OSDN Git Service

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