1734      struct inline_remap *map;
1735      rtx exit_label;
1736      int last_iteration;
1737      enum unroll_types unroll_type;
1738      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1739 {
1740   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1741   rtx insn, pattern;
1742   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1743   int dest_reg_was_split, i;
1744 #ifdef HAVE_cc0
1745   rtx cc0_insn = 0;
1746 #endif
1747   rtx final_label = 0;
1748   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1749
1750   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1751      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1752      after the end of this loop body if it was ever used.
1753
1754      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1755      to itself.  */
1756   if (! last_iteration)
1757     {
1758       final_label = gen_label_rtx ();
1759       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1760     }
1761   else
1762     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1763
1764   start_sequence ();
1765
1766   /* Emit a NOTE_INSN_DELETED to force at least two insns onto the sequence.
1767      Else gen_sequence could return a raw pattern for a jump which we pass
1768      off to emit_insn_before (instead of emit_jump_insn_before) which causes
1769      a variety of losing behaviors later.  */
1770   emit_note (0, NOTE_INSN_DELETED);
1771
1772   insn = copy_start;
1773   do
1774     {
1775       insn = NEXT_INSN (insn);
1776
1777       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1778
1779       switch (GET_CODE (insn))
1780         {
1781         case INSN:
1782           pattern = PATTERN (insn);
1783           copy = 0;
1784           giv_inc = 0;
1785
1786           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1787              some split address givs.  (Combined in the sense that
1788              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1789              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1790              find the address givs.  Then split the address givs.
1791              Do this before splitting the giv, since that may map the
1792              SET_DEST to a new register.  */
1793
1794           if ((set = single_set (insn))
1795               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1796               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1797             {
1798               struct iv_class *bl;
1799               struct induction *v, *tv;
1800               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1801
1802               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1803               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1804
1805               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1806                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1807                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1808                  we might accidentally delete insns generated immediately
1809                  below by emit_unrolled_add.  */
1810
1811               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1812
1813               /* Now find all address giv's that were combined with this
1814                  giv 'v'.  */
1815               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1816                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1817                   {
1818                     int this_giv_inc;
1819
1820                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1821                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1822                       continue;
1823
1824                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1825                        the two givs are different.  */
1826                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1827                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1828                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1829                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1830
1831                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1832                     *tv->location = tv->dest_reg;
1833
1834                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1835                       {
1836                         /* Must emit an insn to increment the split address
1837                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1838                            was a constant eliminated from the address.  */
1839                         rtx value, dest_reg;
1840
1841                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1842                            or else a register plus a constant.  */
1843                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1844                           dest_reg = tv->dest_reg;
1845                         else
1846                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1847
1848                         /* Check for shared address givs, and avoid
1849                            incrementing the shared pseudo reg more than
1850                            once.  */
1851                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1852                           {
1853                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1854                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1855                                to add the const_adjust amount before calling
1856                                emit_unrolled_add below.  */
1857                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1858                                                    tv->const_adjust);
1859
1860                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1861                               {
1862                                 /* The constant could be too large for an add
1863                                    immediate, so can't directly emit an insn
1864                                    here.  */
1865                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1866                                                    XEXP (value, 1));
1867                               }
1868                           }
1869
1870                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1871                            it is used after the set we have just emitted.
1872                            We must subtract the const_adjust factor added in
1873                            above.  */
1874                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1875                                                       -tv->const_adjust);
1876                         *tv->location = tv->dest_reg;
1877                       }
1878                   }
1879             }
1880
1881           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1882              how to split the variable, create a new set based on this split,
1883              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1884              use the new split variable.  */
1885
1886           dest_reg_was_split = 0;
1887
1888           if ((set = single_set (insn))
1889               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1890               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1891             {
1892               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1893               unsigned int src_regno;
1894
1895               dest_reg_was_split = 1;
1896
1897               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1898               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1899               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1900                  already computed above.  */
1901               if (giv_inc == 0)
1902                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1903
1904               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1905
1906               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1907                 {
1908                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1909                      variable to a known constant value.  */
1910
1911                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1912                      value, so we must use plus_constant here.  */
1913                   splittable_regs[regno]
1914                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1915                                      INTVAL (giv_inc));
1916
1917                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1918                     {
1919                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1920                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1921                     }
1922                   else
1923                     {
1924                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1925                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1926                          variable.  */
1927                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1928                       giv_inc = const0_rtx;
1929                     }
1930                 }
1931               else
1932                 {
1933                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1934                      register for the iteration variable, and set it to
1935                      be a constant plus the original register.  Except
1936                      on the last iteration, when the result has to
1937                      go back into the original iteration var register.  */
1938
1939                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1940                      when split.  This happens for bivs which need their
1941                      final value set before loop entry.  The new register
1942                      for the biv was stored in the biv's first struct
1943                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1944
1945                   if (regno < ivs->n_regs
1946                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1947                     {
1948                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1949                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1950                     }
1951
1952 #if 0
1953                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1954                      this would have to remap those givs also.  See
1955                      find_splittable_regs.  */
1956 #endif
1957
1958                   splittable_regs[regno]
1959                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1960                                            giv_inc,
1961                                            splittable_regs[src_regno]);
1962                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1963
1964                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1965                      of this insn to a new register, and setting its
1966                      reg_map entry to point to this new register.
1967
1968                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1969                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1970                      to ensure that the iv will have the proper value when
1971                      the loop exits or repeats.
1972
1973                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1974                      because it can only be greater than one if all
1975                      instructions modifying the iv are always executed in
1976                      order.  */
1977
1978                   if (! last_iteration
1979                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1980                     {
1981                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1982                       giv_dest_reg = tem;
1983                       map->reg_map[regno] = tem;
1984                       record_base_value (REGNO (tem),
1985                                          giv_inc == const0_rtx
1986                                          ? giv_src_reg
1987                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1988                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1989                                          1);
1990                     }
1991                   else
1992                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1993                 }
1994
1995               /* The constant being added could be too large for an add
1996                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
1997               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
1998               copy = get_last_insn ();
1999               pattern = PATTERN (copy);
2000             }
2001           else
2002             {
2003               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2004               copy = emit_insn (pattern);
2005             }
2006           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2007
2008 #ifdef HAVE_cc0
2009           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2010              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2011              In that case, the call to recog via validate_change will
2012              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2013              do it when we emit the following insn.
2014
2015              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2016              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2017              following branch insn to see which what kind of compare to
2018              emit.
2019
2020              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2021              well.  */
2022           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2023             cc0_insn = copy;
2024           else
2025             {
2026               if (cc0_insn)
2027                 try_constants (cc0_insn, map);
2028               cc0_insn = 0;
2029               try_constants (copy, map);
2030             }
2031 #else
2032           try_constants (copy, map);
2033 #endif
2034
2035           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2036              know there are no backward branches across iteration variable
2037              settings which would invalidate this.  */
2038           if (dest_reg_was_split)
2039             {
2040               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2041
2042               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2043                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2044                       == map->const_age))
2045                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2046             }
2047           break;
2048
2049         case JUMP_INSN:
2050           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2051           copy = emit_jump_insn (pattern);
2052           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2053
2054           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2055               && ! last_iteration)
2056             {
2057               /* Update JUMP_LABEL make invert_jump work correctly.  */
2058               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2059                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2060                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2061               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2062
2063               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2064                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2065                  In this case, we want to change the original fall through
2066                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2067                  original jump label case to fall_through.  */
2068
2069               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2070                 {
2071                   rtx jmp;
2072                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2073                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2074                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2075                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2076                      that.  */
2077                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2078                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2079                   emit_label_after (lab, jmp);
2080                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2081                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2082                     abort ();
2083                 }
2084             }
2085
2086 #ifdef HAVE_cc0
2087           if (cc0_insn)
2088             try_constants (cc0_insn, map);
2089           cc0_insn = 0;
2090 #endif
2091           try_constants (copy, map);
2092
2093           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2094              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2095           if (JUMP_LABEL (insn))
2096             {
2097               rtx label = 0;
2098
2099               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2100                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2101               if ((set = single_set (copy)))
2102                 {
2103                   tem = SET_SRC (set);
2104                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2105                     label = XEXP (tem, 0);
2106                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2107                     {
2108                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2109                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2110                       else
2111                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2112                     }
2113                 }
2114
2115               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2116                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2117               else
2118                 {
2119                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2120                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2121                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2122                   JUMP_LABEL (copy)
2123                     = get_label_from_map (map,
2124                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2125                 }
2126
2127               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2128                  use count so that the label will not be deleted when the
2129                  original jump is deleted.  */
2130               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2131             }
2132           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2133                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2134             {
2135               rtx pat = PATTERN (copy);
2136               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2137               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2138               int i;
2139
2140               for (i = 0; i < len; i++)
2141                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2142             }
2143
2144           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2145              direction is now known, we must do something special.  */
2146           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2147             {
2148 #ifdef HAVE_cc0
2149               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2150               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2151                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2152 #endif
2153
2154               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2155               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2156                 {
2157                   delete_insn (copy);
2158                   copy = 0;
2159                 }
2160               else
2161                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2162                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2163                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2164                 emit_barrier ();
2165             }
2166           break;
2167
2168         case CALL_INSN:
2169           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2170           copy = emit_call_insn (pattern);
2171           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2172
2173           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2174              than hard registers, we need to copy it.  */
2175           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2176             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2177                                        map, 0);
2178
2179 #ifdef HAVE_cc0
2180           if (cc0_insn)
2181             try_constants (cc0_insn, map);
2182           cc0_insn = 0;
2183 #endif
2184           try_constants (copy, map);
2185
2186           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2187           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2188             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2189           break;
2190
2191         case CODE_LABEL:
2192           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2193              copy of this label since no one will use it.  */
2194
2195           if (insn != start_label)
2196             {
2197               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2198                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2199               map->const_age++;
2200             }
2201           break;
2202
2203         case BARRIER:
2204           copy = emit_barrier ();
2205           break;
2206
2207         case NOTE:
2208           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2209              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2210           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2211              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2212              this new block.  */
2213
2214           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2215               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2216               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2217               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2218                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2219                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2220             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2221                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2222           else
2223             copy = 0;
2224           break;
2225
2226         default:
2227           abort ();
2228         }
2229
2230       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2231     }
2232   while (insn != copy_end);
2233
2234   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2235   insn = copy_start;
2236   do
2237     {
2238       insn = NEXT_INSN (insn);
2239       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2240            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2241           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2242         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2243     }
2244   while (insn != copy_end);
2245
2246   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2247      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2248      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2249      iteration, because the original notes won't be deleted.
2250
2251      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2252      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2253      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2254      copy) when not from preconditioning code.  */
2255
2256   if (! last_iteration)
2257     {
2258       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2259         {
2260           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2261              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2262              There is no need to test for NOTE_INSN_LOOP_CONT notes
2263              here, since COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2264              instructions before the last insn in the loop, and if the
2265              end test is that short, there will be a VTOP note between
2266              the CONT note and the test.  */
2267           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2268               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2269               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2270               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
2271             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2272         }
2273     }
2274
2275   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2276     emit_label (final_label);
2277
2278   tem = gen_sequence ();
2279   end_sequence ();
2280   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2281 }
2282 \f
2283 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2284    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2285    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2286
2287 void
2288 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2289      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2290 {
2291   rtx result;
2292
2293   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2294                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2295
2296   if (dest_reg != result)
2297     emit_move_insn (dest_reg, result);
2298 }
2299 \f
2300 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2301    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2302    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2303
2304 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2305    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2306    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2307
2308 int
2309 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2310      const struct loop *loop;
2311      rtx insn;
2312 {
2313   rtx p, q, target_insn;
2314   rtx loop_start = loop->start;
2315   rtx loop_end = loop->end;
2316   rtx orig_loop_end = loop->end;
2317
2318   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2319   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2320   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2321     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2322
2323   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2324      deleted insn following it.  */
2325   while (INSN_DELETED_P (insn))
2326     insn = NEXT_INSN (insn);
2327
2328   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2329      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2330      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2331   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2332     return 0;
2333
2334   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2335     {
2336       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2337         {
2338           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2339
2340           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2341              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2342              since insn may not have an LUID entry.  */
2343           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2344             if (q == target_insn)
2345               return 1;
2346         }
2347     }
2348
2349   return 0;
2350 }
2351
2352 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2353    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2354    value of giv's.  */
2355
2356 static rtx
2357 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2358      rtx mult1, mult2, add1;
2359      enum machine_mode mode;
2360 {
2361   rtx temp, mult_res;
2362   rtx result;
2363
2364   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2365      check to make sure.  */
2366   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2367       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2368       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2369     abort ();
2370
2371   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2372      will be a constant.  */
2373   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2374     {
2375       temp = mult2;
2376       mult2 = mult1;
2377       mult1 = temp;
2378     }
2379
2380   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2381   if (! mult_res)
2382     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2383
2384   /* Again, put the constant second.  */
2385   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2386     {
2387       temp = add1;
2388       add1 = mult_res;
2389       mult_res = temp;
2390     }
2391
2392   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2393   if (! result)
2394     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2395
2396   return result;
2397 }
2398
2399 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2400    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2401
2402    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2403    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2404
2405 rtx
2406 biv_total_increment (bl)
2407      const struct iv_class *bl;
2408 {
2409   struct induction *v;
2410   rtx result;
2411
2412   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2413      instruction must be executed only once each time through the loop.
2414      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2415      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2416      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2417      an increment).  */
2418
2419   result = const0_rtx;
2420   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2421     {
2422       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2423           && ! v->maybe_multiple)
2424         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2425       else
2426         return 0;
2427     }
2428
2429   return result;
2430 }
2431
2432 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2433    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2434    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2435    in the splittable_regs array.
2436
2437    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2438    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2439    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2440    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2441    value of the induction variable and the value the induction variable had
2442    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2443
2444    Returns the total number of instructions that set registers that are
2445    splittable.  */
2446
2447 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2448    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2449    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2450    should not involve a multiply however.  */
2451
2452 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2453    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2454    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2455
2456 static int
2457 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2458      const struct loop *loop;
2459      enum unroll_types unroll_type;
2460      int unroll_number;
2461 {
2462   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2463   struct iv_class *bl;
2464   struct induction *v;
2465   rtx increment, tem;
2466   rtx biv_final_value;
2467   int biv_splittable;
2468   int result = 0;
2469
2470   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2471     {
2472       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2473          otherwise we can not calculate the split values.  */
2474
2475       increment = biv_total_increment (bl);
2476       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2477         continue;
2478
2479       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2480          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2481          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2482          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2483          value on loop exit.  */
2484
2485       /* loop_number_exit_count is non-zero if the loop has an exit other than
2486          a fall through at the end.  */
2487
2488       biv_splittable = 1;
2489       biv_final_value = 0;
2490       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2491           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2492           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2493               || ! bl->init_insn
2494               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2495               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2496                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2497               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2498           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2499         biv_splittable = 0;
2500
2501       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2502          PLUS, we don't know how to split it.  */
2503       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2504         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2505             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2506             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2507             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2508           biv_splittable = 0;
2509
2510       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2511          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2512          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2513          biv's value in their initialization code.  */
2514
2515       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2516          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2517
2518       if (biv_splittable == 1)
2519         {
2520           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2521             {
2522               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2523                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2524                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2525                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2526
2527               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2528                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2529                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2530                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2531                 {
2532                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2533
2534                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2535                   loop_insn_hoist (loop, 
2536                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2537
2538                   if (loop_dump_stream)
2539                     fprintf (loop_dump_stream,
2540                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2541                              bl->regno, REGNO (tem));
2542
2543                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2544                 }
2545               else
2546                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2547             }
2548           else
2549             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2550
2551           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2552              we can treat the last one specially.  */
2553
2554           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2555           result += bl->biv_count;
2556
2557           if (loop_dump_stream)
2558             fprintf (loop_dump_stream,
2559                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2560         }
2561
2562       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2563          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2564          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2565          loop, and the givs aren't.  */
2566
2567       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2568                                       unroll_number);
2569
2570       /* If final value is non-zero, then must emit an instruction which sets
2571          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2572          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2573          biv's value in their initialization code.  */
2574       if (biv_final_value)
2575         {
2576           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2577              loop to ensure that it will always be executed no matter
2578              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2579              since this is slightly more efficient.  */
2580           if (! loop->exit_count)
2581             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2582                                                  biv_final_value));
2583           else
2584             {
2585               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2586                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2587                  is set to its final value before loop start to ensure that
2588                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2589                  exits.  */
2590               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2591               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2592
2593               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2594               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2595                                                     biv_final_value));
2596
2597               if (loop_dump_stream)
2598                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2599                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2600
2601               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2602                  register.  */
2603               bl->biv->src_reg = tem;
2604             }
2605         }
2606     }
2607   return result;
2608 }
2609
2610 /* Return 1 if the first and last unrolled copy of the address giv V is valid
2611    for the instruction that is using it.  Do not make any changes to that
2612    instruction.  */
2613
2614 static int
2615 verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number)
2616      struct induction *v;
2617      rtx giv_inc;
2618      int unroll_number;
2619 {
2620   int ret = 1;
2621   rtx orig_addr = *v->location;
2622   rtx last_addr = plus_constant (v->dest_reg,
2623                                  INTVAL (giv_inc) * (unroll_number - 1));
2624
2625   /* First check to see if either address would fail.   Handle the fact
2626      that we have may have a match_dup.  */
2627   if (! validate_replace_rtx (*v->location, v->dest_reg, v->insn)
2628       || ! validate_replace_rtx (*v->location, last_addr, v->insn))
2629     ret = 0;
2630
2631   /* Now put things back the way they were before.  This should always
2632    succeed.  */
2633   if (! validate_replace_rtx (*v->location, orig_addr, v->insn))
2634     abort ();
2635
2636   return ret;
2637 }
2638
2639 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2640    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2641
2642    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2643
2644 static int
2645 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2646      const struct loop *loop;
2647      struct iv_class *bl;
2648      enum unroll_types unroll_type;
2649      rtx increment;
2650      int unroll_number;
2651 {
2652   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2653   struct induction *v, *v2;
2654   rtx final_value;
2655   rtx tem;
2656   int result = 0;
2657
2658   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2659      multiple identical givs in the same insn.  */
2660   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2661     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2662       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2663           && ! v2->same_insn)
2664         v2->same_insn = v;
2665
2666   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2667     {
2668       rtx giv_inc, value;
2669
2670       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2671          being completely unrolled.  */
2672       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2673         continue;
2674
2675       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2676          and only once on every iteration of the loop.  */
2677       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2678          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2679          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2680          won't reach here if they aren't.  */
2681       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2682           && (! v->always_computable
2683               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2684         continue;
2685
2686       /* The giv increment value must be a constant.  */
2687       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2688                                    v->mode);
2689       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2690         continue;
2691
2692       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2693          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2694          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2695          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2696          proper value on loop exit.  */
2697
2698       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2699          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2700          DEST_ADDR giv.  */
2701
2702       final_value = 0;
2703       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2704           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2705           && v->giv_type != DEST_ADDR
2706           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2707              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2708              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2709           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2710               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2711                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2712                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2713                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2714                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2715                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2716                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2717               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2718               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2719                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2720           && ! (final_value = v->final_value))
2721         continue;
2722
2723 #if 0
2724       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2725       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2726          code below does.  */
2727
2728       /* If the final value is non-zero, and the giv has not been reduced,
2729          then must emit an instruction to set the final value.  */
2730       if (final_value && !v->new_reg)
2731         {
2732           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2733              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2734              to its final value before loop start to ensure that this insn
2735              will always be executed, no matter how we exit.  */
2736           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2737           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2738           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2739
2740           if (loop_dump_stream)
2741             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2742                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2743
2744           v->src_reg = tem;
2745         }
2746 #endif
2747
2748       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2749          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2750
2751       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2752         {
2753           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2754              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2755              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2756              be set, so then we do exactly the same thing as
2757              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2758           rtx biv_initial_value;
2759
2760           if (splittable_regs[bl->regno])
2761             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2762           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2763                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2764                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2765             biv_initial_value = bl->initial_value;
2766           else
2767             {
2768               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2769
2770               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2771               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2772               biv_initial_value = tem;
2773             }
2774           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2775           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2776                                      v->add_val, v->mode);
2777         }
2778       else
2779         value = const0_rtx;
2780
2781       if (v->new_reg)
2782         {
2783           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2784              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2785              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2786              case.  */
2787           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2788             {
2789               if (loop_dump_stream)
2790                 fprintf (loop_dump_stream,
2791                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2792               continue;
2793             }
2794           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2795              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2796           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2797             {
2798               /* If value is not a constant, register, or register plus
2799                  constant, then compute its value into a register before
2800                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2801                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2802                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2803                  is going before the loop start.  */
2804               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2805                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2806                   && GET_CODE (value) != REG
2807                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2808                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2809                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2810                 {
2811                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2812                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2813                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2814                                           v->add_val, tem);
2815                   value = tem;
2816                 }
2817
2818               splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
2819             }
2820           else
2821             {
2822               /* Splitting address givs is useful since it will often allow us
2823                  to eliminate some increment insns for the base giv as
2824                  unnecessary.  */
2825
2826               /* If the addr giv is combined with a dest_reg giv, then all
2827                  references to that dest reg will be remapped, which is NOT
2828                  what we want for split addr regs. We always create a new
2829                  register for the split addr giv, just to be safe.  */
2830
2831               /* If we have multiple identical address givs within a
2832                  single instruction, then use a single pseudo reg for
2833                  both.  This is necessary in case one is a match_dup
2834                  of the other.  */
2835
2836               v->const_adjust = 0;
2837
2838               if (v->same_insn)
2839                 {
2840                   v->dest_reg = v->same_insn->dest_reg;
2841                   if (loop_dump_stream)
2842                     fprintf (loop_dump_stream,
2843                              "Sharing address givs in insn %d\n",
2844                              INSN_UID (v->insn));
2845                 }
2846               /* If multiple address GIVs have been combined with the
2847                  same dest_reg GIV, do not create a new register for
2848                  each.  */
2849               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2850                        && v->giv_type == DEST_ADDR
2851                        && v->same && v->same->giv_type == DEST_ADDR
2852                        && v->same->unrolled
2853                        /* combine_givs_p may return true for some cases
2854                           where the add and mult values are not equal.
2855                           To share a register here, the values must be
2856                           equal.  */
2857                        && rtx_equal_p (v->same->mult_val, v->mult_val)
2858                        && rtx_equal_p (v->same->add_val, v->add_val)
2859                        /* If the memory references have different modes,
2860                           then the address may not be valid and we must
2861                           not share registers.  */
2862                        && verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2863                 {
2864                   v->dest_reg = v->same->dest_reg;
2865                   v->shared = 1;
2866                 }
2867               else if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
2868                 {
2869                   /* If not completely unrolling the loop, then create a new
2870                      register to hold the split value of the DEST_ADDR giv.
2871                      Emit insn to initialize its value before loop start.  */
2872
2873                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2874                   struct induction *same = v->same;
2875                   rtx new_reg = v->new_reg;
2876                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2877
2878                   /* If the address giv has a constant in its new_reg value,
2879                      then this constant can be pulled out and put in value,
2880                      instead of being part of the initialization code.  */
2881
2882                   if (GET_CODE (new_reg) == PLUS
2883                       && GET_CODE (XEXP (new_reg, 1)) == CONST_INT)
2884                     {
2885                       v->dest_reg
2886                         = plus_constant (tem, INTVAL (XEXP (new_reg, 1)));
2887
2888                       /* Only succeed if this will give valid addresses.
2889                          Try to validate both the first and the last
2890                          address resulting from loop unrolling, if
2891                          one fails, then can't do const elim here.  */
2892                       if (verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2893                         {
2894                           /* Save the negative of the eliminated const, so
2895                              that we can calculate the dest_reg's increment
2896                              value later.  */
2897                           v->const_adjust = -INTVAL (XEXP (new_reg, 1));
2898
2899                           new_reg = XEXP (new_reg, 0);
2900                           if (loop_dump_stream)
2901                             fprintf (loop_dump_stream,
2902                                      "Eliminating constant from giv %d\n",
2903                                      REGNO (tem));
2904                         }
2905                       else
2906                         v->dest_reg = tem;
2907                     }
2908                   else
2909                     v->dest_reg = tem;
2910
2911                   /* If the address hasn't been checked for validity yet, do so
2912                      now, and fail completely if either the first or the last
2913                      unrolled copy of the address is not a valid address
2914                      for the instruction that uses it.  */
2915                   if (v->dest_reg == tem
2916                       && ! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2917                     {
2918                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2919                         if (v2->same_insn == v)
2920                           v2->same_insn = 0;
2921
2922                       if (loop_dump_stream)
2923                         fprintf (loop_dump_stream,
2924                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2925                                  INSN_UID (v->insn));
2926                       continue;
2927                     }
2928
2929                   v->new_reg = new_reg;
2930                   v->same = same;
2931
2932                   /* We set this after the address check, to guarantee that
2933                      the register will be initialized.  */
2934                   v->unrolled = 1;
2935
2936                   /* To initialize the new register, just move the value of
2937                      new_reg into it.  This is not guaranteed to give a valid
2938                      instruction on machines with complex addressing modes.
2939                      If we can't recognize it, then delete it and emit insns
2940                      to calculate the value from scratch.  */
2941                   loop_insn_hoist (loop, gen_rtx_SET (VOIDmode, tem,
2942                                                       copy_rtx (v->new_reg)));
2943                   if (recog_memoized (PREV_INSN (loop->start)) < 0)
2944                     {
2945                       rtx sequence, ret;
2946
2947                       /* We can't use bl->initial_value to compute the initial
2948                          value, because the loop may have been preconditioned.
2949                          We must calculate it from NEW_REG.  */
2950                       delete_related_insns (PREV_INSN (loop->start));
2951
2952                       start_sequence ();
2953                       ret = force_operand (v->new_reg, tem);
2954                       if (ret != tem)
2955                         emit_move_insn (tem, ret);
2956                       sequence = gen_sequence ();
2957                       end_sequence ();
2958                       loop_insn_hoist (loop, sequence);
2959
2960                       if (loop_dump_stream)
2961                         fprintf (loop_dump_stream,
2962                                  "Invalid init insn, rewritten.\n");
2963                     }
2964                 }
2965               else
2966                 {
2967                   v->dest_reg = value;
2968
2969                   /* Check the resulting address for validity, and fail
2970                      if the resulting address would be invalid.  */
2971                   if (! verify_addresses (v, giv_inc, unroll_number))
2972                     {
2973                       for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2974                         if (v2->same_insn == v)
2975                           v2->same_insn = 0;
2976
2977                       if (loop_dump_stream)
2978                         fprintf (loop_dump_stream,
2979                                  "Invalid address for giv at insn %d\n",
2980                                  INSN_UID (v->insn));
2981                       continue;
2982                     }
2983                 }
2984
2985               /* Store the value of dest_reg into the insn.  This sharing
2986                  will not be a problem as this insn will always be copied
2987                  later.  */
2988
2989               *v->location = v->dest_reg;
2990
2991               /* If this address giv is combined with a dest reg giv, then
2992                  save the base giv's induction pointer so that we will be
2993                  able to handle this address giv properly.  The base giv
2994                  itself does not have to be splittable.  */
2995
2996               if (v->same && v->same->giv_type == DEST_REG)
2997                 addr_combined_regs[REGNO (v->same->new_reg)] = v->same;
2998
2999               if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3000                 {
3001                   /* This giv maybe hasn't been combined with any others.
3002                      Make sure that it's giv is marked as splittable here.  */
3003
3004                   splittable_regs[REGNO (v->new_reg)] = value;
3005
3006                   /* Make it appear to depend upon itself, so that the
3007                      giv will be properly split in the main loop above.  */
3008                   if (! v->same)
3009                     {
3010                       v->same = v;
3011                       addr_combined_regs[REGNO (v->new_reg)] = v;
3012                     }
3013                 }
3014
3015               if (loop_dump_stream)
3016                 fprintf (loop_dump_stream, "DEST_ADDR giv being split.\n");
3017             }
3018         }
3019       else
3020         {
3021 #if 0
3022           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
3023              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
3024              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
3025              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
3026              result in simpler instructions, and will not require that a reg
3027              be live across loop iterations.  */
3028
3029           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
3030           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
3031                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
3032 #else
3033           continue;
3034 #endif
3035         }
3036
3037       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
3038          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
3039          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
3040          where this may not be a register.  */
3041
3042       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
3043         {
3044           int count = 1;
3045           if (! v->ignore)
3046             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
3047
3048           splittable_regs_updates[REGNO (v->new_reg)] = count;
3049         }
3050
3051       result++;
3052
3053       if (loop_dump_stream)
3054         {
3055           int regnum;
3056
3057           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
3058             regnum = -1;
3059           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
3060             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
3061           else
3062             regnum = REGNO (v->dest_reg);
3063           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
3064                    regnum, INSN_UID (v->insn));
3065         }
3066     }
3067
3068   return result;
3069 }
3070 \f
3071 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
3072    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
3073    the register to some value, and appears before the first use of the register
3074    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
3075
3076 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
3077    it can search past if statements and other similar structures.  */
3078
3079 static int
3080 reg_dead_after_loop (loop, reg)
3081      const struct loop *loop;
3082      rtx reg;
3083 {
3084   rtx insn, label;
3085   enum rtx_code code;
3086   int jump_count = 0;
3087   int label_count = 0;
3088
3089   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
3090      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
3091      have any way to identify those, so we just give up if there are any
3092      such inner loop exits.  */
3093
3094   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3095     label_count++;
3096
3097   if (label_count != loop->exit_count)
3098     return 0;
3099
3100   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
3101      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
3102      list to it.  */
3103   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
3104   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
3105
3106   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
3107     {
3108       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
3109          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
3110          a conditional jump.  */
3111
3112       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
3113       while (insn)
3114         {
3115           code = GET_CODE (insn);
3116           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
3117             {
3118               rtx set;
3119
3120               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
3121                 return 0;
3122
3123               set = single_set (insn);
3124               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
3125                 break;
3126             }
3127
3128           if (code == JUMP_INSN)
3129             {
3130               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
3131                 break;
3132               else if (!any_uncondjump_p (insn)
3133                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
3134                        || jump_count++ > 20)
3135                 return 0;
3136               else
3137                 insn = JUMP_LABEL (insn);
3138             }
3139
3140           insn = NEXT_INSN (insn);
3141         }
3142     }
3143
3144   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
3145   return 1;
3146 }
3147
3148 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
3149    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3150
3151 rtx
3152 final_biv_value (loop, bl)
3153      const struct loop *loop;
3154      struct iv_class *bl;
3155 {
3156   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3157   rtx increment, tem;
3158
3159   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
3160
3161   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
3162     return 0;
3163
3164   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
3165      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
3166      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
3167      no other loop exits, so we can return any value.  */
3168   if (bl->reversed)
3169     {
3170       if (loop_dump_stream)
3171         fprintf (loop_dump_stream,
3172                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3173
3174       return const0_rtx;
3175     }
3176
3177   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3178      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3179      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3180      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3181      value of the biv must be invariant.  */
3182
3183   if (n_iterations != 0
3184       && ! loop->exit_count
3185       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3186     {
3187       increment = biv_total_increment (bl);
3188
3189       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3190         {
3191           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3192              end to calculate this value into a temporary register in
3193              case it is needed later.  */
3194
3195           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3196           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3197           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3198                                  bl->initial_value, tem);
3199
3200           if (loop_dump_stream)
3201             fprintf (loop_dump_stream,
3202                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3203
3204           return tem;
3205         }
3206     }
3207
3208   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3209   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3210     {
3211       if (loop_dump_stream)
3212         fprintf (loop_dump_stream,
3213                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3214                  bl->regno);
3215
3216       return const0_rtx;
3217     }
3218
3219   return 0;
3220 }
3221
3222 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3223    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3224
3225 rtx
3226 final_giv_value (loop, v)
3227      const struct loop *loop;
3228      struct induction *v;
3229 {
3230   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3231   struct iv_class *bl;
3232   rtx insn;
3233   rtx increment, tem;
3234   rtx seq;
3235   rtx loop_end = loop->end;
3236   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3237
3238   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3239
3240   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3241      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3242      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3243      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3244   if (bl->reversed)
3245     {
3246       if (loop_dump_stream)
3247         fprintf (loop_dump_stream,
3248                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3249                  REGNO (v->dest_reg));
3250       return const0_rtx;
3251     }
3252
3253   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3254      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3255      (otherwise it may not have its final value when the loop exits).  */
3256
3257   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3258      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3259      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3260      to be known.  */
3261
3262   if (n_iterations != 0
3263       && ! loop->exit_count)
3264     {
3265       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3266          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3267          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3268          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3269          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3270          biv value here if it is not eliminable.  */
3271
3272       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3273          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3274          be valid if it is invariant.  */
3275
3276       increment = biv_total_increment (bl);
3277
3278       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3279           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3280         {
3281           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3282              (n_iterations * increment) + initial_value */
3283
3284           /* The loop exit value of the giv is then
3285              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3286              The extra increments are any increments to the biv which
3287              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3288              We must search from the insn that sets the giv to the end
3289              of the loop to calculate this value.  */
3290
3291           /* Put the final biv value in tem.  */
3292           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3293           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3294           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3295                                  GEN_INT (n_iterations),
3296                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3297                                  tem);
3298
3299           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3300           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3301                insn = NEXT_INSN (insn))
3302             {
3303               struct induction *biv;
3304
3305               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3306                 if (biv->insn == insn)
3307                   {
3308                     start_sequence ();
3309                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3310                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3311                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3312                     seq = gen_sequence ();
3313                     end_sequence ();
3314                     loop_insn_sink (loop, seq);
3315                   }
3316             }
3317
3318           /* Now calculate the giv's final value.  */
3319           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3320
3321           if (loop_dump_stream)
3322             fprintf (loop_dump_stream,
3323                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3324                      REGNO (v->dest_reg));
3325
3326           return tem;
3327         }
3328     }
3329
3330   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3331   if (v->replaceable)
3332     abort ();
3333
3334   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3335   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3336     {
3337       if (loop_dump_stream)
3338         fprintf (loop_dump_stream,
3339                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3340                  REGNO (v->dest_reg));
3341
3342       return const0_rtx;
3343     }
3344
3345   return 0;
3346 }
3347
3348 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3349    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3350    the SET_SRC of REG.  */
3351
3352 static rtx
3353 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3354      const struct loop *loop;
3355      rtx reg;
3356 {
3357   rtx loop_start = loop->start;
3358   rtx insn, set;
3359   rtx ret;
3360
3361   ret = reg;
3362   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3363     {
3364       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3365         break;
3366
3367       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3368         {
3369           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3370              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3371              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3372           if ((set = single_set (insn))
3373               && (SET_DEST (set) == reg))
3374             {
3375               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3376
3377               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3378                  Other things, divide in particular, will cause
3379                  problems later if we use them.  */
3380               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3381                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3382                 ret = XEXP (note, 0);
3383               else
3384                 ret = SET_SRC (set);
3385
3386               /* We cannot do this if it changes between the
3387                  assignment and loop start though.  */
3388               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3389                 ret = reg;
3390             }
3391           break;
3392         }
3393     }
3394   return ret;
3395 }
3396
3397 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3398
3399    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3400    and a second term.
3401
3402    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3403
3404    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3405    the proper form.  */
3406
3407 static rtx
3408 subtract_reg_term (op, reg)
3409      rtx op, reg;
3410 {
3411   if (op == reg)
3412     return const0_rtx;
3413   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3414     {
3415       if (XEXP (op, 0) == reg)
3416         return XEXP (op, 1);
3417       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3418         return XEXP (op, 0);
3419     }
3420   /* OP does not contain REG as a term.  */
3421   abort ();
3422 }
3423
3424 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3425    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3426    REG or a PLUS of a REG.  */
3427
3428 static rtx
3429 find_common_reg_term (op0, op1)
3430      rtx op0, op1;
3431 {
3432   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3433       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3434     {
3435       rtx op00;
3436       rtx op01;
3437       rtx op10;
3438       rtx op11;
3439
3440       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3441         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3442       else
3443         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3444
3445       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3446         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3447       else
3448         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3449
3450       /* Find and return common register term if present.  */
3451       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3452         return op00;
3453       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3454         return op01;
3455     }
3456
3457   /* No common register term found.  */
3458   return NULL_RTX;
3459 }
3460
3461 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3462    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3463    be calculated, otherwise returns zero.  */
3464
3465 unsigned HOST_WIDE_INT
3466 loop_iterations (loop)
3467      struct loop *loop;
3468 {
3469   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3470   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3471   rtx comparison, comparison_value;
3472   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3473   enum rtx_code comparison_code;
3474   HOST_WIDE_INT inc;
3475   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3476   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3477   int off_by_one;
3478   int increment_dir;
3479   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3480   rtx last_loop_insn;
3481   rtx reg_term;
3482   struct iv_class *bl;
3483
3484   loop_info->n_iterations = 0;
3485   loop_info->initial_value = 0;
3486   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3487   loop_info->comparison_value = 0;
3488   loop_info->final_value = 0;
3489   loop_info->final_equiv_value = 0;
3490   loop_info->increment = 0;
3491   loop_info->iteration_var = 0;
3492   loop_info->unroll_number = 1;
3493   loop_info->iv = 0;
3494
3495   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3496      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3497      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3498      loop_end.  */
3499   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3500
3501   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3502      at the end of the loop.  The following code assumes that
3503      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3504   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3505     {
3506       if (loop_dump_stream)
3507         fprintf (loop_dump_stream,
3508                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3509       return 0;
3510     }
3511
3512   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3513      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3514   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3515     {
3516       if (loop_dump_stream)
3517         fprintf (loop_dump_stream,
3518                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3519       return 0;
3520     }
3521
3522   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3523      back to differing CODE_LABELs.  */
3524   if (loop->top && loop->cont)
3525     {
3526       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3527
3528       do
3529         {
3530           /* Previous unrolling may have generated new insns not covered
3531              by the uid_luid array.  */
3532           if (INSN_UID (temp) >= max_uid_for_loop)
3533             continue;
3534
3535           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN
3536               && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3537               && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3538             {
3539               if (loop_dump_stream)
3540                 fprintf (loop_dump_stream,
3541                          "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3542               return 0;
3543             }
3544         }
3545       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3546     }
3547
3548   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3549      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3550      iteration variable.  */
3551
3552   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3553   if (comparison == 0)
3554     {
3555       if (loop_dump_stream)
3556         fprintf (loop_dump_stream,
3557                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3558       return 0;
3559     }
3560
3561   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3562      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3563
3564   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3565   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3566   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3567
3568   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3569     {
3570       if (loop_dump_stream)
3571         fprintf (loop_dump_stream,
3572                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3573       return 0;
3574     }
3575
3576   /* The only new registers that are created before loop iterations
3577      are givs made from biv increments or registers created by
3578      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3579      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3580      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3581
3582   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3583       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3584     abort ();
3585
3586   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3587      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3588      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3589
3590   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3591   initial_value = 0;
3592   increment = 0;
3593
3594   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3595      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3596      value if possible.  */
3597
3598   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3599      reg_iv_type entry for it.  */
3600   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3601     {
3602       if (loop_dump_stream)
3603         fprintf (loop_dump_stream,
3604                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3605       return 0;
3606     }
3607
3608   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3609      could result in a number of iterations greater than the range of our
3610      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3611   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3612             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3613     {
3614       if (loop_dump_stream)
3615         fprintf (loop_dump_stream,
3616                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3617       return 0;
3618     }
3619   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3620     {
3621       if (loop_dump_stream)
3622         fprintf (loop_dump_stream,
3623                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3624       return 0;
3625     }
3626   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3627     {
3628       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3629         abort ();
3630
3631       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3632       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3633       initial_value = bl->initial_value;
3634       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3635         {
3636           if (loop_dump_stream)
3637             fprintf (loop_dump_stream,
3638                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3639           return 0;
3640         }
3641
3642       increment = biv_total_increment (bl);
3643     }
3644   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3645     {
3646       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3647       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3648       rtx biv_initial_value;
3649
3650       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3651         abort ();
3652
3653       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3654         {
3655           if (loop_dump_stream)
3656             fprintf (loop_dump_stream,
3657                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3658           return 0;
3659         }
3660
3661       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3662
3663       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3664
3665       increment = biv_total_increment (bl);
3666       if (increment)
3667         {
3668           struct induction *biv_inc;
3669
3670           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3671                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3672                                          const0_rtx, v->mode);
3673           /* The caller assumes that one full increment has occured at the
3674              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3675              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3676              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3677              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3678              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3679           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3680             {
3681               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3682                 offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3683             }
3684         }
3685       if (loop_dump_stream)
3686         fprintf (loop_dump_stream,
3687                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3688                  (long) offset);
3689
3690       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3691          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3692       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3693       initial_value
3694         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3695                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3696                              v->add_val, v->mode);
3697     }
3698   else
3699     {
3700       if (loop_dump_stream)
3701         fprintf (loop_dump_stream,
3702                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3703       return 0;
3704     }
3705
3706   if (initial_value == 0)
3707     return 0;
3708
3709   unsigned_p = 0;
3710   off_by_one = 0;
3711   switch (comparison_code)
3712     {
3713     case LEU:
3714       unsigned_p = 1;
3715     case LE:
3716       compare_dir = 1;
3717       off_by_one = 1;
3718       break;
3719     case GEU:
3720       unsigned_p = 1;
3721     case GE:
3722       compare_dir = -1;
3723       off_by_one = -1;
3724       break;
3725     case EQ:
3726       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3727       compare_dir = 0;
3728       break;
3729     case LTU:
3730       unsigned_p = 1;
3731     case LT:
3732       compare_dir = 1;
3733       break;
3734     case GTU:
3735       unsigned_p = 1;
3736     case GT:
3737       compare_dir = -1;
3738     case NE:
3739       compare_dir = 0;
3740       break;
3741     default:
3742       abort ();
3743     }
3744
3745   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3746      its value from the insns before the start of the loop.  */
3747
3748   final_value = comparison_value;
3749   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3750       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3751     {
3752       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3753
3754       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3755          off with the original register.  */
3756       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3757         final_value = comparison_value;
3758     }
3759
3760   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3761      (on the last successful iteration).  The exact final value
3762      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3763      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3764      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3765      initial_value) % increment != 0.
3766      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3767      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3768      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3769   if (off_by_one)
3770     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3771
3772   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3773      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3774      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3775      optimizations may obscure the loop's structure.
3776
3777      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3778      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3779      Only the difference between final_value and initial_value is
3780      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3781   loop_info->initial_value = initial_value;
3782   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3783   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3784   loop_info->increment = increment;
3785   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3786   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3787   loop_info->iv = bl;
3788
3789   /* Try to determine the iteration count for loops such
3790      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3791      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3792      loops into this form.  */
3793
3794   if (REG_P (initial_value))
3795     {
3796       rtx reg1;
3797       rtx reg2;
3798       rtx const2;
3799
3800       reg1 = initial_value;
3801       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3802         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3803       else
3804         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3805
3806       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3807          where reg1 != reg2.  */
3808       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3809         {
3810           rtx temp;
3811
3812           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3813              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3814           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3815
3816           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3817             initial_value = temp;
3818           else
3819             {
3820               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3821                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3822                  the latter case for now since it is not so common.  */
3823               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3824
3825               if (temp == loop_info->iteration_var)
3826                 temp = initial_value;
3827               if (temp == reg1)
3828                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3829                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3830             }
3831         }
3832       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3833         {
3834           rtx temp;
3835
3836           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3837              further obfuscates reversible loops of the form:
3838              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3839              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3840              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3841              can replace initial_value with const.  */
3842
3843           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3844
3845           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3846             {
3847               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3848
3849               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3850                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3851                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3852             }
3853         }
3854     }
3855
3856   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3857      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3858      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3859      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3860      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3861      when using modulo arithmetic.
3862
3863      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3864      the initial and final values carefully.  */
3865   if (loop->vtop
3866       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3867     {
3868       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3869       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3870     }
3871
3872   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3873   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3874
3875   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3876      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3877      return early for any other reason.  */
3878   if (comparison_code == EQ)
3879     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3880
3881   if (increment == 0)
3882     {
3883       if (loop_dump_stream)
3884         fprintf (loop_dump_stream,
3885                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3886       return 0;
3887     }
3888
3889   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3890     {
3891       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3892       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3893          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3894       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3895         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3896
3897       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3898         {
3899           if (loop_dump_stream)
3900             {
3901               fprintf (loop_dump_stream,
3902                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3903               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3904               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3905             }
3906           return 0;
3907         }
3908       loop_info->increment = increment;
3909     }
3910
3911   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3912     {
3913       if (loop_dump_stream)
3914         {
3915           fprintf (loop_dump_stream,
3916                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3917           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3918           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3919         }
3920       return 0;
3921     }
3922   else if (comparison_code == EQ)
3923     {
3924       if (loop_dump_stream)
3925         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3926       return 0;
3927     }
3928   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3929     {
3930       if (loop_dump_stream)
3931         {
3932           fprintf (loop_dump_stream,
3933                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3934           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3935           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3936         }
3937       return 0;
3938     }
3939
3940   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3941   if (unsigned_p)
3942     final_larger
3943       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3944          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3945         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3946            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3947   else
3948     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3949       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3950
3951   if (INTVAL (increment) > 0)
3952     increment_dir = 1;
3953   else if (INTVAL (increment) == 0)
3954     increment_dir = 0;
3955   else
3956     increment_dir = -1;
3957
3958   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3959      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3960      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3961      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3962      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3963      Only try to optimize the normal cases.  */
3964
3965   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3966      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3967      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3968      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3969      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3970
3971   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3972      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3973      eliminate all of these special checks, and just always assume
3974      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3975      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3976      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3977      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3978      loops can be optimized.
3979
3980      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3981      because the action on overflow is undefined.
3982
3983      See also the special test for NE loops below.  */
3984
3985   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3986       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3987     /* Normal case.  */
3988     ;
3989   else
3990     {
3991       if (loop_dump_stream)
3992         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3993       return 0;
3994     }
3995
3996   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3997      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3998      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3999
4000   inc = INTVAL (increment);
4001   if (inc > 0)
4002     {
4003       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
4004       abs_inc = inc;
4005     }
4006   else if (inc < 0)
4007     {
4008       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
4009       abs_inc = -inc;
4010     }
4011   else
4012     abort ();
4013
4014   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
4015      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
4016      into the picture due to sign extension of initial and final
4017      values.  */
4018   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT)1
4019                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
4020                << 1) - 1;
4021
4022   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
4023      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
4024      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
4025      can not calculate the number of iterations.  */
4026   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
4027     return 0;
4028
4029   /* Note that the number of iterations could be calculated using
4030      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
4031      handle potential overflow of the summation.  */
4032   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
4033   return loop_info->n_iterations;
4034 }
4035
4036 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
4037    for original instructions which remain after loop unrolling without
4038    copying.  */
4039
4040 static rtx
4041 remap_split_bivs (loop, x)
4042      struct loop *loop;
4043      rtx x;
4044 {
4045   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
4046   register enum rtx_code code;
4047   register int i;
4048   register const char *fmt;
4049
4050   if (x == 0)
4051     return x;
4052
4053   code = GET_CODE (x);
4054   switch (code)
4055     {
4056     case SCRATCH:
4057     case PC:
4058     case CC0:
4059     case CONST_INT:
4060     case CONST_DOUBLE:
4061     case CONST:
4062     case SYMBOL_REF:
4063     case LABEL_REF:
4064       return x;
4065
4066     case REG:
4067 #if 0
4068       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
4069          have to remap those givs also.  */
4070 #endif
4071       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
4072           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
4073         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
4074       break;
4075
4076     default:
4077       break;
4078     }
4079
4080   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4081   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4082     {
4083       if (fmt[i] == 'e')
4084         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
4085       else if (fmt[i] == 'E')
4086         {
4087           register int j;
4088           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4089             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
4090         }
4091     }
4092   return x;
4093 }
4094
4095 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
4096    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
4097    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
4098    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
4099    insns.
4100
4101    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
4102    must dominate LAST_UID.
4103
4104    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4105    may not dominate LAST_UID.
4106
4107    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
4108    must dominate LAST_UID.  */
4109
4110 int
4111 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
4112      int regno;
4113      int first_uid;
4114      int last_uid;
4115      rtx copy_start;
4116      rtx copy_end;
4117 {
4118   int passed_jump = 0;
4119   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4120
4121   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4122     {
4123       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4124         passed_jump = 1;
4125       /* Could not find FIRST_UID.  */
4126       if (p == copy_end)
4127         return 0;
4128       p = NEXT_INSN (p);
4129     }
4130
4131   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4132   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4133     return 0;
4134
4135   /* FIRST_UID is always executed.  */
4136   if (passed_jump == 0)
4137     return 1;
4138
4139   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4140     {
4141       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4142          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4143       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4144         return 0;
4145       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4146          it must be safe.  */
4147       else if (p == copy_end)
4148         return 1;
4149       p = NEXT_INSN (p);
4150     }
4151
4152   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4153   return 1;
4154 }
4155
4156 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4157    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4158    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4159    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4160    deleted so that we execute the single iteration.  */
4161
4162 static rtx
4163 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4164      rtx loop_start;
4165      rtx loop_cont;
4166 {
4167   rtx x, label, label_ref;
4168
4169   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4170   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4171
4172   x = pc_set (loop_start);
4173   if (!x)
4174     return NULL_RTX;
4175
4176   label_ref = SET_SRC (x);
4177   if (!label_ref)
4178     return NULL_RTX;
4179
4180   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4181   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4182   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4183     return NULL_RTX;
4184
4185   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4186   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4187     return loop_start;
4188   else
4189     return NULL_RTX;
4190 }