OSDN Git Service

2003-09-19 Joel Sherrill <joel@oarcorp.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / unroll.c
1 /* Try to unroll loops, and split induction variables.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001,
3    2002, 2003
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
12 version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
22 02111-1307, USA.  */
23
24 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
25
26    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
27    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
28    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
29    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
30    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
31    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
32    the insn count.
33
34    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
35    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
36    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
37    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
38    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
39    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
40    with only one exit test needed at the end of the loop.
41
42    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
43    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
44    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
45    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
46
47    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
48    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
49    calculate its value at each place where it is set as a function of the
50    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
51    the induction variable is split into `N' different variables, one for
52    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
53    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
54    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
55    for cse.  */
56
57 /* Possible improvements follow:  */
58
59 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
60    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
61    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
62
63    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
64      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
65      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
66      eliminated.
67    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
68      can be performed for the loop.
69    Add code to check for these and similar cases.  */
70
71 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
72    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
73    a user specifiable option to control the amount of code expansion,
74    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
75
76 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
77    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
78    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
79    best results, because then all register copies can be eliminated.
80    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
81    while (this)
82      {
83        next = this->cdr;
84        this->cdr = prev;
85        prev = this;
86        this = next;
87      }
88
89    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
90    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
91    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
92
93 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
94    determine the number of loop iterations for more complex loops.
95    For example, consider this loop from gdb
96    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
97      {
98        char tmp;
99        char *p = (char *) buffer;
100        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
101        int iterations = (len + 1) >> 1;
102        int i;
103        for (p; p < q; p++, q--;)
104          {
105            tmp = *q;
106            *q = *p;
107            *p = tmp;
108          }
109      }
110    Note that:
111      start value = p = &buffer + current_iteration
112      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
113    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
114    set equal to zero and solve for number of iterations:
115      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
116      current_iteration = (len - 1) / 2
117    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
118    iterations of this loop.  */
119
120 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
121    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
122    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
123    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
124    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
125    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
126    different address.  A case where this happens is when a loop containing
127    a switch statement is unrolled.
128
129    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
130    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
131    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
132    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
133    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "tm.h"
139 #include "rtl.h"
140 #include "tm_p.h"
141 #include "insn-config.h"
142 #include "integrate.h"
143 #include "regs.h"
144 #include "recog.h"
145 #include "flags.h"
146 #include "function.h"
147 #include "expr.h"
148 #include "loop.h"
149 #include "toplev.h"
150 #include "hard-reg-set.h"
151 #include "basic-block.h"
152 #include "predict.h"
153 #include "params.h"
154 #include "cfgloop.h"
155
156 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
157    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
158    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
159    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
160    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
161    and/or 5.  */
162
163 #define NUM_FACTORS 4
164
165 static struct _factor { const int factor; int count; }
166 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
167
168 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
169
170 enum unroll_types
171 {
172   UNROLL_COMPLETELY,
173   UNROLL_MODULO,
174   UNROLL_NAIVE
175 };
176
177 /* Indexed by register number, if nonzero, then it contains a pointer
178    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
179    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
180    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
181    that were combined with this DEST_REG giv.  */
182
183 static struct induction **addr_combined_regs;
184
185 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
186    then this will hold the current value of the register, which depends on the
187    iteration number.  */
188
189 static rtx *splittable_regs;
190
191 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
192    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
193    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
194    a split iv will update the original iv of the dest.  */
195
196 static int *splittable_regs_updates;
197
198 /* Forward declarations.  */
199
200 static rtx simplify_cmp_and_jump_insns (enum rtx_code, enum machine_mode,
201                                         rtx, rtx, rtx);
202 static void init_reg_map (struct inline_remap *, int);
203 static rtx calculate_giv_inc (rtx, rtx, unsigned int);
204 static rtx initial_reg_note_copy (rtx, struct inline_remap *);
205 static void final_reg_note_copy (rtx *, struct inline_remap *);
206 static void copy_loop_body (struct loop *, rtx, rtx,
207                             struct inline_remap *, rtx, int,
208                             enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx);
209 static int find_splittable_regs (const struct loop *, enum unroll_types,
210                                  int);
211 static int find_splittable_givs (const struct loop *, struct iv_class *,
212                                  enum unroll_types, rtx, int);
213 static int reg_dead_after_loop (const struct loop *, rtx);
214 static rtx fold_rtx_mult_add (rtx, rtx, rtx, enum machine_mode);
215 static rtx remap_split_bivs (struct loop *, rtx);
216 static rtx find_common_reg_term (rtx, rtx);
217 static rtx subtract_reg_term (rtx, rtx);
218 static rtx loop_find_equiv_value (const struct loop *, rtx);
219 static rtx ujump_to_loop_cont (rtx, rtx);
220
221 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
222
223    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
224    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
225    strength reduction pass is available.
226
227    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
228    in loop.c.  */
229
230 void
231 unroll_loop (struct loop *loop, int insn_count, int strength_reduce_p)
232 {
233   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
234   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
235   int i, j;
236   unsigned int r;
237   unsigned HOST_WIDE_INT 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 = NULL;
245   char *local_regno;
246   unsigned int max_local_regnum;
247   unsigned int 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 = UNROLL_NAIVE;
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   rtx loop_start = loop->start;
260   rtx loop_end = loop->end;
261
262   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
263      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
264      be unrolled.  */
265   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
266     {
267       if (loop_dump_stream)
268         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
269       return;
270     }
271
272   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
273      and the size of the loop.  */
274
275   /* If there is no strength reduce info, then set
276      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
277      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
278      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
279
280   if (! strength_reduce_p)
281     loop_info->n_iterations = 0;
282
283   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
284     fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
285              " iterations.\n", loop_info->n_iterations);
286
287   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
288
289   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
290
291   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
292      not the loop is being completely unrolled.  */
293
294   if (loop_info->n_iterations == 1)
295     {
296       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
297          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
298          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
299
300       /* FIXME this actually checks for a jump to the continue point, which
301          is not the same as the condition in a for loop.  As a result, this
302          optimization fails for most for loops.  We should really use flow
303          information rather than instruction pattern matching.  */
304       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
305
306       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
307          branch at the end of the loop since they will never be taken.
308          Then return, since no other action is needed here.  */
309
310       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
311          don't do anything.  */
312
313       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
314         {
315           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
316           last_loop_insn = PREV_INSN (last_loop_insn);
317         }
318
319       if (ujump && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
320         {
321 #ifdef HAVE_cc0
322           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
323 #endif
324           delete_related_insns (last_loop_insn);
325 #ifdef HAVE_cc0
326           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
327              deleted.  */
328           if (only_sets_cc0_p (prev))
329             delete_related_insns (prev);
330 #endif
331
332           delete_related_insns (ujump);
333
334           /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
335           if (loop->vtop)
336             delete_related_insns (loop->vtop);
337           if (loop->cont)
338             delete_related_insns (loop->cont);
339           if (loop_start)
340             delete_related_insns (loop_start);
341           if (loop_end)
342             delete_related_insns (loop_end);
343
344           return;
345         }
346     }
347
348   if (loop_info->n_iterations > 0
349       /* Avoid overflow in the next expression.  */
350       && loop_info->n_iterations < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS
351       && loop_info->n_iterations * insn_count < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
352     {
353       unroll_number = loop_info->n_iterations;
354       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
355     }
356   else if (loop_info->n_iterations > 0)
357     {
358       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
359          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
360          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
361
362       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
363         factors[i].count = 0;
364
365       temp = loop_info->n_iterations;
366       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
367         while (temp % factors[i].factor == 0)
368           {
369             factors[i].count++;
370             temp = temp / factors[i].factor;
371           }
372
373       /* Start with the larger factors first so that we generally
374          get lots of unrolling.  */
375
376       unroll_number = 1;
377       temp = insn_count;
378       for (i = 3; i >= 0; i--)
379         while (factors[i].count--)
380           {
381             if (temp * factors[i].factor < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
382               {
383                 unroll_number *= factors[i].factor;
384                 temp *= factors[i].factor;
385               }
386             else
387               break;
388           }
389
390       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
391          case.  */
392       if (unroll_number == 1)
393         {
394           if (loop_dump_stream)
395             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
396         }
397       else
398         unroll_type = UNROLL_MODULO;
399     }
400
401   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
402      size.  */
403   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
404     {
405       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
406         unroll_number = 8;
407       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
408         unroll_number = 4;
409       else
410         unroll_number = 2;
411     }
412
413   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
414
415   if (loop_dump_stream)
416     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
417
418   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
419     {
420       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
421          in rare circumstances.
422
423          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
424          of the exit code for the outer loop.
425
426          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
427          loop, so it will start with a jump to the exit code.
428
429          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
430          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
431          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
432          the instruction stream.
433
434          And finally assume that we can compute the number of iterations
435          for the outer loop.
436
437          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
438          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
439
440          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
441          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
442
443       insn = loop_start;
444       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
445         insn = NEXT_INSN (insn);
446       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
447         return;
448     }
449
450   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
451     {
452       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
453          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
454          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
455          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
456          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
457          instructions.  */
458
459       copy_start = loop_start;
460
461       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
462          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
463          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
464       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
465
466       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
467       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
468         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
469       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
470         {
471           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
472 #ifdef HAVE_cc0
473           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
474              instruction which we do not want to copy.  */
475           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
476             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
477 #endif
478         }
479       else
480         {
481           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
482              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
483              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
484              jumps to after the last loop body.  */
485           if (loop_dump_stream)
486             fprintf (loop_dump_stream,
487                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
488           return;
489         }
490     }
491   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
492     {
493       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
494          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
495          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
496          code immediately before the compare/branch at the end so that the
497          code will fall through to them as before.  */
498
499       copy_start = loop_start;
500
501       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
502          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
503       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
504         {
505           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
506           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
507         }
508       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
509         {
510           insert_before = last_loop_insn;
511 #ifdef HAVE_cc0
512           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
513              instruction which we do not want to copy or delete.  */
514           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
515             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
516 #endif
517           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
518         }
519       else
520         {
521           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
522              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
523              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
524              jumps to after the last loop body.  */
525           if (loop_dump_stream)
526             fprintf (loop_dump_stream,
527                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
528           return;
529         }
530     }
531   else
532     {
533       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
534          end of the loop.  */
535
536       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
537         {
538           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
539              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
540              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
541              unconditional jumps to an immediately following label.
542
543              This will be corrected below if the target of this jump is
544              not the start_label.  */
545
546           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
547           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
548         }
549       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
550         {
551           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
552              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
553              copy_loop_body.  */
554           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
555           copy_end = last_loop_insn;
556         }
557       else
558         {
559           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
560              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
561              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
562              jumps to after the last loop body.  */
563           if (loop_dump_stream)
564             fprintf (loop_dump_stream,
565                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
566           return;
567         }
568
569       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
570          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
571          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
572          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
573          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
574          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
575          the real exit label.  */
576       exit_label = gen_label_rtx ();
577
578       insn = loop_start;
579       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
580         insn = NEXT_INSN (insn);
581
582       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
583         {
584           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
585              Start copying the loop after the barrier following this
586              jump insn.  */
587           copy_start = NEXT_INSN (insn);
588
589           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
590              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
591              a comparison against a new register for a split variable, but
592              we did not execute the set insn for the new register because
593              it was skipped over.  */
594           splitting_not_safe = 1;
595           if (loop_dump_stream)
596             fprintf (loop_dump_stream,
597                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
598         }
599       else
600         copy_start = loop_start;
601     }
602
603   /* This should always be the first label in the loop.  */
604   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
605   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
606   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
607     start_label = NEXT_INSN (start_label);
608   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
609     {
610       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
611          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
612          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
613          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
614
615          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
616
617       if (loop_dump_stream)
618         fprintf (loop_dump_stream,
619                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
620       return;
621     }
622   if (LABEL_NAME (start_label))
623     {
624       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
625          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
626          jumps which go to the named label must be handled differently than
627          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
628          in this case.  */
629       if (loop_dump_stream)
630         fprintf (loop_dump_stream,
631                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
632       return;
633     }
634
635   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
636       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
637       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
638       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
639     {
640       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
641          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
642
643       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
644       copy_end = last_loop_insn;
645     }
646
647   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
648       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
649       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
650     {
651       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
652          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
653          branch to the loop exit after emitting the final branch.
654          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
655          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
656          unrolling would increase the number of branch instructions
657          executed.  */
658       if (loop_dump_stream)
659         fprintf (loop_dump_stream,
660                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
661       return;
662     }
663
664   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
665      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
666
667   max_labelno = max_label_num ();
668   max_insnno = get_max_uid ();
669
670   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
671      without initializing fields within the map structure.
672
673      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
674   map = xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
675
676   /* Allocate the label map.  */
677
678   if (max_labelno > 0)
679     {
680       map->label_map = xcalloc (max_labelno, sizeof (rtx));
681       local_label = xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
682     }
683
684   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
685      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
686      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
687      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
688      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
689      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
690
691   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
692     {
693       rtx note;
694
695       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
696         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
697       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
698         {
699           if (JUMP_LABEL (insn))
700             set_label_in_map (map,
701                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
702                               JUMP_LABEL (insn));
703           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
704                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
705             {
706               rtx pat = PATTERN (insn);
707               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
708               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
709               rtx label;
710
711               for (i = 0; i < len; i++)
712                 {
713                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
714                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
715                 }
716             }
717         }
718       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
719         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
720                           XEXP (note, 0));
721     }
722
723   /* Allocate space for the insn map.  */
724
725   map->insn_map = xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
726
727   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
728      not function inlining.  */
729   map->inline_target = 0;
730
731   /* The register and constant maps depend on the number of registers
732      present, so the final maps can't be created until after
733      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
734      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
735      is performed.  */
736
737   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
738   maxregnum = max_reg_num ();
739
740   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
741   max_local_regnum = maxregnum;
742
743   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
744      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
745      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
746
747      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
748      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
749      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
750
751   splittable_regs = xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
752   splittable_regs_updates = xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
753   addr_combined_regs = xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
754   local_regno = xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
755
756   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
757      inside the loop.  */
758   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
759     {
760       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
761       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
762
763       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
764          since it will also be used outside the loop.  */
765       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
766         copy_end_luid--;
767
768       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
769          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
770 #ifdef HAVE_cc0
771       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
772           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
773         copy_end_luid--;
774 #endif
775
776       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
777          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
778          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
779          to duplicate.  */
780       if (copy_start == loop_start)
781         copy_start_luid++;
782
783       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
784          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
785          results in better code.  */
786       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
787          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
788       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
789         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) < max_uid_for_loop
790             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
791             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) < max_uid_for_loop
792             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
793           {
794             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
795                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
796                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
797                for each unrolled copy of the loop.  */
798             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
799                set dominates all instructions from regno_first_uid to
800                regno_last_uid.  */
801             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
802                this check was more sophisticated.  */
803             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
804                                    copy_start, copy_end))
805               local_regno[r] = 1;
806
807             if (loop_dump_stream)
808               {
809                 if (local_regno[r])
810                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
811                 else
812                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
813                            r);
814               }
815           }
816     }
817
818   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
819      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
820      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
821      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
822      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
823
824   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
825      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
826      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
827      unrolled loop copies.  */
828
829   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
830      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
831      assumes that each induction variable can be represented as a function
832      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
833      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
834      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
835      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
836      we can not split induction variables here, because we can not calculate
837      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
838      is called.  */
839
840   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
841     {
842       rtx initial_value, final_value, increment;
843       enum machine_mode mode;
844
845       if (precondition_loop_p (loop,
846                                &initial_value, &final_value, &increment,
847                                &mode))
848         {
849           rtx diff, insn;
850           rtx *labels;
851           int abs_inc, neg_inc;
852           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
853           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
854           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
855
856           map->reg_map = xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
857
858           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
859                                    "unroll_loop_precondition");
860           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
861
862           init_reg_map (map, maxregnum);
863
864           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
865              the loop body.  */
866           if (unroll_number > 4)
867             unroll_number = 4;
868
869           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
870              not it is negative.  */
871           neg_inc = 0;
872           abs_inc = INTVAL (increment);
873           if (abs_inc < 0)
874             {
875               abs_inc = -abs_inc;
876               neg_inc = 1;
877             }
878
879           start_sequence ();
880
881           /* We must copy the final and initial values here to avoid
882              improperly shared rtl.  */
883           final_value = copy_rtx (final_value);
884           initial_value = copy_rtx (initial_value);
885
886           /* Final value may have form of (PLUS val1 const1_rtx).  We need
887              to convert it into general operand, so compute the real value.  */
888
889           final_value = force_operand (final_value, NULL_RTX);
890           if (!nonmemory_operand (final_value, VOIDmode))
891             final_value = force_reg (mode, final_value);
892
893           /* Calculate the difference between the final and initial values.
894              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
895
896              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
897              For such loops the real final value is the first time the
898              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
899              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
900              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
901              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
902              exact value, since we are only interested in the diff
903              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
904              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
905
906           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
907             diff = simplify_gen_binary (MINUS, mode, final_value,
908                                         initial_value);
909           else
910             diff = simplify_gen_unary (neg_inc ? NOT : NEG, mode,
911                                        initial_value, mode);
912           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
913
914           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
915              and instruction.  */
916           diff = simplify_gen_binary (AND, mode, diff,
917                                       GEN_INT (unroll_number*abs_inc - 1));
918           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
919
920           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
921              loop entry point.  */
922
923           labels = xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
924           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
925             labels[i] = gen_label_rtx ();
926
927           /* Check for the case where the initial value is greater than or
928              equal to the final value.  In that case, we want to execute
929              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
930              case.  This check does not apply if the loop has a NE
931              comparison at the end.  */
932
933           if (cc != NE)
934             {
935               rtx incremented_initval;
936               enum rtx_code cmp_code;
937
938               incremented_initval
939                 = simplify_gen_binary (PLUS, mode, initial_value, increment);
940               incremented_initval
941                 = force_operand (incremented_initval, NULL_RTX);
942
943               cmp_code = (less_p
944                           ? (unsigned_p ? GEU : GE)
945                           : (unsigned_p ? LEU : LE));
946
947               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode,
948                                                   incremented_initval,
949                                                   final_value, labels[1]);
950               if (insn)
951                 predict_insn_def (insn, PRED_LOOP_CONDITION, TAKEN);
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               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
991                                                   GEN_INT (abs_inc*cmp_const),
992                                                   labels[i]);
993               if (insn)
994                 predict_insn (insn, PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
995                               REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
996             }
997
998           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
999              to handle other cases equivalent to 0.  */
1000
1001           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1002              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1003              For the negative increment case, the branch here could easily
1004              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1005              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1006
1007           if (abs_inc != 1)
1008             {
1009               int cmp_const;
1010               enum rtx_code cmp_code;
1011
1012               if (neg_inc)
1013                 {
1014                   cmp_const = abs_inc - 1;
1015                   cmp_code = LE;
1016                 }
1017               else
1018                 {
1019                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1020                   cmp_code = GE;
1021                 }
1022
1023               simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
1024                                            GEN_INT (cmp_const), labels[0]);
1025             }
1026
1027           sequence = get_insns ();
1028           end_sequence ();
1029           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1030
1031           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1032              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1033              and then reset it inside the loop when get to the last
1034              copy.  */
1035
1036           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1037             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1038           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1039             {
1040               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1041 #ifdef HAVE_cc0
1042               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1043                  we do not want to copy.  */
1044               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1045                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1046 #endif
1047             }
1048           else
1049             abort ();
1050
1051           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1052             {
1053               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1054                                 PREV_INSN (loop_start));
1055
1056               memset (map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1057               memset (&VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1058                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1059                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1060               map->const_age = 0;
1061
1062               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1063                 if (local_label[j])
1064                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1065
1066               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1067                 if (local_regno[r])
1068                   {
1069                     map->reg_map[r]
1070                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1071                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1072                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1073                   }
1074               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1075                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1076                  branch.  */
1077
1078               if (i == unroll_number - 1)
1079                 {
1080                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1081                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1082                   else
1083                     copy_end = last_loop_insn;
1084                 }
1085
1086               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1087                  pass zero for that parameter.  */
1088               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1089                               unroll_type, start_label, loop_end,
1090                               loop_start, copy_end);
1091             }
1092           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1093
1094           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1095             {
1096               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1097               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1098             }
1099           else
1100             {
1101               insert_before = last_loop_insn;
1102 #ifdef HAVE_cc0
1103               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1104                  be a compare instruction which we do not want to copy
1105                  or delete.  */
1106               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1107                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1108 #endif
1109               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1110             }
1111
1112           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1113           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1114           loop_preconditioned = 1;
1115
1116           /* Clean up.  */
1117           free (labels);
1118         }
1119     }
1120
1121   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1122      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1123   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_old_unroll_all_loops)
1124     {
1125       if (loop_dump_stream)
1126         fprintf (loop_dump_stream,
1127                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1128       goto egress;
1129     }
1130
1131   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1132
1133   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1134   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1135
1136   /* And whether the loop has been preconditioned.  */
1137   loop_info->preconditioned = loop_preconditioned;
1138
1139   /* Remember whether it was preconditioned for the second loop pass.  */
1140   NOTE_PRECONDITIONED (loop->end) = loop_preconditioned;
1141
1142   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1143      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1144      We precalculate and save this info here, since computing it is
1145      expensive.
1146
1147      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1148      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1149
1150   if (splitting_not_safe)
1151     temp = 0;
1152   else
1153     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1154
1155   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1156      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1157      the constant maps also.  */
1158
1159   maxregnum = max_reg_num ();
1160   map->reg_map = xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1161
1162   init_reg_map (map, maxregnum);
1163
1164   if (map->const_equiv_varray == 0)
1165     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1166                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1167                              "unroll_loop");
1168   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1169
1170   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1171      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1172
1173   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1174     {
1175       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1176         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1177 #if 0
1178       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1179       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1180         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1181           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1182 #endif
1183     }
1184
1185   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1186   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1187   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1188
1189   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1190      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1191      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1192      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1193      will never be replaced if it isn't done here.  */
1194
1195   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1196     {
1197       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1198       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1199         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1200     }
1201
1202   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1203      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1204      before the end of the loop.  */
1205
1206   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1207     {
1208       memset (map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1209       memset (&VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1210               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1211       map->const_age = 0;
1212
1213       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1214         if (local_label[j])
1215           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1216
1217       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1218         if (local_regno[r])
1219           {
1220             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1221             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1222                                regno_reg_rtx[r], 0);
1223           }
1224
1225       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1226          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1227       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1228         {
1229           insn = PREV_INSN (copy_start);
1230           pattern = PATTERN (insn);
1231
1232           tem = get_label_from_map (map,
1233                                     CODE_LABEL_NUMBER
1234                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1235           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1236
1237           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1238              passes.  */
1239           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1240           LABEL_NUSES (tem)++;
1241         }
1242
1243       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1244                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1245                       loop_end, insert_before, insert_before);
1246     }
1247
1248   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1249      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1250      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1251
1252   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1253      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1254      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1255      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1256
1257   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1258     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1259   else
1260     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1261
1262   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1263      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1264
1265   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1266   while (insn != safety_label)
1267     {
1268       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1269          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1270          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1271          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1272          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1273          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1274          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1275       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1276       if (insn != start_label
1277           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1278           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1279                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1280         insn = delete_related_insns (insn);
1281       else
1282         insn = NEXT_INSN (insn);
1283     }
1284
1285   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1286      delete_related_insns calls.  */
1287   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1288     abort ();
1289   delete_related_insns (safety_label);
1290
1291   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1292      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1293      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1294      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1295      not taken.  */
1296   if (exit_label)
1297     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1298
1299  egress:
1300   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1301     {
1302       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1303       if (loop->vtop)
1304         delete_related_insns (loop->vtop);
1305       if (loop->cont)
1306         delete_related_insns (loop->cont);
1307       if (loop_start)
1308         delete_related_insns (loop_start);
1309       if (loop_end)
1310         delete_related_insns (loop_end);
1311     }
1312
1313   if (map->const_equiv_varray)
1314     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1315   if (map->label_map)
1316     {
1317       free (map->label_map);
1318       free (local_label);
1319     }
1320   free (map->insn_map);
1321   free (splittable_regs);
1322   free (splittable_regs_updates);
1323   free (addr_combined_regs);
1324   free (local_regno);
1325   if (map->reg_map)
1326     free (map->reg_map);
1327   free (map);
1328 }
1329
1330 /* A helper function for unroll_loop.  Emit a compare and branch to
1331    satisfy (CMP OP1 OP2), but pass this through the simplifier first.
1332    If the branch turned out to be conditional, return it, otherwise
1333    return NULL.  */
1334
1335 static rtx
1336 simplify_cmp_and_jump_insns (enum rtx_code code, enum machine_mode mode,
1337                              rtx op0, rtx op1, rtx label)
1338 {
1339   rtx t, insn;
1340
1341   t = simplify_relational_operation (code, mode, op0, op1);
1342   if (!t)
1343     {
1344       enum rtx_code scode = signed_condition (code);
1345       emit_cmp_and_jump_insns (op0, op1, scode, NULL_RTX, mode,
1346                                code != scode, label);
1347       insn = get_last_insn ();
1348
1349       JUMP_LABEL (insn) = label;
1350       LABEL_NUSES (label) += 1;
1351
1352       return insn;
1353     }
1354   else if (t == const_true_rtx)
1355     {
1356       insn = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1357       emit_barrier ();
1358       JUMP_LABEL (insn) = label;
1359       LABEL_NUSES (label) += 1;
1360     }
1361
1362   return NULL_RTX;
1363 }
1364 \f
1365 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1366    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1367
1368    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1369    determined, and if increment is a constant power of 2.
1370    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1371    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1372    is not considered `profitable'.  */
1373
1374 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1375    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1376    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1377    whether divide is cheap.
1378    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1379    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1380    reflected in RTX_COST.  */
1381
1382 int
1383 precondition_loop_p (const struct loop *loop, rtx *initial_value,
1384                      rtx *final_value, rtx *increment,
1385                      enum machine_mode *mode)
1386 {
1387   rtx loop_start = loop->start;
1388   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1389
1390   if (loop_info->n_iterations > 0)
1391     {
1392       if (INTVAL (loop_info->increment) > 0)
1393         {
1394           *initial_value = const0_rtx;
1395           *increment = const1_rtx;
1396           *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1397         }
1398       else
1399         {
1400           *initial_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1401           *increment = constm1_rtx;
1402           *final_value = const0_rtx;
1403         }
1404       *mode = word_mode;
1405
1406       if (loop_dump_stream)
1407         fprintf (loop_dump_stream,
1408                  "Preconditioning: Success, number of iterations known, "
1409                  HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC ".\n",
1410                  loop_info->n_iterations);
1411       return 1;
1412     }
1413
1414   if (loop_info->iteration_var == 0)
1415     {
1416       if (loop_dump_stream)
1417         fprintf (loop_dump_stream,
1418                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1419       return 0;
1420     }
1421   else if (loop_info->initial_value == 0)
1422     {
1423       if (loop_dump_stream)
1424         fprintf (loop_dump_stream,
1425                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1426       return 0;
1427     }
1428   else if (loop_info->increment == 0)
1429     {
1430       if (loop_dump_stream)
1431         fprintf (loop_dump_stream,
1432                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1433       return 0;
1434     }
1435   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1436     {
1437       if (loop_dump_stream)
1438         fprintf (loop_dump_stream,
1439                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1440       return 0;
1441     }
1442   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1443            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1444     {
1445       if (loop_dump_stream)
1446         fprintf (loop_dump_stream,
1447                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1448       return 0;
1449     }
1450
1451   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1452      not matter for preconditioning.  */
1453
1454   if (loop_info->final_value == 0)
1455     {
1456       if (loop_dump_stream)
1457         fprintf (loop_dump_stream,
1458                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1459       return 0;
1460     }
1461
1462   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1463      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1464      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1465      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1466      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1467   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1468        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1469       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1470           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1471       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1472     {
1473       if (loop_dump_stream)
1474         fprintf (loop_dump_stream,
1475                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1476       return 0;
1477     }
1478
1479   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1480      does not have code to deal with them.  */
1481   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1482       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1483     {
1484       if (loop_dump_stream)
1485         fprintf (loop_dump_stream,
1486                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1487       return 0;
1488     }
1489
1490   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1491      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1492
1493   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1494       > INSN_LUID (loop_start))
1495     {
1496       if (loop_dump_stream)
1497         fprintf (loop_dump_stream,
1498                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1499       return 0;
1500     }
1501
1502   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1503      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1504      iterations just like for BIV iterators.
1505
1506      Also note that the absolute values of initial_value and
1507      final_value are unimportant as only their difference is used for
1508      calculating the number of loop iterations.  */
1509   *initial_value = loop_info->initial_value;
1510   *increment = loop_info->increment;
1511   *final_value = loop_info->final_value;
1512
1513   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1514      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1515      both are constants.  */
1516   *mode = GET_MODE (*final_value);
1517   if (*mode == VOIDmode)
1518     {
1519       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1520       if (*mode == VOIDmode)
1521         *mode = word_mode;
1522     }
1523   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1524            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1525                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1526     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1527
1528   /* Success!  */
1529   if (loop_dump_stream)
1530     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1531   return 1;
1532 }
1533
1534 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1535    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1536    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1537    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1538    used with different
1539    modes.  */
1540
1541 static void
1542 init_reg_map (struct inline_remap *map, int maxregnum)
1543 {
1544   int i;
1545
1546   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1547     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1548   /* Just clear the rest of the entries.  */
1549   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1550     map->reg_map[i] = 0;
1551
1552   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1553     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1554   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1555     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1556 }
1557 \f
1558 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1559    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1560    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1561    verifying that all operands are of the proper form.
1562
1563    PATTERN must be the result of single_set.
1564    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1565
1566 static rtx
1567 calculate_giv_inc (rtx pattern, rtx src_insn, unsigned int regno)
1568 {
1569   rtx increment;
1570   rtx increment_total = 0;
1571   int tries = 0;
1572
1573  retry:
1574   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1575      as the set source.  */
1576   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1577     {
1578       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1579          to the new_reg.  */
1580       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1581       pattern = single_set (src_insn);
1582       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1583         abort ();
1584
1585       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1586          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1587       delete_related_insns (get_last_insn ());
1588     }
1589
1590   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1591   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1592   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1593     {
1594       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1595          too big to be an add immed operand.  */
1596       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1597
1598       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1599          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1600          one of the LO_SUM rtx.  */
1601       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1602         increment = XEXP (increment, 1);
1603
1604       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1605          note to the store insn.  */
1606       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1607         {
1608           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1609           if (note)
1610             increment = XEXP (note, 0);
1611         }
1612
1613       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1614                || GET_CODE (increment) == PLUS
1615                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1616                || GET_CODE (increment) == LSHIFTRT)
1617         {
1618           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1619              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.
1620              The sparc64 port loads some constants with LSHIFTRT.  */
1621           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1622           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1623
1624           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0),
1625                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1626           /* Don't need the last insn anymore.  */
1627           delete_related_insns (get_last_insn ());
1628
1629           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1630               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1631             abort ();
1632
1633           if (code == IOR)
1634             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1635           else if (code == PLUS)
1636             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1637           else if (code == ASHIFT)
1638             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1639           else
1640             increment = GEN_INT ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (increment) >> INTVAL (second_part));
1641         }
1642
1643       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1644         abort ();
1645
1646       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1647          so delete it.  */
1648       delete_related_insns (get_last_insn ());
1649     }
1650
1651   if (increment_total)
1652     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1653   else
1654     increment_total = increment;
1655
1656   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1657      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1658   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1659       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1660     {
1661       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1662          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1663          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1664
1665       if (tries == 0)
1666         {
1667           tries++;
1668
1669           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1670           pattern = single_set (src_insn);
1671
1672           delete_related_insns (get_last_insn ());
1673
1674           goto retry;
1675         }
1676
1677       abort ();
1678     }
1679
1680   return increment_total;
1681 }
1682
1683 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1684    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1685    the reg_map entries can change during copying.  */
1686
1687 static rtx
1688 initial_reg_note_copy (rtx notes, struct inline_remap *map)
1689 {
1690   rtx copy;
1691
1692   if (notes == 0)
1693     return 0;
1694
1695   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1696   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1697
1698   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1699     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1700   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1701     /* Don't substitute for these yet.  */
1702     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1703   else
1704     abort ();
1705
1706   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1707
1708   return copy;
1709 }
1710
1711 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1712
1713 static void
1714 final_reg_note_copy (rtx *notesp, struct inline_remap *map)
1715 {
1716   while (*notesp)
1717     {
1718       rtx note = *notesp;
1719
1720       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1721         {
1722           rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1723
1724           /* If we failed to remap the note, something is awry.
1725              Allow REG_LABEL as it may reference label outside
1726              the unrolled loop.  */
1727           if (!insn)
1728             {
1729               if (REG_NOTE_KIND (note) != REG_LABEL)
1730                 abort ();
1731             }
1732           else
1733             XEXP (note, 0) = insn;
1734         }
1735
1736       notesp = &XEXP (note, 1);
1737     }
1738 }
1739
1740 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1741    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1742
1743 static void
1744 copy_loop_body (struct loop *loop, rtx copy_start, rtx copy_end,
1745                 struct inline_remap *map, rtx exit_label,
1746                 int last_iteration, enum unroll_types unroll_type,
1747                 rtx start_label, rtx loop_end, rtx insert_before,
1748                 rtx copy_notes_from)
1749 {
1750   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1751   rtx insn, pattern;
1752   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1753   int dest_reg_was_split, i;
1754 #ifdef HAVE_cc0
1755   rtx cc0_insn = 0;
1756 #endif
1757   rtx final_label = 0;
1758   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1759
1760   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1761      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1762      after the end of this loop body if it was ever used.
1763
1764      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1765      to itself.  */
1766   if (! last_iteration)
1767     {
1768       final_label = gen_label_rtx ();
1769       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1770     }
1771   else
1772     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1773
1774   start_sequence ();
1775
1776   insn = copy_start;
1777   do
1778     {
1779       insn = NEXT_INSN (insn);
1780
1781       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1782
1783       switch (GET_CODE (insn))
1784         {
1785         case INSN:
1786           pattern = PATTERN (insn);
1787           copy = 0;
1788           giv_inc = 0;
1789
1790           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1791              some split address givs.  (Combined in the sense that
1792              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1793              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1794              find the address givs.  Then split the address givs.
1795              Do this before splitting the giv, since that may map the
1796              SET_DEST to a new register.  */
1797
1798           if ((set = single_set (insn))
1799               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1800               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1801             {
1802               struct iv_class *bl;
1803               struct induction *v, *tv;
1804               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1805
1806               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1807               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1808
1809               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1810                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1811                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1812                  we might accidentally delete insns generated immediately
1813                  below by emit_unrolled_add.  */
1814
1815               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1816
1817               /* Now find all address giv's that were combined with this
1818                  giv 'v'.  */
1819               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1820                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1821                   {
1822                     int this_giv_inc;
1823
1824                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1825                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1826                       continue;
1827
1828                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1829                        the two givs are different.  */
1830                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1831                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1832                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1833                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1834
1835                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1836                     *tv->location = tv->dest_reg;
1837
1838                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1839                       {
1840                         /* Must emit an insn to increment the split address
1841                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1842                            was a constant eliminated from the address.  */
1843                         rtx value, dest_reg;
1844
1845                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1846                            or else a register plus a constant.  */
1847                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1848                           dest_reg = tv->dest_reg;
1849                         else
1850                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1851
1852                         /* Check for shared address givs, and avoid
1853                            incrementing the shared pseudo reg more than
1854                            once.  */
1855                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1856                           {
1857                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1858                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1859                                to add the const_adjust amount before calling
1860                                emit_unrolled_add below.  */
1861                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1862                                                    tv->const_adjust);
1863
1864                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1865                               {
1866                                 /* The constant could be too large for an add
1867                                    immediate, so can't directly emit an insn
1868                                    here.  */
1869                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1870                                                    XEXP (value, 1));
1871                               }
1872                           }
1873
1874                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1875                            it is used after the set we have just emitted.
1876                            We must subtract the const_adjust factor added in
1877                            above.  */
1878                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1879                                                       -tv->const_adjust);
1880                         *tv->location = tv->dest_reg;
1881                       }
1882                   }
1883             }
1884
1885           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1886              how to split the variable, create a new set based on this split,
1887              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1888              use the new split variable.  */
1889
1890           dest_reg_was_split = 0;
1891
1892           if ((set = single_set (insn))
1893               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1894               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1895             {
1896               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1897               unsigned int src_regno;
1898
1899               dest_reg_was_split = 1;
1900
1901               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1902               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1903               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1904                  already computed above.  */
1905               if (giv_inc == 0)
1906                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1907
1908               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1909
1910               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1911                 {
1912                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1913                      variable to a known constant value.  */
1914
1915                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1916                      value, so we must use plus_constant here.  */
1917                   splittable_regs[regno]
1918                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1919                                      INTVAL (giv_inc));
1920
1921                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1922                     {
1923                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1924                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1925                     }
1926                   else
1927                     {
1928                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1929                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1930                          variable.  */
1931                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1932                       giv_inc = const0_rtx;
1933                     }
1934                 }
1935               else
1936                 {
1937                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1938                      register for the iteration variable, and set it to
1939                      be a constant plus the original register.  Except
1940                      on the last iteration, when the result has to
1941                      go back into the original iteration var register.  */
1942
1943                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1944                      when split.  This happens for bivs which need their
1945                      final value set before loop entry.  The new register
1946                      for the biv was stored in the biv's first struct
1947                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1948
1949                   if (regno < ivs->n_regs
1950                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1951                     {
1952                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1953                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1954                     }
1955
1956 #if 0
1957                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1958                      this would have to remap those givs also.  See
1959                      find_splittable_regs.  */
1960 #endif
1961
1962                   splittable_regs[regno]
1963                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1964                                            giv_inc,
1965                                            splittable_regs[src_regno]);
1966                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1967
1968                   /* Now split the induction variable by changing the dest
1969                      of this insn to a new register, and setting its
1970                      reg_map entry to point to this new register.
1971
1972                      If this is the last iteration, and this is the last insn
1973                      that will update the iv, then reuse the original dest,
1974                      to ensure that the iv will have the proper value when
1975                      the loop exits or repeats.
1976
1977                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
1978                      because it can only be greater than one if all
1979                      instructions modifying the iv are always executed in
1980                      order.  */
1981
1982                   if (! last_iteration
1983                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
1984                     {
1985                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
1986                       giv_dest_reg = tem;
1987                       map->reg_map[regno] = tem;
1988                       record_base_value (REGNO (tem),
1989                                          giv_inc == const0_rtx
1990                                          ? giv_src_reg
1991                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
1992                                                          giv_src_reg, giv_inc),
1993                                          1);
1994                     }
1995                   else
1996                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
1997                 }
1998
1999               /* The constant being added could be too large for an add
2000                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
2001               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
2002               copy = get_last_insn ();
2003               pattern = PATTERN (copy);
2004             }
2005           else
2006             {
2007               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2008               copy = emit_insn (pattern);
2009             }
2010           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2011           INSN_LOCATOR (copy) = INSN_LOCATOR (insn);
2012
2013           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2014              is not loop invariant, then delete it, since it
2015              may cause problems with later optimization passes.  */
2016           if ((tem = find_reg_note (copy, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2017               && !loop_invariant_p (loop, XEXP (tem, 0)))
2018             remove_note (copy, tem);
2019
2020 #ifdef HAVE_cc0
2021           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2022              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2023              In that case, the call to recog via validate_change will
2024              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2025              do it when we emit the following insn.
2026
2027              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2028              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2029              following branch insn to see which what kind of compare to
2030              emit.
2031
2032              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2033              well.  */
2034           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2035             cc0_insn = copy;
2036           else
2037             {
2038               if (cc0_insn)
2039                 try_constants (cc0_insn, map);
2040               cc0_insn = 0;
2041               try_constants (copy, map);
2042             }
2043 #else
2044           try_constants (copy, map);
2045 #endif
2046
2047           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2048              know there are no backward branches across iteration variable
2049              settings which would invalidate this.  */
2050           if (dest_reg_was_split)
2051             {
2052               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2053
2054               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2055                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2056                       == map->const_age))
2057                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2058             }
2059           break;
2060
2061         case JUMP_INSN:
2062           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2063           copy = emit_jump_insn (pattern);
2064           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2065           INSN_LOCATOR (copy) = INSN_LOCATOR (insn);
2066
2067           if (JUMP_LABEL (insn))
2068             {
2069               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2070                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2071                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2072               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2073             }
2074           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2075               && ! last_iteration)
2076             {
2077
2078               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2079                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2080                  In this case, we want to change the original fall through
2081                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2082                  original jump label case to fall_through.  */
2083
2084               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2085                 {
2086                   rtx jmp;
2087                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2088                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2089                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2090                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2091                      that.  */
2092                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2093                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2094                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2095                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2096                   emit_label_after (lab, jmp);
2097                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2098                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2099                     abort ();
2100                 }
2101             }
2102
2103 #ifdef HAVE_cc0
2104           if (cc0_insn)
2105             try_constants (cc0_insn, map);
2106           cc0_insn = 0;
2107 #endif
2108           try_constants (copy, map);
2109
2110           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2111              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2112           if (JUMP_LABEL (insn))
2113             {
2114               rtx label = 0;
2115
2116               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2117                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2118               if ((set = single_set (copy)))
2119                 {
2120                   tem = SET_SRC (set);
2121                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2122                     label = XEXP (tem, 0);
2123                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2124                     {
2125                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2126                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2127                       else
2128                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2129                     }
2130                 }
2131
2132               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2133                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2134               else
2135                 {
2136                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2137                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2138                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2139                   JUMP_LABEL (copy)
2140                     = get_label_from_map (map,
2141                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2142                 }
2143
2144               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2145                  use count so that the label will not be deleted when the
2146                  original jump is deleted.  */
2147               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2148             }
2149           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2150                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2151             {
2152               rtx pat = PATTERN (copy);
2153               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2154               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2155               int i;
2156
2157               for (i = 0; i < len; i++)
2158                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2159             }
2160
2161           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2162              direction is now known, we must do something special.  */
2163           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2164             {
2165 #ifdef HAVE_cc0
2166               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2167               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2168                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2169 #endif
2170
2171               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2172               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2173                 {
2174                   delete_insn (copy);
2175                   copy = 0;
2176                 }
2177               else
2178                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2179                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2180                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2181                 emit_barrier ();
2182             }
2183           break;
2184
2185         case CALL_INSN:
2186           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2187           copy = emit_call_insn (pattern);
2188           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2189           INSN_LOCATOR (copy) = INSN_LOCATOR (insn);
2190           SIBLING_CALL_P (copy) = SIBLING_CALL_P (insn);
2191           CONST_OR_PURE_CALL_P (copy) = CONST_OR_PURE_CALL_P (insn);
2192
2193           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2194              than hard registers, we need to copy it.  */
2195           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2196             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2197                                        map, 0);
2198
2199 #ifdef HAVE_cc0
2200           if (cc0_insn)
2201             try_constants (cc0_insn, map);
2202           cc0_insn = 0;
2203 #endif
2204           try_constants (copy, map);
2205
2206           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2207           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2208             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2209           break;
2210
2211         case CODE_LABEL:
2212           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2213              copy of this label since no one will use it.  */
2214
2215           if (insn != start_label)
2216             {
2217               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2218                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2219               map->const_age++;
2220             }
2221           break;
2222
2223         case BARRIER:
2224           copy = emit_barrier ();
2225           break;
2226
2227         case NOTE:
2228           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2229              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2230           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2231              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2232              this new block.  */
2233
2234           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2235                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2236                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2237                    && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2238                         && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2239                        || (last_iteration
2240                            && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2241             copy = emit_note_copy (insn);
2242           else
2243             copy = 0;
2244           break;
2245
2246         default:
2247           abort ();
2248         }
2249
2250       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2251     }
2252   while (insn != copy_end);
2253
2254   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2255   insn = copy_start;
2256   do
2257     {
2258       insn = NEXT_INSN (insn);
2259       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2260            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2261           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2262         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2263     }
2264   while (insn != copy_end);
2265
2266   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2267      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2268      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2269      iteration, because the original notes won't be deleted.
2270
2271      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2272      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2273      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2274      copy) when not from preconditioning code.  */
2275
2276   if (! last_iteration)
2277     {
2278       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2279         {
2280           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2281              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2282              Although COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2283              instructions before the last insn in the loop, COPY_NOTES_FROM
2284              can be a NOTE_INSN_LOOP_CONT note if there is no VTOP note,
2285              as in a do .. while loop.  */
2286           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2287               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2288                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2289                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2290                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)))
2291             emit_note_copy (insn);
2292         }
2293     }
2294
2295   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2296     emit_label (final_label);
2297
2298   tem = get_insns ();
2299   end_sequence ();
2300   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2301 }
2302 \f
2303 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2304    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2305    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2306
2307 void
2308 emit_unrolled_add (rtx dest_reg, rtx src_reg, rtx increment)
2309 {
2310   rtx result;
2311
2312   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2313                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2314
2315   if (dest_reg != result)
2316     emit_move_insn (dest_reg, result);
2317 }
2318 \f
2319 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2320    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2321    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2322
2323 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2324    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2325    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2326
2327 int
2328 back_branch_in_range_p (const struct loop *loop, rtx insn)
2329 {
2330   rtx p, q, target_insn;
2331   rtx loop_start = loop->start;
2332   rtx loop_end = loop->end;
2333   rtx orig_loop_end = loop->end;
2334
2335   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2336   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2337   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2338     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2339
2340   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2341      deleted insn following it.  */
2342   while (INSN_DELETED_P (insn))
2343     insn = NEXT_INSN (insn);
2344
2345   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2346      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2347      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2348   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2349     return 0;
2350
2351   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2352     {
2353       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2354         {
2355           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2356
2357           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2358              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2359              since insn may not have an LUID entry.  */
2360           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2361             if (q == target_insn)
2362               return 1;
2363         }
2364     }
2365
2366   return 0;
2367 }
2368
2369 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2370    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2371    value of giv's.  */
2372
2373 static rtx
2374 fold_rtx_mult_add (rtx mult1, rtx mult2, rtx add1, enum machine_mode mode)
2375 {
2376   rtx temp, mult_res;
2377   rtx result;
2378
2379   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2380      check to make sure.  */
2381   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2382       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2383       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2384     abort ();
2385
2386   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2387      will be a constant.  */
2388   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2389     {
2390       temp = mult2;
2391       mult2 = mult1;
2392       mult1 = temp;
2393     }
2394
2395   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2396   if (! mult_res)
2397     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2398
2399   /* Again, put the constant second.  */
2400   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2401     {
2402       temp = add1;
2403       add1 = mult_res;
2404       mult_res = temp;
2405     }
2406
2407   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2408   if (! result)
2409     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2410
2411   return result;
2412 }
2413
2414 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2415    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2416
2417    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2418    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2419
2420 rtx
2421 biv_total_increment (const struct iv_class *bl)
2422 {
2423   struct induction *v;
2424   rtx result;
2425
2426   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2427      instruction must be executed only once each time through the loop.
2428      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2429      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2430      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2431      an increment).  */
2432
2433   result = const0_rtx;
2434   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2435     {
2436       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2437           && ! v->maybe_multiple
2438           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
2439         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2440       else
2441         return 0;
2442     }
2443
2444   return result;
2445 }
2446
2447 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2448    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2449    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2450    in the splittable_regs array.
2451
2452    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2453    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2454    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2455    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2456    value of the induction variable and the value the induction variable had
2457    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2458
2459    Returns the total number of instructions that set registers that are
2460    splittable.  */
2461
2462 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2463    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2464    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2465    should not involve a multiply however.  */
2466
2467 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2468    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2469    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2470
2471 static int
2472 find_splittable_regs (const struct loop *loop,
2473                       enum unroll_types unroll_type, int unroll_number)
2474 {
2475   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2476   struct iv_class *bl;
2477   struct induction *v;
2478   rtx increment, tem;
2479   rtx biv_final_value;
2480   int biv_splittable;
2481   int result = 0;
2482
2483   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2484     {
2485       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2486          otherwise we can not calculate the split values.  */
2487
2488       increment = biv_total_increment (bl);
2489       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2490         continue;
2491
2492       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2493          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2494          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2495          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2496          value on loop exit.  */
2497
2498       /* loop_number_exit_count is nonzero if the loop has an exit other than
2499          a fall through at the end.  */
2500
2501       biv_splittable = 1;
2502       biv_final_value = 0;
2503       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2504           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2505           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2506               || ! bl->init_insn
2507               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2508               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2509                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2510               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2511           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2512         biv_splittable = 0;
2513
2514       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2515          PLUS, we don't know how to split it.  */
2516       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2517         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2518             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2519             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2520             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2521           biv_splittable = 0;
2522
2523       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2524          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2525          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2526          biv's value in their initialization code.  */
2527
2528       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2529          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2530
2531       if (biv_splittable == 1)
2532         {
2533           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2534             {
2535               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2536                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2537                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2538                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2539
2540               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2541                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2542                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2543                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2544                 {
2545                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2546
2547                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2548                   loop_insn_hoist (loop,
2549                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2550
2551                   if (loop_dump_stream)
2552                     fprintf (loop_dump_stream,
2553                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2554                              bl->regno, REGNO (tem));
2555
2556                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2557                 }
2558               else
2559                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2560             }
2561           else
2562             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2563
2564           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2565              we can treat the last one specially.  */
2566
2567           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2568           result += bl->biv_count;
2569
2570           if (loop_dump_stream)
2571             fprintf (loop_dump_stream,
2572                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2573         }
2574
2575       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2576          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2577          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2578          loop, and the givs aren't.  */
2579
2580       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2581                                       unroll_number);
2582
2583       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2584          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2585          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2586          biv's value in their initialization code.  */
2587       if (biv_final_value)
2588         {
2589           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2590              loop to ensure that it will always be executed no matter
2591              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2592              since this is slightly more efficient.  */
2593           if (! loop->exit_count)
2594             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2595                                                  biv_final_value));
2596           else
2597             {
2598               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2599                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2600                  is set to its final value before loop start to ensure that
2601                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2602                  exits.  */
2603               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2604               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2605
2606               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2607               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2608                                                     biv_final_value));
2609
2610               if (loop_dump_stream)
2611                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2612                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2613
2614               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2615                  register.  */
2616               bl->biv->src_reg = tem;
2617             }
2618         }
2619     }
2620   return result;
2621 }
2622
2623 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2624    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2625
2626    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2627
2628 static int
2629 find_splittable_givs (const struct loop *loop, struct iv_class *bl,
2630                       enum unroll_types unroll_type, rtx increment,
2631                       int unroll_number ATTRIBUTE_UNUSED)
2632 {
2633   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2634   struct induction *v, *v2;
2635   rtx final_value;
2636   rtx tem;
2637   int result = 0;
2638
2639   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2640      multiple identical givs in the same insn.  */
2641   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2642     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2643       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2644           && ! v2->same_insn)
2645         v2->same_insn = v;
2646
2647   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2648     {
2649       rtx giv_inc, value;
2650
2651       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2652          being completely unrolled.  */
2653       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2654         continue;
2655
2656       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2657          and only once on every iteration of the loop.  */
2658       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2659          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2660          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2661          won't reach here if they aren't.  */
2662       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2663           && (! v->always_computable
2664               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2665         continue;
2666
2667       /* The giv increment value must be a constant.  */
2668       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2669                                    v->mode);
2670       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2671         continue;
2672
2673       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2674          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2675          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2676          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2677          proper value on loop exit.  */
2678
2679       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2680          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2681          DEST_ADDR giv.  */
2682
2683       final_value = 0;
2684       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2685           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2686           && v->giv_type != DEST_ADDR
2687           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2688              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2689              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2690           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2691               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2692                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2693                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2694                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2695                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2696                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2697                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2698               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2699               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2700                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2701           && ! (final_value = v->final_value))
2702         continue;
2703
2704 #if 0
2705       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2706       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2707          code below does.  */
2708
2709       /* If the final value is nonzero, and the giv has not been reduced,
2710          then must emit an instruction to set the final value.  */
2711       if (final_value && !v->new_reg)
2712         {
2713           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2714              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2715              to its final value before loop start to ensure that this insn
2716              will always be executed, no matter how we exit.  */
2717           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2718           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2719           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2720
2721           if (loop_dump_stream)
2722             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2723                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2724
2725           v->src_reg = tem;
2726         }
2727 #endif
2728
2729       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2730          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2731
2732       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2733         {
2734           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2735              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2736              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2737              be set, so then we do exactly the same thing as
2738              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2739           rtx biv_initial_value;
2740
2741           if (splittable_regs[bl->regno])
2742             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2743           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2744                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2745                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2746             biv_initial_value = bl->initial_value;
2747           else
2748             {
2749               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2750
2751               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2752               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2753               biv_initial_value = tem;
2754             }
2755           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2756           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2757                                      v->add_val, v->mode);
2758         }
2759       else
2760         value = const0_rtx;
2761
2762       if (v->new_reg)
2763         {
2764           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2765              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2766              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2767              case.  */
2768           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2769             {
2770               if (loop_dump_stream)
2771                 fprintf (loop_dump_stream,
2772                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2773               continue;
2774             }
2775           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2776              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2777           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2778             {
2779               /* If value is not a constant, register, or register plus
2780                  constant, then compute its value into a register before
2781                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2782                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2783                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2784                  is going before the loop start.  */
2785               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2786                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2787                   && GET_CODE (value) != REG
2788                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2789                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2790                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2791                 {
2792                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2793                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2794                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2795                                           v->add_val, tem);
2796                   value = tem;
2797                 }
2798
2799               splittable_regs[reg_or_subregno (v->new_reg)] = value;
2800             }
2801           else
2802             continue;
2803         }
2804       else
2805         {
2806 #if 0
2807           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
2808              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
2809              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
2810              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
2811              result in simpler instructions, and will not require that a reg
2812              be live across loop iterations.  */
2813
2814           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
2815           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
2816                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
2817 #else
2818           continue;
2819 #endif
2820         }
2821
2822       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
2823          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
2824          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
2825          where this may not be a register.  */
2826
2827       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2828         {
2829           int count = 1;
2830           if (! v->ignore)
2831             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
2832
2833           splittable_regs_updates[reg_or_subregno (v->new_reg)] = count;
2834         }
2835
2836       result++;
2837
2838       if (loop_dump_stream)
2839         {
2840           int regnum;
2841
2842           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
2843             regnum = -1;
2844           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
2845             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
2846           else
2847             regnum = REGNO (v->dest_reg);
2848           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
2849                    regnum, INSN_UID (v->insn));
2850         }
2851     }
2852
2853   return result;
2854 }
2855 \f
2856 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
2857    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
2858    the register to some value, and appears before the first use of the register
2859    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
2860
2861 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
2862    it can search past if statements and other similar structures.  */
2863
2864 static int
2865 reg_dead_after_loop (const struct loop *loop, rtx reg)
2866 {
2867   rtx insn, label;
2868   enum rtx_code code;
2869   int jump_count = 0;
2870   int label_count = 0;
2871
2872   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
2873      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
2874      have any way to identify those, so we just give up if there are any
2875      such inner loop exits.  */
2876
2877   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2878     label_count++;
2879
2880   if (label_count != loop->exit_count)
2881     return 0;
2882
2883   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
2884      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
2885      list to it.  */
2886   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
2887   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
2888
2889   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2890     {
2891       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
2892          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
2893          a conditional jump.  */
2894
2895       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
2896       while (insn)
2897         {
2898           code = GET_CODE (insn);
2899           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
2900             {
2901               rtx set, note;
2902
2903               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
2904                 return 0;
2905
2906               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2907               if (note && reg_overlap_mentioned_p (reg, XEXP (note, 0)))
2908                 return 0;
2909
2910               set = single_set (insn);
2911               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
2912                 break;
2913             }
2914
2915           if (code == JUMP_INSN)
2916             {
2917               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
2918                 break;
2919               else if (!any_uncondjump_p (insn)
2920                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
2921                        || jump_count++ > 20)
2922                 return 0;
2923               else
2924                 insn = JUMP_LABEL (insn);
2925             }
2926
2927           insn = NEXT_INSN (insn);
2928         }
2929     }
2930
2931   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
2932   return 1;
2933 }
2934
2935 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
2936    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2937
2938 rtx
2939 final_biv_value (const struct loop *loop, struct iv_class *bl)
2940 {
2941   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
2942   rtx increment, tem;
2943
2944   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
2945
2946   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
2947     return 0;
2948
2949   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
2950      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
2951      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
2952      no other loop exits, so we can return any value.  */
2953   if (bl->reversed)
2954     {
2955       if (loop_dump_stream)
2956         fprintf (loop_dump_stream,
2957                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
2958
2959       return const0_rtx;
2960     }
2961
2962   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
2963      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
2964      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
2965      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
2966      value of the biv must be invariant.  */
2967
2968   if (n_iterations != 0
2969       && ! loop->exit_count
2970       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
2971     {
2972       increment = biv_total_increment (bl);
2973
2974       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
2975         {
2976           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
2977              end to calculate this value into a temporary register in
2978              case it is needed later.  */
2979
2980           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2981           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2982           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
2983                                  bl->initial_value, tem);
2984
2985           if (loop_dump_stream)
2986             fprintf (loop_dump_stream,
2987                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
2988
2989           return tem;
2990         }
2991     }
2992
2993   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
2994   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
2995     {
2996       if (loop_dump_stream)
2997         fprintf (loop_dump_stream,
2998                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
2999                  bl->regno);
3000
3001       return const0_rtx;
3002     }
3003
3004   return 0;
3005 }
3006
3007 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3008    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3009
3010 rtx
3011 final_giv_value (const struct loop *loop, struct induction *v)
3012 {
3013   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3014   struct iv_class *bl;
3015   rtx insn;
3016   rtx increment, tem;
3017   rtx seq;
3018   rtx loop_end = loop->end;
3019   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3020
3021   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3022
3023   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3024      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3025      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3026      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3027   if (bl->reversed)
3028     {
3029       if (loop_dump_stream)
3030         fprintf (loop_dump_stream,
3031                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3032                  REGNO (v->dest_reg));
3033       return const0_rtx;
3034     }
3035
3036   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3037      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3038      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
3039      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
3040
3041   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3042      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3043      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3044      to be known.  */
3045
3046   if (n_iterations != 0
3047       && ! loop->exit_count
3048       && v->always_executed)
3049     {
3050       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3051          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3052          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3053          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3054          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3055          biv value here if it is not eliminable.  */
3056
3057       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3058          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3059          be valid if it is invariant.  */
3060
3061       increment = biv_total_increment (bl);
3062
3063       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3064           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3065         {
3066           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3067              (n_iterations * increment) + initial_value */
3068
3069           /* The loop exit value of the giv is then
3070              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3071              The extra increments are any increments to the biv which
3072              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3073              We must search from the insn that sets the giv to the end
3074              of the loop to calculate this value.  */
3075
3076           /* Put the final biv value in tem.  */
3077           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3078           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3079           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3080                                  GEN_INT (n_iterations),
3081                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3082                                  tem);
3083
3084           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3085           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3086                insn = NEXT_INSN (insn))
3087             {
3088               struct induction *biv;
3089
3090               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3091                 if (biv->insn == insn)
3092                   {
3093                     start_sequence ();
3094                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3095                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3096                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3097                     seq = get_insns ();
3098                     end_sequence ();
3099                     loop_insn_sink (loop, seq);
3100                   }
3101             }
3102
3103           /* Now calculate the giv's final value.  */
3104           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3105
3106           if (loop_dump_stream)
3107             fprintf (loop_dump_stream,
3108                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3109                      REGNO (v->dest_reg));
3110
3111           return tem;
3112         }
3113     }
3114
3115   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3116   if (v->replaceable)
3117     abort ();
3118
3119   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3120   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3121     {
3122       if (loop_dump_stream)
3123         fprintf (loop_dump_stream,
3124                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3125                  REGNO (v->dest_reg));
3126
3127       return const0_rtx;
3128     }
3129
3130   return 0;
3131 }
3132
3133 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3134    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3135    the SET_SRC of REG.  */
3136
3137 static rtx
3138 loop_find_equiv_value (const struct loop *loop, rtx reg)
3139 {
3140   rtx loop_start = loop->start;
3141   rtx insn, set;
3142   rtx ret;
3143
3144   ret = reg;
3145   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3146     {
3147       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3148         break;
3149
3150       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3151         {
3152           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3153              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3154              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3155           if ((set = single_set (insn))
3156               && (SET_DEST (set) == reg))
3157             {
3158               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3159
3160               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3161                  Other things, divide in particular, will cause
3162                  problems later if we use them.  */
3163               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3164                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3165                 ret = XEXP (note, 0);
3166               else
3167                 ret = SET_SRC (set);
3168
3169               /* We cannot do this if it changes between the
3170                  assignment and loop start though.  */
3171               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3172                 ret = reg;
3173             }
3174           break;
3175         }
3176     }
3177   return ret;
3178 }
3179
3180 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3181
3182    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3183    and a second term.
3184
3185    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3186
3187    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3188    the proper form.  */
3189
3190 static rtx
3191 subtract_reg_term (rtx op, rtx reg)
3192 {
3193   if (op == reg)
3194     return const0_rtx;
3195   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3196     {
3197       if (XEXP (op, 0) == reg)
3198         return XEXP (op, 1);
3199       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3200         return XEXP (op, 0);
3201     }
3202   /* OP does not contain REG as a term.  */
3203   abort ();
3204 }
3205
3206 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3207    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3208    REG or a PLUS of a REG.  */
3209
3210 static rtx
3211 find_common_reg_term (rtx op0, rtx op1)
3212 {
3213   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3214       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3215     {
3216       rtx op00;
3217       rtx op01;
3218       rtx op10;
3219       rtx op11;
3220
3221       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3222         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3223       else
3224         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3225
3226       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3227         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3228       else
3229         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3230
3231       /* Find and return common register term if present.  */
3232       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3233         return op00;
3234       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3235         return op01;
3236     }
3237
3238   /* No common register term found.  */
3239   return NULL_RTX;
3240 }
3241
3242 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3243    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3244    be calculated, otherwise returns zero.  */
3245
3246 unsigned HOST_WIDE_INT
3247 loop_iterations (struct loop *loop)
3248 {
3249   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3250   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3251   rtx comparison, comparison_value;
3252   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3253   enum rtx_code comparison_code;
3254   HOST_WIDE_INT inc;
3255   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3256   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3257   int off_by_one;
3258   int increment_dir;
3259   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3260   rtx last_loop_insn;
3261   rtx reg_term;
3262   struct iv_class *bl;
3263
3264   loop_info->n_iterations = 0;
3265   loop_info->initial_value = 0;
3266   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3267   loop_info->comparison_value = 0;
3268   loop_info->final_value = 0;
3269   loop_info->final_equiv_value = 0;
3270   loop_info->increment = 0;
3271   loop_info->iteration_var = 0;
3272   loop_info->unroll_number = 1;
3273   loop_info->iv = 0;
3274
3275   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3276      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3277      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3278      loop_end.  */
3279   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3280
3281   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3282      at the end of the loop.  The following code assumes that
3283      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3284   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3285     {
3286       if (loop_dump_stream)
3287         fprintf (loop_dump_stream,
3288                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3289       return 0;
3290     }
3291
3292   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3293      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3294   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3295     {
3296       if (loop_dump_stream)
3297         fprintf (loop_dump_stream,
3298                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3299       return 0;
3300     }
3301
3302   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3303      back to differing CODE_LABELs.  */
3304   if (loop->top && loop->cont)
3305     {
3306       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3307
3308       do
3309         {
3310           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3311             {
3312               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3313               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3314                 {
3315                   if (loop_dump_stream)
3316                     fprintf
3317                       (loop_dump_stream,
3318                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3319                   return 0;
3320                 }
3321
3322               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3323                      covered by the uid_luid array.  */
3324                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3325                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3326                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3327                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3328                 {
3329                   if (loop_dump_stream)
3330                     fprintf
3331                       (loop_dump_stream,
3332                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3333                   return 0;
3334                 }
3335             }
3336         }
3337       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3338     }
3339
3340   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3341      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3342      iteration variable.  */
3343
3344   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3345   if (comparison == 0)
3346     {
3347       if (loop_dump_stream)
3348         fprintf (loop_dump_stream,
3349                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3350       return 0;
3351     }
3352
3353   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3354      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3355
3356   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3357   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3358   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3359
3360   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3361     {
3362       if (loop_dump_stream)
3363         fprintf (loop_dump_stream,
3364                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3365       return 0;
3366     }
3367
3368   /* The only new registers that are created before loop iterations
3369      are givs made from biv increments or registers created by
3370      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3371      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3372      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3373
3374   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3375       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3376     abort ();
3377
3378   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3379      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3380      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3381
3382   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3383   initial_value = 0;
3384   increment = 0;
3385
3386   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3387      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3388      value if possible.  */
3389
3390   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3391      reg_iv_type entry for it.  */
3392   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3393     {
3394       if (loop_dump_stream)
3395         fprintf (loop_dump_stream,
3396                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3397       return 0;
3398     }
3399
3400   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3401      could result in a number of iterations greater than the range of our
3402      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3403   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3404             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3405     {
3406       if (loop_dump_stream)
3407         fprintf (loop_dump_stream,
3408                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3409       return 0;
3410     }
3411   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3412     {
3413       if (loop_dump_stream)
3414         fprintf (loop_dump_stream,
3415                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3416       return 0;
3417     }
3418   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3419     {
3420       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3421         abort ();
3422
3423       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3424       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3425       initial_value = bl->initial_value;
3426       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3427         {
3428           if (loop_dump_stream)
3429             fprintf (loop_dump_stream,
3430                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3431           return 0;
3432         }
3433
3434       increment = biv_total_increment (bl);
3435     }
3436   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3437     {
3438       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3439       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3440       rtx biv_initial_value;
3441
3442       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3443         abort ();
3444
3445       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3446         {
3447           if (loop_dump_stream)
3448             fprintf (loop_dump_stream,
3449                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3450           return 0;
3451         }
3452
3453       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3454
3455       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3456
3457       increment = biv_total_increment (bl);
3458       if (increment)
3459         {
3460           struct induction *biv_inc;
3461
3462           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3463                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3464                                          const0_rtx, v->mode);
3465           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3466              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3467              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3468              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3469              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3470              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3471           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3472             {
3473               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3474                 {
3475                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
3476                     {
3477                       if (loop_dump_stream)
3478                         fprintf (loop_dump_stream,
3479                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
3480                                  REGNO (biv_inc->add_val));
3481                         return 0;
3482                     }
3483
3484                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3485                 }
3486             }
3487         }
3488       if (loop_dump_stream)
3489         fprintf (loop_dump_stream,
3490                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3491                  (long) offset);
3492
3493       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3494          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3495       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3496       initial_value
3497         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3498                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3499                              v->add_val, v->mode);
3500     }
3501   else
3502     {
3503       if (loop_dump_stream)
3504         fprintf (loop_dump_stream,
3505                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3506       return 0;
3507     }
3508
3509   if (initial_value == 0)
3510     return 0;
3511
3512   unsigned_p = 0;
3513   off_by_one = 0;
3514   switch (comparison_code)
3515     {
3516     case LEU:
3517       unsigned_p = 1;
3518     case LE:
3519       compare_dir = 1;
3520       off_by_one = 1;
3521       break;
3522     case GEU:
3523       unsigned_p = 1;
3524     case GE:
3525       compare_dir = -1;
3526       off_by_one = -1;
3527       break;
3528     case EQ:
3529       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3530       compare_dir = 0;
3531       break;
3532     case LTU:
3533       unsigned_p = 1;
3534     case LT:
3535       compare_dir = 1;
3536       break;
3537     case GTU:
3538       unsigned_p = 1;
3539     case GT:
3540       compare_dir = -1;
3541     case NE:
3542       compare_dir = 0;
3543       break;
3544     default:
3545       abort ();
3546     }
3547
3548   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3549      its value from the insns before the start of the loop.  */
3550
3551   final_value = comparison_value;
3552   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3553       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3554     {
3555       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3556
3557       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3558          off with the original register.  */
3559       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3560         final_value = comparison_value;
3561     }
3562
3563   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3564      (on the last successful iteration).  The exact final value
3565      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3566      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3567      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3568      initial_value) % increment != 0.
3569      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3570      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3571      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3572   if (off_by_one)
3573     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3574
3575   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3576      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3577      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3578      optimizations may obscure the loop's structure.
3579
3580      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3581      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3582      Only the difference between final_value and initial_value is
3583      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3584   loop_info->initial_value = initial_value;
3585   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3586   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3587   loop_info->increment = increment;
3588   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3589   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3590   loop_info->iv = bl;
3591
3592   /* Try to determine the iteration count for loops such
3593      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3594      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3595      loops into this form.  */
3596
3597   if (REG_P (initial_value))
3598     {
3599       rtx reg1;
3600       rtx reg2;
3601       rtx const2;
3602
3603       reg1 = initial_value;
3604       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3605         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3606       else
3607         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3608
3609       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3610          where reg1 != reg2.  */
3611       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3612         {
3613           rtx temp;
3614
3615           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3616              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3617           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3618
3619           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3620             initial_value = temp;
3621           else if (loop_invariant_p (loop, reg2))
3622             {
3623               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3624                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3625                  the latter case for now since it is not so common.  */
3626               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3627
3628               if (temp == loop_info->iteration_var)
3629                 temp = initial_value;
3630               if (temp == reg1)
3631                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3632                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3633             }
3634         }
3635       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3636         {
3637           rtx temp;
3638
3639           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3640              further obfuscates reversible loops of the form:
3641              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3642              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3643              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3644              can replace initial_value with const.  */
3645
3646           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3647
3648           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3649             {
3650               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3651
3652               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3653                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3654                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3655             }
3656         }
3657     }
3658
3659   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3660      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3661      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3662      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3663      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3664      when using modulo arithmetic.
3665
3666      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3667      the initial and final values carefully.  */
3668   if (loop->vtop
3669       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3670     {
3671       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3672       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3673     }
3674
3675   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3676   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3677
3678   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3679      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3680      return early for any other reason.  */
3681   if (comparison_code == EQ)
3682     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3683
3684   if (increment == 0)
3685     {
3686       if (loop_dump_stream)
3687         fprintf (loop_dump_stream,
3688                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3689       return 0;
3690     }
3691
3692   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3693     {
3694       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3695       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3696          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3697       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3698         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3699
3700       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3701         {
3702           if (loop_dump_stream)
3703             {
3704               fprintf (loop_dump_stream,
3705                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3706               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3707               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3708             }
3709           return 0;
3710         }
3711       loop_info->increment = increment;
3712     }
3713
3714   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3715     {
3716       if (loop_dump_stream)
3717         {
3718           fprintf (loop_dump_stream,
3719                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3720           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3721           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3722         }
3723       return 0;
3724     }
3725   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3726     {
3727       if (loop_dump_stream)
3728         {
3729           fprintf (loop_dump_stream,
3730                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3731           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3732           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3733         }
3734       return 0;
3735     }
3736   else if (comparison_code == EQ)
3737     {
3738       rtx inc_once;
3739
3740       if (loop_dump_stream)
3741         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3742
3743       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
3744                                GET_MODE (iteration_var));
3745
3746       if (inc_once == final_value)
3747         {
3748           /* The iterator value once through the loop is equal to the
3749              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
3750              we'll loop twice.  */
3751           if (increment == const0_rtx)
3752             return 0;
3753           loop_info->n_iterations = 2;
3754         }
3755       else
3756         loop_info->n_iterations = 1;
3757
3758       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
3759         loop_info->final_value
3760           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
3761                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3762                           GET_MODE (iteration_var));
3763       else
3764         loop_info->final_value
3765           = plus_constant (loop_info->initial_value,
3766                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
3767       loop_info->final_equiv_value
3768         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
3769                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3770                         GET_MODE (iteration_var));
3771       return loop_info->n_iterations;
3772     }
3773
3774   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3775   if (unsigned_p)
3776     final_larger
3777       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3778          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3779         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3780            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3781   else
3782     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3783       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3784
3785   if (INTVAL (increment) > 0)
3786     increment_dir = 1;
3787   else if (INTVAL (increment) == 0)
3788     increment_dir = 0;
3789   else
3790     increment_dir = -1;
3791
3792   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3793      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3794      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3795      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3796      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3797      Only try to optimize the normal cases.  */
3798
3799   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3800      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3801      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3802      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3803      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3804
3805   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3806      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3807      eliminate all of these special checks, and just always assume
3808      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3809      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3810      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3811      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3812      loops can be optimized.
3813
3814      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3815      because the action on overflow is undefined.
3816
3817      See also the special test for NE loops below.  */
3818
3819   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3820       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3821     /* Normal case.  */
3822     ;
3823   else
3824     {
3825       if (loop_dump_stream)
3826         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3827       return 0;
3828     }
3829
3830   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3831      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3832      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3833
3834   inc = INTVAL (increment);
3835   if (inc > 0)
3836     {
3837       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3838       abs_inc = inc;
3839     }
3840   else if (inc < 0)
3841     {
3842       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3843       abs_inc = -inc;
3844     }
3845   else
3846     abort ();
3847
3848   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
3849      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
3850      into the picture due to sign extension of initial and final
3851      values.  */
3852   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
3853                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
3854                << 1) - 1;
3855
3856   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
3857      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
3858      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
3859      can not calculate the number of iterations.  */
3860   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
3861     return 0;
3862
3863   /* Note that the number of iterations could be calculated using
3864      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
3865      handle potential overflow of the summation.  */
3866   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
3867   return loop_info->n_iterations;
3868 }
3869
3870 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
3871    for original instructions which remain after loop unrolling without
3872    copying.  */
3873
3874 static rtx
3875 remap_split_bivs (struct loop *loop, rtx x)
3876 {
3877   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3878   enum rtx_code code;
3879   int i;
3880   const char *fmt;
3881
3882   if (x == 0)
3883     return x;
3884
3885   code = GET_CODE (x);
3886   switch (code)
3887     {
3888     case SCRATCH:
3889     case PC:
3890     case CC0:
3891     case CONST_INT:
3892     case CONST_DOUBLE:
3893     case CONST:
3894     case SYMBOL_REF:
3895     case LABEL_REF:
3896       return x;
3897
3898     case REG:
3899 #if 0
3900       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
3901          have to remap those givs also.  */
3902 #endif
3903       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
3904           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
3905         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
3906       break;
3907
3908     default:
3909       break;
3910     }
3911
3912   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3913   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3914     {
3915       if (fmt[i] == 'e')
3916         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
3917       else if (fmt[i] == 'E')
3918         {
3919           int j;
3920           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3921             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
3922         }
3923     }
3924   return x;
3925 }
3926
3927 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
3928    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
3929    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
3930    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
3931    insns.
3932
3933    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
3934    must dominate LAST_UID.
3935
3936    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3937    may not dominate LAST_UID.
3938
3939    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3940    must dominate LAST_UID.  */
3941
3942 int
3943 set_dominates_use (int regno, int first_uid, int last_uid, rtx copy_start,
3944                    rtx copy_end)
3945 {
3946   int passed_jump = 0;
3947   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
3948
3949   while (INSN_UID (p) != first_uid)
3950     {
3951       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3952         passed_jump = 1;
3953       /* Could not find FIRST_UID.  */
3954       if (p == copy_end)
3955         return 0;
3956       p = NEXT_INSN (p);
3957     }
3958
3959   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
3960   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
3961     return 0;
3962
3963   /* FIRST_UID is always executed.  */
3964   if (passed_jump == 0)
3965     return 1;
3966
3967   while (INSN_UID (p) != last_uid)
3968     {
3969       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
3970          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
3971       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3972         return 0;
3973       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
3974          it must be safe.  */
3975       else if (p == copy_end)
3976         return 1;
3977       p = NEXT_INSN (p);
3978     }
3979
3980   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
3981   return 1;
3982 }
3983
3984 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
3985    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
3986    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
3987    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
3988    deleted so that we execute the single iteration.  */
3989
3990 static rtx
3991 ujump_to_loop_cont (rtx loop_start, rtx loop_cont)
3992 {
3993   rtx x, label, label_ref;
3994
3995   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
3996   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
3997
3998   x = pc_set (loop_start);
3999   if (!x)
4000     return NULL_RTX;
4001
4002   label_ref = SET_SRC (x);
4003   if (!label_ref)
4004     return NULL_RTX;
4005
4006   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4007   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4008   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4009     return NULL_RTX;
4010
4011   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4012   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4013     return loop_start;
4014   else
4015     return NULL_RTX;
4016 }