OSDN Git Service

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