OSDN Git Service

* c-decl.c (finish_decl): When setting the DECL_ASSEMBLER_NAME
[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, 2002
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, Cygnus Support/UC Berkeley.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* Try to unroll a loop, and split induction variables.
24
25    Loops for which the number of iterations can be calculated exactly are
26    handled specially.  If the number of iterations times the insn_count is
27    less than MAX_UNROLLED_INSNS, then the loop is unrolled completely.
28    Otherwise, we try to unroll the loop a number of times modulo the number
29    of iterations, so that only one exit test will be needed.  It is unrolled
30    a number of times approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by
31    the insn count.
32
33    Otherwise, if the number of iterations can be calculated exactly at
34    run time, and the loop is always entered at the top, then we try to
35    precondition the loop.  That is, at run time, calculate how many times
36    the loop will execute, and then execute the loop body a few times so
37    that the remaining iterations will be some multiple of 4 (or 2 if the
38    loop is large).  Then fall through to a loop unrolled 4 (or 2) times,
39    with only one exit test needed at the end of the loop.
40
41    Otherwise, if the number of iterations can not be calculated exactly,
42    not even at run time, then we still unroll the loop a number of times
43    approximately equal to MAX_UNROLLED_INSNS divided by the insn count,
44    but there must be an exit test after each copy of the loop body.
45
46    For each induction variable, which is dead outside the loop (replaceable)
47    or for which we can easily calculate the final value, if we can easily
48    calculate its value at each place where it is set as a function of the
49    current loop unroll count and the variable's value at loop entry, then
50    the induction variable is split into `N' different variables, one for
51    each copy of the loop body.  One variable is live across the backward
52    branch, and the others are all calculated as a function of this variable.
53    This helps eliminate data dependencies, and leads to further opportunities
54    for cse.  */
55
56 /* Possible improvements follow:  */
57
58 /* ??? Add an extra pass somewhere to determine whether unrolling will
59    give any benefit.  E.g. after generating all unrolled insns, compute the
60    cost of all insns and compare against cost of insns in rolled loop.
61
62    - On traditional architectures, unrolling a non-constant bound loop
63      is a win if there is a giv whose only use is in memory addresses, the
64      memory addresses can be split, and hence giv increments can be
65      eliminated.
66    - It is also a win if the loop is executed many times, and preconditioning
67      can be performed for the loop.
68    Add code to check for these and similar cases.  */
69
70 /* ??? Improve control of which loops get unrolled.  Could use profiling
71    info to only unroll the most commonly executed loops.  Perhaps have
72    a user specifiable option to control the amount of code expansion,
73    or the percent of loops to consider for unrolling.  Etc.  */
74
75 /* ??? Look at the register copies inside the loop to see if they form a
76    simple permutation.  If so, iterate the permutation until it gets back to
77    the start state.  This is how many times we should unroll the loop, for
78    best results, because then all register copies can be eliminated.
79    For example, the lisp nreverse function should be unrolled 3 times
80    while (this)
81      {
82        next = this->cdr;
83        this->cdr = prev;
84        prev = this;
85        this = next;
86      }
87
88    ??? The number of times to unroll the loop may also be based on data
89    references in the loop.  For example, if we have a loop that references
90    x[i-1], x[i], and x[i+1], we should unroll it a multiple of 3 times.  */
91
92 /* ??? Add some simple linear equation solving capability so that we can
93    determine the number of loop iterations for more complex loops.
94    For example, consider this loop from gdb
95    #define SWAP_TARGET_AND_HOST(buffer,len)
96      {
97        char tmp;
98        char *p = (char *) buffer;
99        char *q = ((char *) buffer) + len - 1;
100        int iterations = (len + 1) >> 1;
101        int i;
102        for (p; p < q; p++, q--;)
103          {
104            tmp = *q;
105            *q = *p;
106            *p = tmp;
107          }
108      }
109    Note that:
110      start value = p = &buffer + current_iteration
111      end value   = q = &buffer + len - 1 - current_iteration
112    Given the loop exit test of "p < q", then there must be "q - p" iterations,
113    set equal to zero and solve for number of iterations:
114      q - p = len - 1 - 2*current_iteration = 0
115      current_iteration = (len - 1) / 2
116    Hence, there are (len - 1) / 2 (rounded up to the nearest integer)
117    iterations of this loop.  */
118
119 /* ??? Currently, no labels are marked as loop invariant when doing loop
120    unrolling.  This is because an insn inside the loop, that loads the address
121    of a label inside the loop into a register, could be moved outside the loop
122    by the invariant code motion pass if labels were invariant.  If the loop
123    is subsequently unrolled, the code will be wrong because each unrolled
124    body of the loop will use the same address, whereas each actually needs a
125    different address.  A case where this happens is when a loop containing
126    a switch statement is unrolled.
127
128    It would be better to let labels be considered invariant.  When we
129    unroll loops here, check to see if any insns using a label local to the
130    loop were moved before the loop.  If so, then correct the problem, by
131    moving the insn back into the loop, or perhaps replicate the insn before
132    the loop, one copy for each time the loop is unrolled.  */
133
134 #include "config.h"
135 #include "system.h"
136 #include "coretypes.h"
137 #include "tm.h"
138 #include "rtl.h"
139 #include "tm_p.h"
140 #include "insn-config.h"
141 #include "integrate.h"
142 #include "regs.h"
143 #include "recog.h"
144 #include "flags.h"
145 #include "function.h"
146 #include "expr.h"
147 #include "loop.h"
148 #include "toplev.h"
149 #include "hard-reg-set.h"
150 #include "basic-block.h"
151 #include "predict.h"
152 #include "params.h"
153 #include "cfgloop.h"
154
155 /* The prime factors looked for when trying to unroll a loop by some
156    number which is modulo the total number of iterations.  Just checking
157    for these 4 prime factors will find at least one factor for 75% of
158    all numbers theoretically.  Practically speaking, this will succeed
159    almost all of the time since loops are generally a multiple of 2
160    and/or 5.  */
161
162 #define NUM_FACTORS 4
163
164 static struct _factor { const int factor; int count; }
165 factors[NUM_FACTORS] = { {2, 0}, {3, 0}, {5, 0}, {7, 0}};
166
167 /* Describes the different types of loop unrolling performed.  */
168
169 enum unroll_types
170 {
171   UNROLL_COMPLETELY,
172   UNROLL_MODULO,
173   UNROLL_NAIVE
174 };
175
176 /* Indexed by register number, if nonzero, then it contains a pointer
177    to a struct induction for a DEST_REG giv which has been combined with
178    one of more address givs.  This is needed because whenever such a DEST_REG
179    giv is modified, we must modify the value of all split address givs
180    that were combined with this DEST_REG giv.  */
181
182 static struct induction **addr_combined_regs;
183
184 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
185    then this will hold the current value of the register, which depends on the
186    iteration number.  */
187
188 static rtx *splittable_regs;
189
190 /* Indexed by register number, if this is a splittable induction variable,
191    then this will hold the number of instructions in the loop that modify
192    the induction variable.  Used to ensure that only the last insn modifying
193    a split iv will update the original iv of the dest.  */
194
195 static int *splittable_regs_updates;
196
197 /* Forward declarations.  */
198
199 static rtx simplify_cmp_and_jump_insns PARAMS ((enum rtx_code,
200                                                 enum machine_mode,
201                                                 rtx, rtx, rtx));
202 static void init_reg_map PARAMS ((struct inline_remap *, int));
203 static rtx calculate_giv_inc PARAMS ((rtx, rtx, unsigned int));
204 static rtx initial_reg_note_copy PARAMS ((rtx, struct inline_remap *));
205 static void final_reg_note_copy PARAMS ((rtx *, struct inline_remap *));
206 static void copy_loop_body PARAMS ((struct loop *, rtx, rtx,
207                                     struct inline_remap *, rtx, int,
208                                     enum unroll_types, rtx, rtx, rtx, rtx));
209 static int find_splittable_regs PARAMS ((const struct loop *,
210                                          enum unroll_types, int));
211 static int find_splittable_givs PARAMS ((const struct loop *,
212                                          struct iv_class *, enum unroll_types,
213                                          rtx, int));
214 static int reg_dead_after_loop PARAMS ((const struct loop *, rtx));
215 static rtx fold_rtx_mult_add PARAMS ((rtx, rtx, rtx, enum machine_mode));
216 static rtx remap_split_bivs PARAMS ((struct loop *, rtx));
217 static rtx find_common_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
218 static rtx subtract_reg_term PARAMS ((rtx, rtx));
219 static rtx loop_find_equiv_value PARAMS ((const struct loop *, rtx));
220 static rtx ujump_to_loop_cont PARAMS ((rtx, rtx));
221
222 /* Try to unroll one loop and split induction variables in the loop.
223
224    The loop is described by the arguments LOOP and INSN_COUNT.
225    STRENGTH_REDUCTION_P indicates whether information generated in the
226    strength reduction pass is available.
227
228    This function is intended to be called from within `strength_reduce'
229    in loop.c.  */
230
231 void
232 unroll_loop (loop, insn_count, strength_reduce_p)
233      struct loop *loop;
234      int insn_count;
235      int strength_reduce_p;
236 {
237   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
238   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
239   int i, j;
240   unsigned int r;
241   unsigned HOST_WIDE_INT temp;
242   int unroll_number = 1;
243   rtx copy_start, copy_end;
244   rtx insn, sequence, pattern, tem;
245   int max_labelno, max_insnno;
246   rtx insert_before;
247   struct inline_remap *map;
248   char *local_label = NULL;
249   char *local_regno;
250   unsigned int max_local_regnum;
251   unsigned int maxregnum;
252   rtx exit_label = 0;
253   rtx start_label;
254   struct iv_class *bl;
255   int splitting_not_safe = 0;
256   enum unroll_types unroll_type = UNROLL_NAIVE;
257   int loop_preconditioned = 0;
258   rtx safety_label;
259   /* This points to the last real insn in the loop, which should be either
260      a JUMP_INSN (for conditional jumps) or a BARRIER (for unconditional
261      jumps).  */
262   rtx last_loop_insn;
263   rtx loop_start = loop->start;
264   rtx loop_end = loop->end;
265
266   /* Don't bother unrolling huge loops.  Since the minimum factor is
267      two, loops greater than one half of MAX_UNROLLED_INSNS will never
268      be unrolled.  */
269   if (insn_count > MAX_UNROLLED_INSNS / 2)
270     {
271       if (loop_dump_stream)
272         fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling failure: Loop too big.\n");
273       return;
274     }
275
276   /* Determine type of unroll to perform.  Depends on the number of iterations
277      and the size of the loop.  */
278
279   /* If there is no strength reduce info, then set
280      loop_info->n_iterations to zero.  This can happen if
281      strength_reduce can't find any bivs in the loop.  A value of zero
282      indicates that the number of iterations could not be calculated.  */
283
284   if (! strength_reduce_p)
285     loop_info->n_iterations = 0;
286
287   if (loop_dump_stream && loop_info->n_iterations > 0)
288     fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
289              " iterations.\n", loop_info->n_iterations);
290
291   /* Find and save a pointer to the last nonnote insn in the loop.  */
292
293   last_loop_insn = prev_nonnote_insn (loop_end);
294
295   /* Calculate how many times to unroll the loop.  Indicate whether or
296      not the loop is being completely unrolled.  */
297
298   if (loop_info->n_iterations == 1)
299     {
300       /* Handle the case where the loop begins with an unconditional
301          jump to the loop condition.  Make sure to delete the jump
302          insn, otherwise the loop body will never execute.  */
303
304       /* FIXME this actually checks for a jump to the continue point, which
305          is not the same as the condition in a for loop.  As a result, this
306          optimization fails for most for loops.  We should really use flow
307          information rather than instruction pattern matching.  */
308       rtx ujump = ujump_to_loop_cont (loop->start, loop->cont);
309
310       /* If number of iterations is exactly 1, then eliminate the compare and
311          branch at the end of the loop since they will never be taken.
312          Then return, since no other action is needed here.  */
313
314       /* If the last instruction is not a BARRIER or a JUMP_INSN, then
315          don't do anything.  */
316
317       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
318         {
319           /* Delete the jump insn.  This will delete the barrier also.  */
320           last_loop_insn = PREV_INSN (last_loop_insn);
321         }
322
323       if (ujump && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
324         {
325 #ifdef HAVE_cc0
326           rtx prev = PREV_INSN (last_loop_insn);
327 #endif
328           delete_related_insns (last_loop_insn);
329 #ifdef HAVE_cc0
330           /* The immediately preceding insn may be a compare which must be
331              deleted.  */
332           if (only_sets_cc0_p (prev))
333             delete_related_insns (prev);
334 #endif
335
336           delete_related_insns (ujump);
337
338           /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
339           if (loop->vtop)
340             delete_related_insns (loop->vtop);
341           if (loop->cont)
342             delete_related_insns (loop->cont);
343           if (loop_start)
344             delete_related_insns (loop_start);
345           if (loop_end)
346             delete_related_insns (loop_end);
347
348           return;
349         }
350     }
351
352   if (loop_info->n_iterations > 0
353       /* Avoid overflow in the next expression.  */
354       && loop_info->n_iterations < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS
355       && loop_info->n_iterations * insn_count < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
356     {
357       unroll_number = loop_info->n_iterations;
358       unroll_type = UNROLL_COMPLETELY;
359     }
360   else if (loop_info->n_iterations > 0)
361     {
362       /* Try to factor the number of iterations.  Don't bother with the
363          general case, only using 2, 3, 5, and 7 will get 75% of all
364          numbers theoretically, and almost all in practice.  */
365
366       for (i = 0; i < NUM_FACTORS; i++)
367         factors[i].count = 0;
368
369       temp = loop_info->n_iterations;
370       for (i = NUM_FACTORS - 1; i >= 0; i--)
371         while (temp % factors[i].factor == 0)
372           {
373             factors[i].count++;
374             temp = temp / factors[i].factor;
375           }
376
377       /* Start with the larger factors first so that we generally
378          get lots of unrolling.  */
379
380       unroll_number = 1;
381       temp = insn_count;
382       for (i = 3; i >= 0; i--)
383         while (factors[i].count--)
384           {
385             if (temp * factors[i].factor < (unsigned) MAX_UNROLLED_INSNS)
386               {
387                 unroll_number *= factors[i].factor;
388                 temp *= factors[i].factor;
389               }
390             else
391               break;
392           }
393
394       /* If we couldn't find any factors, then unroll as in the normal
395          case.  */
396       if (unroll_number == 1)
397         {
398           if (loop_dump_stream)
399             fprintf (loop_dump_stream, "Loop unrolling: No factors found.\n");
400         }
401       else
402         unroll_type = UNROLL_MODULO;
403     }
404
405   /* Default case, calculate number of times to unroll loop based on its
406      size.  */
407   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE)
408     {
409       if (8 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
410         unroll_number = 8;
411       else if (4 * insn_count < MAX_UNROLLED_INSNS)
412         unroll_number = 4;
413       else
414         unroll_number = 2;
415     }
416
417   /* Now we know how many times to unroll the loop.  */
418
419   if (loop_dump_stream)
420     fprintf (loop_dump_stream, "Unrolling loop %d times.\n", unroll_number);
421
422   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY || unroll_type == UNROLL_MODULO)
423     {
424       /* Loops of these types can start with jump down to the exit condition
425          in rare circumstances.
426
427          Consider a pair of nested loops where the inner loop is part
428          of the exit code for the outer loop.
429
430          In this case jump.c will not duplicate the exit test for the outer
431          loop, so it will start with a jump to the exit code.
432
433          Then consider if the inner loop turns out to iterate once and
434          only once.  We will end up deleting the jumps associated with
435          the inner loop.  However, the loop notes are not removed from
436          the instruction stream.
437
438          And finally assume that we can compute the number of iterations
439          for the outer loop.
440
441          In this case unroll may want to unroll the outer loop even though
442          it starts with a jump to the outer loop's exit code.
443
444          We could try to optimize this case, but it hardly seems worth it.
445          Just return without unrolling the loop in such cases.  */
446
447       insn = loop_start;
448       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
449         insn = NEXT_INSN (insn);
450       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
451         return;
452     }
453
454   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
455     {
456       /* Completely unrolling the loop:  Delete the compare and branch at
457          the end (the last two instructions).   This delete must done at the
458          very end of loop unrolling, to avoid problems with calls to
459          back_branch_in_range_p, which is called by find_splittable_regs.
460          All increments of splittable bivs/givs are changed to load constant
461          instructions.  */
462
463       copy_start = loop_start;
464
465       /* Set insert_before to the instruction immediately after the JUMP_INSN
466          (or BARRIER), so that any NOTEs between the JUMP_INSN and the end of
467          the loop will be correctly handled by copy_loop_body.  */
468       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
469
470       /* Set copy_end to the insn before the jump at the end of the loop.  */
471       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
472         copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
473       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
474         {
475           copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
476 #ifdef HAVE_cc0
477           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
478              instruction which we do not want to copy.  */
479           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
480             copy_end = PREV_INSN (copy_end);
481 #endif
482         }
483       else
484         {
485           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
486              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
487              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
488              jumps to after the last loop body.  */
489           if (loop_dump_stream)
490             fprintf (loop_dump_stream,
491                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
492           return;
493         }
494     }
495   else if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
496     {
497       /* Partially unrolling the loop:  The compare and branch at the end
498          (the last two instructions) must remain.  Don't copy the compare
499          and branch instructions at the end of the loop.  Insert the unrolled
500          code immediately before the compare/branch at the end so that the
501          code will fall through to them as before.  */
502
503       copy_start = loop_start;
504
505       /* Set insert_before to the jump insn at the end of the loop.
506          Set copy_end to before the jump insn at the end of the loop.  */
507       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
508         {
509           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
510           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
511         }
512       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
513         {
514           insert_before = last_loop_insn;
515 #ifdef HAVE_cc0
516           /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may be a compare
517              instruction which we do not want to copy or delete.  */
518           if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
519             insert_before = PREV_INSN (insert_before);
520 #endif
521           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
522         }
523       else
524         {
525           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
526              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
527              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
528              jumps to after the last loop body.  */
529           if (loop_dump_stream)
530             fprintf (loop_dump_stream,
531                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
532           return;
533         }
534     }
535   else
536     {
537       /* Normal case: Must copy the compare and branch instructions at the
538          end of the loop.  */
539
540       if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
541         {
542           /* Loop ends with an unconditional jump and a barrier.
543              Handle this like above, don't copy jump and barrier.
544              This is not strictly necessary, but doing so prevents generating
545              unconditional jumps to an immediately following label.
546
547              This will be corrected below if the target of this jump is
548              not the start_label.  */
549
550           insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
551           copy_end = PREV_INSN (insert_before);
552         }
553       else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
554         {
555           /* Set insert_before to immediately after the JUMP_INSN, so that
556              NOTEs at the end of the loop will be correctly handled by
557              copy_loop_body.  */
558           insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
559           copy_end = last_loop_insn;
560         }
561       else
562         {
563           /* We currently can't unroll a loop if it doesn't end with a
564              JUMP_INSN.  There would need to be a mechanism that recognizes
565              this case, and then inserts a jump after each loop body, which
566              jumps to after the last loop body.  */
567           if (loop_dump_stream)
568             fprintf (loop_dump_stream,
569                      "Unrolling failure: loop does not end with a JUMP_INSN.\n");
570           return;
571         }
572
573       /* If copying exit test branches because they can not be eliminated,
574          then must convert the fall through case of the branch to a jump past
575          the end of the loop.  Create a label to emit after the loop and save
576          it for later use.  Do not use the label after the loop, if any, since
577          it might be used by insns outside the loop, or there might be insns
578          added before it later by final_[bg]iv_value which must be after
579          the real exit label.  */
580       exit_label = gen_label_rtx ();
581
582       insn = loop_start;
583       while (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
584         insn = NEXT_INSN (insn);
585
586       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
587         {
588           /* The loop starts with a jump down to the exit condition test.
589              Start copying the loop after the barrier following this
590              jump insn.  */
591           copy_start = NEXT_INSN (insn);
592
593           /* Splitting induction variables doesn't work when the loop is
594              entered via a jump to the bottom, because then we end up doing
595              a comparison against a new register for a split variable, but
596              we did not execute the set insn for the new register because
597              it was skipped over.  */
598           splitting_not_safe = 1;
599           if (loop_dump_stream)
600             fprintf (loop_dump_stream,
601                      "Splitting not safe, because loop not entered at top.\n");
602         }
603       else
604         copy_start = loop_start;
605     }
606
607   /* This should always be the first label in the loop.  */
608   start_label = NEXT_INSN (copy_start);
609   /* There may be a line number note and/or a loop continue note here.  */
610   while (GET_CODE (start_label) == NOTE)
611     start_label = NEXT_INSN (start_label);
612   if (GET_CODE (start_label) != CODE_LABEL)
613     {
614       /* This can happen as a result of jump threading.  If the first insns in
615          the loop test the same condition as the loop's backward jump, or the
616          opposite condition, then the backward jump will be modified to point
617          to elsewhere, and the loop's start label is deleted.
618
619          This case currently can not be handled by the loop unrolling code.  */
620
621       if (loop_dump_stream)
622         fprintf (loop_dump_stream,
623                  "Unrolling failure: unknown insns between BEG note and loop label.\n");
624       return;
625     }
626   if (LABEL_NAME (start_label))
627     {
628       /* The jump optimization pass must have combined the original start label
629          with a named label for a goto.  We can't unroll this case because
630          jumps which go to the named label must be handled differently than
631          jumps to the loop start, and it is impossible to differentiate them
632          in this case.  */
633       if (loop_dump_stream)
634         fprintf (loop_dump_stream,
635                  "Unrolling failure: loop start label is gone\n");
636       return;
637     }
638
639   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
640       && GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER
641       && GET_CODE (PREV_INSN (last_loop_insn)) == JUMP_INSN
642       && start_label != JUMP_LABEL (PREV_INSN (last_loop_insn)))
643     {
644       /* In this case, we must copy the jump and barrier, because they will
645          not be converted to jumps to an immediately following label.  */
646
647       insert_before = NEXT_INSN (last_loop_insn);
648       copy_end = last_loop_insn;
649     }
650
651   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE
652       && GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN
653       && start_label != JUMP_LABEL (last_loop_insn))
654     {
655       /* ??? The loop ends with a conditional branch that does not branch back
656          to the loop start label.  In this case, we must emit an unconditional
657          branch to the loop exit after emitting the final branch.
658          copy_loop_body does not have support for this currently, so we
659          give up.  It doesn't seem worthwhile to unroll anyways since
660          unrolling would increase the number of branch instructions
661          executed.  */
662       if (loop_dump_stream)
663         fprintf (loop_dump_stream,
664                  "Unrolling failure: final conditional branch not to loop start\n");
665       return;
666     }
667
668   /* Allocate a translation table for the labels and insn numbers.
669      They will be filled in as we copy the insns in the loop.  */
670
671   max_labelno = max_label_num ();
672   max_insnno = get_max_uid ();
673
674   /* Various paths through the unroll code may reach the "egress" label
675      without initializing fields within the map structure.
676
677      To be safe, we use xcalloc to zero the memory.  */
678   map = (struct inline_remap *) xcalloc (1, sizeof (struct inline_remap));
679
680   /* Allocate the label map.  */
681
682   if (max_labelno > 0)
683     {
684       map->label_map = (rtx *) xcalloc (max_labelno, sizeof (rtx));
685       local_label = (char *) xcalloc (max_labelno, sizeof (char));
686     }
687
688   /* Search the loop and mark all local labels, i.e. the ones which have to
689      be distinct labels when copied.  For all labels which might be
690      non-local, set their label_map entries to point to themselves.
691      If they happen to be local their label_map entries will be overwritten
692      before the loop body is copied.  The label_map entries for local labels
693      will be set to a different value each time the loop body is copied.  */
694
695   for (insn = copy_start; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
696     {
697       rtx note;
698
699       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
700         local_label[CODE_LABEL_NUMBER (insn)] = 1;
701       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
702         {
703           if (JUMP_LABEL (insn))
704             set_label_in_map (map,
705                               CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)),
706                               JUMP_LABEL (insn));
707           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
708                    || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
709             {
710               rtx pat = PATTERN (insn);
711               int diff_vec_p = GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC;
712               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
713               rtx label;
714
715               for (i = 0; i < len; i++)
716                 {
717                   label = XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0);
718                   set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (label), label);
719                 }
720             }
721         }
722       if ((note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX)))
723         set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (note, 0)),
724                           XEXP (note, 0));
725     }
726
727   /* Allocate space for the insn map.  */
728
729   map->insn_map = (rtx *) xmalloc (max_insnno * sizeof (rtx));
730
731   /* Set this to zero, to indicate that we are doing loop unrolling,
732      not function inlining.  */
733   map->inline_target = 0;
734
735   /* The register and constant maps depend on the number of registers
736      present, so the final maps can't be created until after
737      find_splittable_regs is called.  However, they are needed for
738      preconditioning, so we create temporary maps when preconditioning
739      is performed.  */
740
741   /* The preconditioning code may allocate two new pseudo registers.  */
742   maxregnum = max_reg_num ();
743
744   /* local_regno is only valid for regnos < max_local_regnum.  */
745   max_local_regnum = maxregnum;
746
747   /* Allocate and zero out the splittable_regs and addr_combined_regs
748      arrays.  These must be zeroed here because they will be used if
749      loop preconditioning is performed, and must be zero for that case.
750
751      It is safe to do this here, since the extra registers created by the
752      preconditioning code and find_splittable_regs will never be used
753      to access the splittable_regs[] and addr_combined_regs[] arrays.  */
754
755   splittable_regs = (rtx *) xcalloc (maxregnum, sizeof (rtx));
756   splittable_regs_updates = (int *) xcalloc (maxregnum, sizeof (int));
757   addr_combined_regs
758     = (struct induction **) xcalloc (maxregnum, sizeof (struct induction *));
759   local_regno = (char *) xcalloc (maxregnum, sizeof (char));
760
761   /* Mark all local registers, i.e. the ones which are referenced only
762      inside the loop.  */
763   if (INSN_UID (copy_end) < max_uid_for_loop)
764     {
765       int copy_start_luid = INSN_LUID (copy_start);
766       int copy_end_luid = INSN_LUID (copy_end);
767
768       /* If a register is used in the jump insn, we must not duplicate it
769          since it will also be used outside the loop.  */
770       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN)
771         copy_end_luid--;
772
773       /* If we have a target that uses cc0, then we also must not duplicate
774          the insn that sets cc0 before the jump insn, if one is present.  */
775 #ifdef HAVE_cc0
776       if (GET_CODE (copy_end) == JUMP_INSN
777           && sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
778         copy_end_luid--;
779 #endif
780
781       /* If copy_start points to the NOTE that starts the loop, then we must
782          use the next luid, because invariant pseudo-regs moved out of the loop
783          have their lifetimes modified to start here, but they are not safe
784          to duplicate.  */
785       if (copy_start == loop_start)
786         copy_start_luid++;
787
788       /* If a pseudo's lifetime is entirely contained within this loop, then we
789          can use a different pseudo in each unrolled copy of the loop.  This
790          results in better code.  */
791       /* We must limit the generic test to max_reg_before_loop, because only
792          these pseudo registers have valid regno_first_uid info.  */
793       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_reg_before_loop; ++r)
794         if (REGNO_FIRST_UID (r) > 0 && REGNO_FIRST_UID (r) <= max_uid_for_loop
795             && REGNO_FIRST_LUID (r) >= copy_start_luid
796             && REGNO_LAST_UID (r) > 0 && REGNO_LAST_UID (r) <= max_uid_for_loop
797             && REGNO_LAST_LUID (r) <= copy_end_luid)
798           {
799             /* However, we must also check for loop-carried dependencies.
800                If the value the pseudo has at the end of iteration X is
801                used by iteration X+1, then we can not use a different pseudo
802                for each unrolled copy of the loop.  */
803             /* A pseudo is safe if regno_first_uid is a set, and this
804                set dominates all instructions from regno_first_uid to
805                regno_last_uid.  */
806             /* ??? This check is simplistic.  We would get better code if
807                this check was more sophisticated.  */
808             if (set_dominates_use (r, REGNO_FIRST_UID (r), REGNO_LAST_UID (r),
809                                    copy_start, copy_end))
810               local_regno[r] = 1;
811
812             if (loop_dump_stream)
813               {
814                 if (local_regno[r])
815                   fprintf (loop_dump_stream, "Marked reg %d as local\n", r);
816                 else
817                   fprintf (loop_dump_stream, "Did not mark reg %d as local\n",
818                            r);
819               }
820           }
821     }
822
823   /* If this loop requires exit tests when unrolled, check to see if we
824      can precondition the loop so as to make the exit tests unnecessary.
825      Just like variable splitting, this is not safe if the loop is entered
826      via a jump to the bottom.  Also, can not do this if no strength
827      reduce info, because precondition_loop_p uses this info.  */
828
829   /* Must copy the loop body for preconditioning before the following
830      find_splittable_regs call since that will emit insns which need to
831      be after the preconditioned loop copies, but immediately before the
832      unrolled loop copies.  */
833
834   /* Also, it is not safe to split induction variables for the preconditioned
835      copies of the loop body.  If we split induction variables, then the code
836      assumes that each induction variable can be represented as a function
837      of its initial value and the loop iteration number.  This is not true
838      in this case, because the last preconditioned copy of the loop body
839      could be any iteration from the first up to the `unroll_number-1'th,
840      depending on the initial value of the iteration variable.  Therefore
841      we can not split induction variables here, because we can not calculate
842      their value.  Hence, this code must occur before find_splittable_regs
843      is called.  */
844
845   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! splitting_not_safe && strength_reduce_p)
846     {
847       rtx initial_value, final_value, increment;
848       enum machine_mode mode;
849
850       if (precondition_loop_p (loop,
851                                &initial_value, &final_value, &increment,
852                                &mode))
853         {
854           rtx diff, insn;
855           rtx *labels;
856           int abs_inc, neg_inc;
857           enum rtx_code cc = loop_info->comparison_code;
858           int less_p     = (cc == LE  || cc == LEU || cc == LT  || cc == LTU);
859           int unsigned_p = (cc == LEU || cc == GEU || cc == LTU || cc == GTU);
860
861           map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
862
863           VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray, maxregnum,
864                                    "unroll_loop_precondition");
865           global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
866
867           init_reg_map (map, maxregnum);
868
869           /* Limit loop unrolling to 4, since this will make 7 copies of
870              the loop body.  */
871           if (unroll_number > 4)
872             unroll_number = 4;
873
874           /* Save the absolute value of the increment, and also whether or
875              not it is negative.  */
876           neg_inc = 0;
877           abs_inc = INTVAL (increment);
878           if (abs_inc < 0)
879             {
880               abs_inc = -abs_inc;
881               neg_inc = 1;
882             }
883
884           start_sequence ();
885
886           /* We must copy the final and initial values here to avoid
887              improperly shared rtl.  */
888           final_value = copy_rtx (final_value);
889           initial_value = copy_rtx (initial_value);
890
891           /* Final value may have form of (PLUS val1 const1_rtx).  We need
892              to convert it into general operand, so compute the real value.  */
893
894           final_value = force_operand (final_value, NULL_RTX);
895           if (!nonmemory_operand (final_value, VOIDmode))
896             final_value = force_reg (mode, final_value);
897
898           /* Calculate the difference between the final and initial values.
899              Final value may be a (plus (reg x) (const_int 1)) rtx.
900
901              We have to deal with for (i = 0; --i < 6;) type loops.
902              For such loops the real final value is the first time the
903              loop variable overflows, so the diff we calculate is the
904              distance from the overflow value.  This is 0 or ~0 for
905              unsigned loops depending on the direction, or INT_MAX,
906              INT_MAX+1 for signed loops.  We really do not need the
907              exact value, since we are only interested in the diff
908              modulo the increment, and the increment is a power of 2,
909              so we can pretend that the overflow value is 0/~0.  */
910
911           if (cc == NE || less_p != neg_inc)
912             diff = simplify_gen_binary (MINUS, mode, final_value,
913                                         initial_value);
914           else
915             diff = simplify_gen_unary (neg_inc ? NOT : NEG, mode,
916                                        initial_value, mode);
917           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
918
919           /* Now calculate (diff % (unroll * abs (increment))) by using an
920              and instruction.  */
921           diff = simplify_gen_binary (AND, mode, diff,
922                                       GEN_INT (unroll_number*abs_inc - 1));
923           diff = force_operand (diff, NULL_RTX);
924
925           /* Now emit a sequence of branches to jump to the proper precond
926              loop entry point.  */
927
928           labels = (rtx *) xmalloc (sizeof (rtx) * unroll_number);
929           for (i = 0; i < unroll_number; i++)
930             labels[i] = gen_label_rtx ();
931
932           /* Check for the case where the initial value is greater than or
933              equal to the final value.  In that case, we want to execute
934              exactly one loop iteration.  The code below will fail for this
935              case.  This check does not apply if the loop has a NE
936              comparison at the end.  */
937
938           if (cc != NE)
939             {
940               rtx incremented_initval;
941               enum rtx_code cmp_code;
942
943               incremented_initval
944                 = simplify_gen_binary (PLUS, mode, initial_value, increment);
945               incremented_initval
946                 = force_operand (incremented_initval, NULL_RTX);
947
948               cmp_code = (less_p
949                           ? (unsigned_p ? GEU : GE)
950                           : (unsigned_p ? LEU : LE));
951
952               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode,
953                                                   incremented_initval,
954                                                   final_value, labels[1]);
955               if (insn)
956                 predict_insn_def (insn, PRED_LOOP_CONDITION, TAKEN);
957             }
958
959           /* Assuming the unroll_number is 4, and the increment is 2, then
960              for a negative increment:  for a positive increment:
961              diff = 0,1   precond 0     diff = 0,7   precond 0
962              diff = 2,3   precond 3     diff = 1,2   precond 1
963              diff = 4,5   precond 2     diff = 3,4   precond 2
964              diff = 6,7   precond 1     diff = 5,6   precond 3  */
965
966           /* We only need to emit (unroll_number - 1) branches here, the
967              last case just falls through to the following code.  */
968
969           /* ??? This would give better code if we emitted a tree of branches
970              instead of the current linear list of branches.  */
971
972           for (i = 0; i < unroll_number - 1; i++)
973             {
974               int cmp_const;
975               enum rtx_code cmp_code;
976
977               /* For negative increments, must invert the constant compared
978                  against, except when comparing against zero.  */
979               if (i == 0)
980                 {
981                   cmp_const = 0;
982                   cmp_code = EQ;
983                 }
984               else if (neg_inc)
985                 {
986                   cmp_const = unroll_number - i;
987                   cmp_code = GE;
988                 }
989               else
990                 {
991                   cmp_const = i;
992                   cmp_code = LE;
993                 }
994
995               insn = simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
996                                                   GEN_INT (abs_inc*cmp_const),
997                                                   labels[i]);
998               if (insn)
999                 predict_insn (insn, PRED_LOOP_PRECONDITIONING,
1000                               REG_BR_PROB_BASE / (unroll_number - i));
1001             }
1002
1003           /* If the increment is greater than one, then we need another branch,
1004              to handle other cases equivalent to 0.  */
1005
1006           /* ??? This should be merged into the code above somehow to help
1007              simplify the code here, and reduce the number of branches emitted.
1008              For the negative increment case, the branch here could easily
1009              be merged with the `0' case branch above.  For the positive
1010              increment case, it is not clear how this can be simplified.  */
1011
1012           if (abs_inc != 1)
1013             {
1014               int cmp_const;
1015               enum rtx_code cmp_code;
1016
1017               if (neg_inc)
1018                 {
1019                   cmp_const = abs_inc - 1;
1020                   cmp_code = LE;
1021                 }
1022               else
1023                 {
1024                   cmp_const = abs_inc * (unroll_number - 1) + 1;
1025                   cmp_code = GE;
1026                 }
1027
1028               simplify_cmp_and_jump_insns (cmp_code, mode, diff,
1029                                            GEN_INT (cmp_const), labels[0]);
1030             }
1031
1032           sequence = get_insns ();
1033           end_sequence ();
1034           loop_insn_hoist (loop, sequence);
1035
1036           /* Only the last copy of the loop body here needs the exit
1037              test, so set copy_end to exclude the compare/branch here,
1038              and then reset it inside the loop when get to the last
1039              copy.  */
1040
1041           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1042             copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1043           else if (GET_CODE (last_loop_insn) == JUMP_INSN)
1044             {
1045               copy_end = PREV_INSN (last_loop_insn);
1046 #ifdef HAVE_cc0
1047               /* The immediately preceding insn may be a compare which
1048                  we do not want to copy.  */
1049               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (copy_end)))
1050                 copy_end = PREV_INSN (copy_end);
1051 #endif
1052             }
1053           else
1054             abort ();
1055
1056           for (i = 1; i < unroll_number; i++)
1057             {
1058               emit_label_after (labels[unroll_number - i],
1059                                 PREV_INSN (loop_start));
1060
1061               memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1062               memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0),
1063                       0, (VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
1064                           * sizeof (struct const_equiv_data)));
1065               map->const_age = 0;
1066
1067               for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1068                 if (local_label[j])
1069                   set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1070
1071               for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1072                 if (local_regno[r])
1073                   {
1074                     map->reg_map[r]
1075                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1076                     record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1077                                        regno_reg_rtx[r], 0);
1078                   }
1079               /* The last copy needs the compare/branch insns at the end,
1080                  so reset copy_end here if the loop ends with a conditional
1081                  branch.  */
1082
1083               if (i == unroll_number - 1)
1084                 {
1085                   if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1086                     copy_end = PREV_INSN (PREV_INSN (last_loop_insn));
1087                   else
1088                     copy_end = last_loop_insn;
1089                 }
1090
1091               /* None of the copies are the `last_iteration', so just
1092                  pass zero for that parameter.  */
1093               copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, 0,
1094                               unroll_type, start_label, loop_end,
1095                               loop_start, copy_end);
1096             }
1097           emit_label_after (labels[0], PREV_INSN (loop_start));
1098
1099           if (GET_CODE (last_loop_insn) == BARRIER)
1100             {
1101               insert_before = PREV_INSN (last_loop_insn);
1102               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1103             }
1104           else
1105             {
1106               insert_before = last_loop_insn;
1107 #ifdef HAVE_cc0
1108               /* The instruction immediately before the JUMP_INSN may
1109                  be a compare instruction which we do not want to copy
1110                  or delete.  */
1111               if (sets_cc0_p (PREV_INSN (insert_before)))
1112                 insert_before = PREV_INSN (insert_before);
1113 #endif
1114               copy_end = PREV_INSN (insert_before);
1115             }
1116
1117           /* Set unroll type to MODULO now.  */
1118           unroll_type = UNROLL_MODULO;
1119           loop_preconditioned = 1;
1120
1121           /* Clean up.  */
1122           free (labels);
1123         }
1124     }
1125
1126   /* If reach here, and the loop type is UNROLL_NAIVE, then don't unroll
1127      the loop unless all loops are being unrolled.  */
1128   if (unroll_type == UNROLL_NAIVE && ! flag_old_unroll_all_loops)
1129     {
1130       if (loop_dump_stream)
1131         fprintf (loop_dump_stream,
1132                  "Unrolling failure: Naive unrolling not being done.\n");
1133       goto egress;
1134     }
1135
1136   /* At this point, we are guaranteed to unroll the loop.  */
1137
1138   /* Keep track of the unroll factor for the loop.  */
1139   loop_info->unroll_number = unroll_number;
1140
1141   /* And whether the loop has been preconditioned.  */
1142   loop_info->preconditioned = loop_preconditioned;
1143
1144   /* Remember whether it was preconditioned for the second loop pass.  */
1145   NOTE_PRECONDITIONED (loop->end) = loop_preconditioned;
1146
1147   /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
1148      a different variable for each unrolled copy of the loop body.
1149      We precalculate and save this info here, since computing it is
1150      expensive.
1151
1152      Do this before deleting any instructions from the loop, so that
1153      back_branch_in_range_p will work correctly.  */
1154
1155   if (splitting_not_safe)
1156     temp = 0;
1157   else
1158     temp = find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number);
1159
1160   /* find_splittable_regs may have created some new registers, so must
1161      reallocate the reg_map with the new larger size, and must realloc
1162      the constant maps also.  */
1163
1164   maxregnum = max_reg_num ();
1165   map->reg_map = (rtx *) xmalloc (maxregnum * sizeof (rtx));
1166
1167   init_reg_map (map, maxregnum);
1168
1169   if (map->const_equiv_varray == 0)
1170     VARRAY_CONST_EQUIV_INIT (map->const_equiv_varray,
1171                              maxregnum + temp * unroll_number * 2,
1172                              "unroll_loop");
1173   global_const_equiv_varray = map->const_equiv_varray;
1174
1175   /* Search the list of bivs and givs to find ones which need to be remapped
1176      when split, and set their reg_map entry appropriately.  */
1177
1178   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
1179     {
1180       if (REGNO (bl->biv->src_reg) != bl->regno)
1181         map->reg_map[bl->regno] = bl->biv->src_reg;
1182 #if 0
1183       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
1184       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
1185         if (REGNO (v->src_reg) != bl->regno)
1186           map->reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->src_reg;
1187 #endif
1188     }
1189
1190   /* Use our current register alignment and pointer flags.  */
1191   map->regno_pointer_align = cfun->emit->regno_pointer_align;
1192   map->x_regno_reg_rtx = cfun->emit->x_regno_reg_rtx;
1193
1194   /* If the loop is being partially unrolled, and the iteration variables
1195      are being split, and are being renamed for the split, then must fix up
1196      the compare/jump instruction at the end of the loop to refer to the new
1197      registers.  This compare isn't copied, so the registers used in it
1198      will never be replaced if it isn't done here.  */
1199
1200   if (unroll_type == UNROLL_MODULO)
1201     {
1202       insn = NEXT_INSN (copy_end);
1203       if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
1204         PATTERN (insn) = remap_split_bivs (loop, PATTERN (insn));
1205     }
1206
1207   /* For unroll_number times, make a copy of each instruction
1208      between copy_start and copy_end, and insert these new instructions
1209      before the end of the loop.  */
1210
1211   for (i = 0; i < unroll_number; i++)
1212     {
1213       memset ((char *) map->insn_map, 0, max_insnno * sizeof (rtx));
1214       memset ((char *) &VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, 0), 0,
1215               VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray) * sizeof (struct const_equiv_data));
1216       map->const_age = 0;
1217
1218       for (j = 0; j < max_labelno; j++)
1219         if (local_label[j])
1220           set_label_in_map (map, j, gen_label_rtx ());
1221
1222       for (r = FIRST_PSEUDO_REGISTER; r < max_local_regnum; r++)
1223         if (local_regno[r])
1224           {
1225             map->reg_map[r] = gen_reg_rtx (GET_MODE (regno_reg_rtx[r]));
1226             record_base_value (REGNO (map->reg_map[r]),
1227                                regno_reg_rtx[r], 0);
1228           }
1229
1230       /* If loop starts with a branch to the test, then fix it so that
1231          it points to the test of the first unrolled copy of the loop.  */
1232       if (i == 0 && loop_start != copy_start)
1233         {
1234           insn = PREV_INSN (copy_start);
1235           pattern = PATTERN (insn);
1236
1237           tem = get_label_from_map (map,
1238                                     CODE_LABEL_NUMBER
1239                                     (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)));
1240           SET_SRC (pattern) = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, tem);
1241
1242           /* Set the jump label so that it can be used by later loop unrolling
1243              passes.  */
1244           JUMP_LABEL (insn) = tem;
1245           LABEL_NUSES (tem)++;
1246         }
1247
1248       copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label,
1249                       i == unroll_number - 1, unroll_type, start_label,
1250                       loop_end, insert_before, insert_before);
1251     }
1252
1253   /* Before deleting any insns, emit a CODE_LABEL immediately after the last
1254      insn to be deleted.  This prevents any runaway delete_insn call from
1255      more insns that it should, as it always stops at a CODE_LABEL.  */
1256
1257   /* Delete the compare and branch at the end of the loop if completely
1258      unrolling the loop.  Deleting the backward branch at the end also
1259      deletes the code label at the start of the loop.  This is done at
1260      the very end to avoid problems with back_branch_in_range_p.  */
1261
1262   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1263     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), last_loop_insn);
1264   else
1265     safety_label = emit_label_after (gen_label_rtx (), copy_end);
1266
1267   /* Delete all of the original loop instructions.  Don't delete the
1268      LOOP_BEG note, or the first code label in the loop.  */
1269
1270   insn = NEXT_INSN (copy_start);
1271   while (insn != safety_label)
1272     {
1273       /* ??? Don't delete named code labels.  They will be deleted when the
1274          jump that references them is deleted.  Otherwise, we end up deleting
1275          them twice, which causes them to completely disappear instead of turn
1276          into NOTE_INSN_DELETED_LABEL notes.  This in turn causes aborts in
1277          dwarfout.c/dwarf2out.c.  We could perhaps fix the dwarf*out.c files
1278          to handle deleted labels instead.  Or perhaps fix DECL_RTL of the
1279          associated LABEL_DECL to point to one of the new label instances.  */
1280       /* ??? Likewise, we can't delete a NOTE_INSN_DELETED_LABEL note.  */
1281       if (insn != start_label
1282           && ! (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL && LABEL_NAME (insn))
1283           && ! (GET_CODE (insn) == NOTE
1284                 && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_DELETED_LABEL))
1285         insn = delete_related_insns (insn);
1286       else
1287         insn = NEXT_INSN (insn);
1288     }
1289
1290   /* Can now delete the 'safety' label emitted to protect us from runaway
1291      delete_related_insns calls.  */
1292   if (INSN_DELETED_P (safety_label))
1293     abort ();
1294   delete_related_insns (safety_label);
1295
1296   /* If exit_label exists, emit it after the loop.  Doing the emit here
1297      forces it to have a higher INSN_UID than any insn in the unrolled loop.
1298      This is needed so that mostly_true_jump in reorg.c will treat jumps
1299      to this loop end label correctly, i.e. predict that they are usually
1300      not taken.  */
1301   if (exit_label)
1302     emit_label_after (exit_label, loop_end);
1303
1304  egress:
1305   if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1306     {
1307       /* Remove the loop notes since this is no longer a loop.  */
1308       if (loop->vtop)
1309         delete_related_insns (loop->vtop);
1310       if (loop->cont)
1311         delete_related_insns (loop->cont);
1312       if (loop_start)
1313         delete_related_insns (loop_start);
1314       if (loop_end)
1315         delete_related_insns (loop_end);
1316     }
1317
1318   if (map->const_equiv_varray)
1319     VARRAY_FREE (map->const_equiv_varray);
1320   if (map->label_map)
1321     {
1322       free (map->label_map);
1323       free (local_label);
1324     }
1325   free (map->insn_map);
1326   free (splittable_regs);
1327   free (splittable_regs_updates);
1328   free (addr_combined_regs);
1329   free (local_regno);
1330   if (map->reg_map)
1331     free (map->reg_map);
1332   free (map);
1333 }
1334
1335 /* A helper function for unroll_loop.  Emit a compare and branch to 
1336    satisfy (CMP OP1 OP2), but pass this through the simplifier first.
1337    If the branch turned out to be conditional, return it, otherwise
1338    return NULL.  */
1339
1340 static rtx
1341 simplify_cmp_and_jump_insns (code, mode, op0, op1, label)
1342      enum rtx_code code;
1343      enum machine_mode mode;
1344      rtx op0, op1, label;
1345 {
1346   rtx t, insn;
1347
1348   t = simplify_relational_operation (code, mode, op0, op1);
1349   if (!t)
1350     {
1351       enum rtx_code scode = signed_condition (code);
1352       emit_cmp_and_jump_insns (op0, op1, scode, NULL_RTX, mode,
1353                                code != scode, label);
1354       insn = get_last_insn ();
1355
1356       JUMP_LABEL (insn) = label;
1357       LABEL_NUSES (label) += 1;
1358
1359       return insn;
1360     }
1361   else if (t == const_true_rtx)
1362     {
1363       insn = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1364       emit_barrier ();
1365       JUMP_LABEL (insn) = label;
1366       LABEL_NUSES (label) += 1;
1367     }
1368
1369   return NULL_RTX;
1370 }
1371 \f
1372 /* Return true if the loop can be safely, and profitably, preconditioned
1373    so that the unrolled copies of the loop body don't need exit tests.
1374
1375    This only works if final_value, initial_value and increment can be
1376    determined, and if increment is a constant power of 2.
1377    If increment is not a power of 2, then the preconditioning modulo
1378    operation would require a real modulo instead of a boolean AND, and this
1379    is not considered `profitable'.  */
1380
1381 /* ??? If the loop is known to be executed very many times, or the machine
1382    has a very cheap divide instruction, then preconditioning is a win even
1383    when the increment is not a power of 2.  Use RTX_COST to compute
1384    whether divide is cheap.
1385    ??? A divide by constant doesn't actually need a divide, look at
1386    expand_divmod.  The reduced cost of this optimized modulo is not
1387    reflected in RTX_COST.  */
1388
1389 int
1390 precondition_loop_p (loop, initial_value, final_value, increment, mode)
1391      const struct loop *loop;
1392      rtx *initial_value, *final_value, *increment;
1393      enum machine_mode *mode;
1394 {
1395   rtx loop_start = loop->start;
1396   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
1397
1398   if (loop_info->n_iterations > 0)
1399     {
1400       if (INTVAL (loop_info->increment) > 0)
1401         {
1402           *initial_value = const0_rtx;
1403           *increment = const1_rtx;
1404           *final_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1405         }
1406       else
1407         {
1408           *initial_value = GEN_INT (loop_info->n_iterations);
1409           *increment = constm1_rtx;
1410           *final_value = const0_rtx;
1411         }
1412       *mode = word_mode;
1413
1414       if (loop_dump_stream)
1415         fprintf (loop_dump_stream,
1416                  "Preconditioning: Success, number of iterations known, "
1417                  HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC ".\n",
1418                  loop_info->n_iterations);
1419       return 1;
1420     }
1421
1422   if (loop_info->iteration_var == 0)
1423     {
1424       if (loop_dump_stream)
1425         fprintf (loop_dump_stream,
1426                  "Preconditioning: Could not find iteration variable.\n");
1427       return 0;
1428     }
1429   else if (loop_info->initial_value == 0)
1430     {
1431       if (loop_dump_stream)
1432         fprintf (loop_dump_stream,
1433                  "Preconditioning: Could not find initial value.\n");
1434       return 0;
1435     }
1436   else if (loop_info->increment == 0)
1437     {
1438       if (loop_dump_stream)
1439         fprintf (loop_dump_stream,
1440                  "Preconditioning: Could not find increment value.\n");
1441       return 0;
1442     }
1443   else if (GET_CODE (loop_info->increment) != CONST_INT)
1444     {
1445       if (loop_dump_stream)
1446         fprintf (loop_dump_stream,
1447                  "Preconditioning: Increment not a constant.\n");
1448       return 0;
1449     }
1450   else if ((exact_log2 (INTVAL (loop_info->increment)) < 0)
1451            && (exact_log2 (-INTVAL (loop_info->increment)) < 0))
1452     {
1453       if (loop_dump_stream)
1454         fprintf (loop_dump_stream,
1455                  "Preconditioning: Increment not a constant power of 2.\n");
1456       return 0;
1457     }
1458
1459   /* Unsigned_compare and compare_dir can be ignored here, since they do
1460      not matter for preconditioning.  */
1461
1462   if (loop_info->final_value == 0)
1463     {
1464       if (loop_dump_stream)
1465         fprintf (loop_dump_stream,
1466                  "Preconditioning: EQ comparison loop.\n");
1467       return 0;
1468     }
1469
1470   /* Must ensure that final_value is invariant, so call
1471      loop_invariant_p to check.  Before doing so, must check regno
1472      against max_reg_before_loop to make sure that the register is in
1473      the range covered by loop_invariant_p.  If it isn't, then it is
1474      most likely a biv/giv which by definition are not invariant.  */
1475   if ((GET_CODE (loop_info->final_value) == REG
1476        && REGNO (loop_info->final_value) >= max_reg_before_loop)
1477       || (GET_CODE (loop_info->final_value) == PLUS
1478           && REGNO (XEXP (loop_info->final_value, 0)) >= max_reg_before_loop)
1479       || ! loop_invariant_p (loop, loop_info->final_value))
1480     {
1481       if (loop_dump_stream)
1482         fprintf (loop_dump_stream,
1483                  "Preconditioning: Final value not invariant.\n");
1484       return 0;
1485     }
1486
1487   /* Fail for floating point values, since the caller of this function
1488      does not have code to deal with them.  */
1489   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->final_value)) == MODE_FLOAT
1490       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->initial_value)) == MODE_FLOAT)
1491     {
1492       if (loop_dump_stream)
1493         fprintf (loop_dump_stream,
1494                  "Preconditioning: Floating point final or initial value.\n");
1495       return 0;
1496     }
1497
1498   /* Fail if loop_info->iteration_var is not live before loop_start,
1499      since we need to test its value in the preconditioning code.  */
1500
1501   if (REGNO_FIRST_LUID (REGNO (loop_info->iteration_var))
1502       > INSN_LUID (loop_start))
1503     {
1504       if (loop_dump_stream)
1505         fprintf (loop_dump_stream,
1506                  "Preconditioning: Iteration var not live before loop start.\n");
1507       return 0;
1508     }
1509
1510   /* Note that loop_iterations biases the initial value for GIV iterators
1511      such as "while (i-- > 0)" so that we can calculate the number of
1512      iterations just like for BIV iterators.
1513
1514      Also note that the absolute values of initial_value and
1515      final_value are unimportant as only their difference is used for
1516      calculating the number of loop iterations.  */
1517   *initial_value = loop_info->initial_value;
1518   *increment = loop_info->increment;
1519   *final_value = loop_info->final_value;
1520
1521   /* Decide what mode to do these calculations in.  Choose the larger
1522      of final_value's mode and initial_value's mode, or a full-word if
1523      both are constants.  */
1524   *mode = GET_MODE (*final_value);
1525   if (*mode == VOIDmode)
1526     {
1527       *mode = GET_MODE (*initial_value);
1528       if (*mode == VOIDmode)
1529         *mode = word_mode;
1530     }
1531   else if (*mode != GET_MODE (*initial_value)
1532            && (GET_MODE_SIZE (*mode)
1533                < GET_MODE_SIZE (GET_MODE (*initial_value))))
1534     *mode = GET_MODE (*initial_value);
1535
1536   /* Success!  */
1537   if (loop_dump_stream)
1538     fprintf (loop_dump_stream, "Preconditioning: Successful.\n");
1539   return 1;
1540 }
1541
1542 /* All pseudo-registers must be mapped to themselves.  Two hard registers
1543    must be mapped, VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM and VIRTUAL_INCOMING_ARGS_
1544    REGNUM, to avoid function-inlining specific conversions of these
1545    registers.  All other hard regs can not be mapped because they may be
1546    used with different
1547    modes.  */
1548
1549 static void
1550 init_reg_map (map, maxregnum)
1551      struct inline_remap *map;
1552      int maxregnum;
1553 {
1554   int i;
1555
1556   for (i = maxregnum - 1; i > LAST_VIRTUAL_REGISTER; i--)
1557     map->reg_map[i] = regno_reg_rtx[i];
1558   /* Just clear the rest of the entries.  */
1559   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER; i >= 0; i--)
1560     map->reg_map[i] = 0;
1561
1562   map->reg_map[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM]
1563     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_STACK_VARS_REGNUM];
1564   map->reg_map[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM]
1565     = regno_reg_rtx[VIRTUAL_INCOMING_ARGS_REGNUM];
1566 }
1567 \f
1568 /* Strength-reduction will often emit code for optimized biv/givs which
1569    calculates their value in a temporary register, and then copies the result
1570    to the iv.  This procedure reconstructs the pattern computing the iv;
1571    verifying that all operands are of the proper form.
1572
1573    PATTERN must be the result of single_set.
1574    The return value is the amount that the giv is incremented by.  */
1575
1576 static rtx
1577 calculate_giv_inc (pattern, src_insn, regno)
1578      rtx pattern, src_insn;
1579      unsigned int regno;
1580 {
1581   rtx increment;
1582   rtx increment_total = 0;
1583   int tries = 0;
1584
1585  retry:
1586   /* Verify that we have an increment insn here.  First check for a plus
1587      as the set source.  */
1588   if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1589     {
1590       /* SR sometimes computes the new giv value in a temp, then copies it
1591          to the new_reg.  */
1592       src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1593       pattern = single_set (src_insn);
1594       if (GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != PLUS)
1595         abort ();
1596
1597       /* The last insn emitted is not needed, so delete it to avoid confusing
1598          the second cse pass.  This insn sets the giv unnecessarily.  */
1599       delete_related_insns (get_last_insn ());
1600     }
1601
1602   /* Verify that we have a constant as the second operand of the plus.  */
1603   increment = XEXP (SET_SRC (pattern), 1);
1604   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1605     {
1606       /* SR sometimes puts the constant in a register, especially if it is
1607          too big to be an add immed operand.  */
1608       increment = find_last_value (increment, &src_insn, NULL_RTX, 0);
1609
1610       /* SR may have used LO_SUM to compute the constant if it is too large
1611          for a load immed operand.  In this case, the constant is in operand
1612          one of the LO_SUM rtx.  */
1613       if (GET_CODE (increment) == LO_SUM)
1614         increment = XEXP (increment, 1);
1615
1616       /* Some ports store large constants in memory and add a REG_EQUAL
1617          note to the store insn.  */
1618       else if (GET_CODE (increment) == MEM)
1619         {
1620           rtx note = find_reg_note (src_insn, REG_EQUAL, 0);
1621           if (note)
1622             increment = XEXP (note, 0);
1623         }
1624
1625       else if (GET_CODE (increment) == IOR
1626                || GET_CODE (increment) == PLUS
1627                || GET_CODE (increment) == ASHIFT
1628                || GET_CODE (increment) == LSHIFTRT)
1629         {
1630           /* The rs6000 port loads some constants with IOR.
1631              The alpha port loads some constants with ASHIFT and PLUS.
1632              The sparc64 port loads some constants with LSHIFTRT.  */
1633           rtx second_part = XEXP (increment, 1);
1634           enum rtx_code code = GET_CODE (increment);
1635
1636           increment = find_last_value (XEXP (increment, 0),
1637                                        &src_insn, NULL_RTX, 0);
1638           /* Don't need the last insn anymore.  */
1639           delete_related_insns (get_last_insn ());
1640
1641           if (GET_CODE (second_part) != CONST_INT
1642               || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1643             abort ();
1644
1645           if (code == IOR)
1646             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) | INTVAL (second_part));
1647           else if (code == PLUS)
1648             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) + INTVAL (second_part));
1649           else if (code == ASHIFT)
1650             increment = GEN_INT (INTVAL (increment) << INTVAL (second_part));
1651           else
1652             increment = GEN_INT ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (increment) >> INTVAL (second_part));
1653         }
1654
1655       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
1656         abort ();
1657
1658       /* The insn loading the constant into a register is no longer needed,
1659          so delete it.  */
1660       delete_related_insns (get_last_insn ());
1661     }
1662
1663   if (increment_total)
1664     increment_total = GEN_INT (INTVAL (increment_total) + INTVAL (increment));
1665   else
1666     increment_total = increment;
1667
1668   /* Check that the source register is the same as the register we expected
1669      to see as the source.  If not, something is seriously wrong.  */
1670   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != REG
1671       || REGNO (XEXP (SET_SRC (pattern), 0)) != regno)
1672     {
1673       /* Some machines (e.g. the romp), may emit two add instructions for
1674          certain constants, so lets try looking for another add immediately
1675          before this one if we have only seen one add insn so far.  */
1676
1677       if (tries == 0)
1678         {
1679           tries++;
1680
1681           src_insn = PREV_INSN (src_insn);
1682           pattern = single_set (src_insn);
1683
1684           delete_related_insns (get_last_insn ());
1685
1686           goto retry;
1687         }
1688
1689       abort ();
1690     }
1691
1692   return increment_total;
1693 }
1694
1695 /* Copy REG_NOTES, except for insn references, because not all insn_map
1696    entries are valid yet.  We do need to copy registers now though, because
1697    the reg_map entries can change during copying.  */
1698
1699 static rtx
1700 initial_reg_note_copy (notes, map)
1701      rtx notes;
1702      struct inline_remap *map;
1703 {
1704   rtx copy;
1705
1706   if (notes == 0)
1707     return 0;
1708
1709   copy = rtx_alloc (GET_CODE (notes));
1710   PUT_REG_NOTE_KIND (copy, REG_NOTE_KIND (notes));
1711
1712   if (GET_CODE (notes) == EXPR_LIST)
1713     XEXP (copy, 0) = copy_rtx_and_substitute (XEXP (notes, 0), map, 0);
1714   else if (GET_CODE (notes) == INSN_LIST)
1715     /* Don't substitute for these yet.  */
1716     XEXP (copy, 0) = copy_rtx (XEXP (notes, 0));
1717   else
1718     abort ();
1719
1720   XEXP (copy, 1) = initial_reg_note_copy (XEXP (notes, 1), map);
1721
1722   return copy;
1723 }
1724
1725 /* Fixup insn references in copied REG_NOTES.  */
1726
1727 static void
1728 final_reg_note_copy (notesp, map)
1729      rtx *notesp;
1730      struct inline_remap *map;
1731 {
1732   while (*notesp)
1733     {
1734       rtx note = *notesp;
1735
1736       if (GET_CODE (note) == INSN_LIST)
1737         {
1738           /* Sometimes, we have a REG_WAS_0 note that points to a
1739              deleted instruction.  In that case, we can just delete the
1740              note.  */
1741           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_WAS_0)
1742             {
1743               *notesp = XEXP (note, 1);
1744               continue;
1745             }
1746           else
1747             {
1748               rtx insn = map->insn_map[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
1749
1750               /* If we failed to remap the note, something is awry.
1751                  Allow REG_LABEL as it may reference label outside
1752                  the unrolled loop.  */
1753               if (!insn)
1754                 {
1755                   if (REG_NOTE_KIND (note) != REG_LABEL)
1756                     abort ();
1757                 }
1758               else
1759                 XEXP (note, 0) = insn;
1760             }
1761         }
1762
1763       notesp = &XEXP (note, 1);
1764     }
1765 }
1766
1767 /* Copy each instruction in the loop, substituting from map as appropriate.
1768    This is very similar to a loop in expand_inline_function.  */
1769
1770 static void
1771 copy_loop_body (loop, copy_start, copy_end, map, exit_label, last_iteration,
1772                 unroll_type, start_label, loop_end, insert_before,
1773                 copy_notes_from)
1774      struct loop *loop;
1775      rtx copy_start, copy_end;
1776      struct inline_remap *map;
1777      rtx exit_label;
1778      int last_iteration;
1779      enum unroll_types unroll_type;
1780      rtx start_label, loop_end, insert_before, copy_notes_from;
1781 {
1782   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
1783   rtx insn, pattern;
1784   rtx set, tem, copy = NULL_RTX;
1785   int dest_reg_was_split, i;
1786 #ifdef HAVE_cc0
1787   rtx cc0_insn = 0;
1788 #endif
1789   rtx final_label = 0;
1790   rtx giv_inc, giv_dest_reg, giv_src_reg;
1791
1792   /* If this isn't the last iteration, then map any references to the
1793      start_label to final_label.  Final label will then be emitted immediately
1794      after the end of this loop body if it was ever used.
1795
1796      If this is the last iteration, then map references to the start_label
1797      to itself.  */
1798   if (! last_iteration)
1799     {
1800       final_label = gen_label_rtx ();
1801       set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), final_label);
1802     }
1803   else
1804     set_label_in_map (map, CODE_LABEL_NUMBER (start_label), start_label);
1805
1806   start_sequence ();
1807
1808   insn = copy_start;
1809   do
1810     {
1811       insn = NEXT_INSN (insn);
1812
1813       map->orig_asm_operands_vector = 0;
1814
1815       switch (GET_CODE (insn))
1816         {
1817         case INSN:
1818           pattern = PATTERN (insn);
1819           copy = 0;
1820           giv_inc = 0;
1821
1822           /* Check to see if this is a giv that has been combined with
1823              some split address givs.  (Combined in the sense that
1824              `combine_givs' in loop.c has put two givs in the same register.)
1825              In this case, we must search all givs based on the same biv to
1826              find the address givs.  Then split the address givs.
1827              Do this before splitting the giv, since that may map the
1828              SET_DEST to a new register.  */
1829
1830           if ((set = single_set (insn))
1831               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1832               && addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1833             {
1834               struct iv_class *bl;
1835               struct induction *v, *tv;
1836               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1837
1838               v = addr_combined_regs[REGNO (SET_DEST (set))];
1839               bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
1840
1841               /* Although the giv_inc amount is not needed here, we must call
1842                  calculate_giv_inc here since it might try to delete the
1843                  last insn emitted.  If we wait until later to call it,
1844                  we might accidentally delete insns generated immediately
1845                  below by emit_unrolled_add.  */
1846
1847               giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1848
1849               /* Now find all address giv's that were combined with this
1850                  giv 'v'.  */
1851               for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
1852                 if (tv->giv_type == DEST_ADDR && tv->same == v)
1853                   {
1854                     int this_giv_inc;
1855
1856                     /* If this DEST_ADDR giv was not split, then ignore it.  */
1857                     if (*tv->location != tv->dest_reg)
1858                       continue;
1859
1860                     /* Scale this_giv_inc if the multiplicative factors of
1861                        the two givs are different.  */
1862                     this_giv_inc = INTVAL (giv_inc);
1863                     if (tv->mult_val != v->mult_val)
1864                       this_giv_inc = (this_giv_inc / INTVAL (v->mult_val)
1865                                       * INTVAL (tv->mult_val));
1866
1867                     tv->dest_reg = plus_constant (tv->dest_reg, this_giv_inc);
1868                     *tv->location = tv->dest_reg;
1869
1870                     if (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)
1871                       {
1872                         /* Must emit an insn to increment the split address
1873                            giv.  Add in the const_adjust field in case there
1874                            was a constant eliminated from the address.  */
1875                         rtx value, dest_reg;
1876
1877                         /* tv->dest_reg will be either a bare register,
1878                            or else a register plus a constant.  */
1879                         if (GET_CODE (tv->dest_reg) == REG)
1880                           dest_reg = tv->dest_reg;
1881                         else
1882                           dest_reg = XEXP (tv->dest_reg, 0);
1883
1884                         /* Check for shared address givs, and avoid
1885                            incrementing the shared pseudo reg more than
1886                            once.  */
1887                         if (! tv->same_insn && ! tv->shared)
1888                           {
1889                             /* tv->dest_reg may actually be a (PLUS (REG)
1890                                (CONST)) here, so we must call plus_constant
1891                                to add the const_adjust amount before calling
1892                                emit_unrolled_add below.  */
1893                             value = plus_constant (tv->dest_reg,
1894                                                    tv->const_adjust);
1895
1896                             if (GET_CODE (value) == PLUS)
1897                               {
1898                                 /* The constant could be too large for an add
1899                                    immediate, so can't directly emit an insn
1900                                    here.  */
1901                                 emit_unrolled_add (dest_reg, XEXP (value, 0),
1902                                                    XEXP (value, 1));
1903                               }
1904                           }
1905
1906                         /* Reset the giv to be just the register again, in case
1907                            it is used after the set we have just emitted.
1908                            We must subtract the const_adjust factor added in
1909                            above.  */
1910                         tv->dest_reg = plus_constant (dest_reg,
1911                                                       -tv->const_adjust);
1912                         *tv->location = tv->dest_reg;
1913                       }
1914                   }
1915             }
1916
1917           /* If this is a setting of a splittable variable, then determine
1918              how to split the variable, create a new set based on this split,
1919              and set up the reg_map so that later uses of the variable will
1920              use the new split variable.  */
1921
1922           dest_reg_was_split = 0;
1923
1924           if ((set = single_set (insn))
1925               && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
1926               && splittable_regs[REGNO (SET_DEST (set))])
1927             {
1928               unsigned int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1929               unsigned int src_regno;
1930
1931               dest_reg_was_split = 1;
1932
1933               giv_dest_reg = SET_DEST (set);
1934               giv_src_reg = giv_dest_reg;
1935               /* Compute the increment value for the giv, if it wasn't
1936                  already computed above.  */
1937               if (giv_inc == 0)
1938                 giv_inc = calculate_giv_inc (set, insn, regno);
1939
1940               src_regno = REGNO (giv_src_reg);
1941
1942               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
1943                 {
1944                   /* Completely unrolling the loop.  Set the induction
1945                      variable to a known constant value.  */
1946
1947                   /* The value in splittable_regs may be an invariant
1948                      value, so we must use plus_constant here.  */
1949                   splittable_regs[regno]
1950                     = plus_constant (splittable_regs[src_regno],
1951                                      INTVAL (giv_inc));
1952
1953                   if (GET_CODE (splittable_regs[regno]) == PLUS)
1954                     {
1955                       giv_src_reg = XEXP (splittable_regs[regno], 0);
1956                       giv_inc = XEXP (splittable_regs[regno], 1);
1957                     }
1958                   else
1959                     {
1960                       /* The splittable_regs value must be a REG or a
1961                          CONST_INT, so put the entire value in the giv_src_reg
1962                          variable.  */
1963                       giv_src_reg = splittable_regs[regno];
1964                       giv_inc = const0_rtx;
1965                     }
1966                 }
1967               else
1968                 {
1969                   /* Partially unrolling loop.  Create a new pseudo
1970                      register for the iteration variable, and set it to
1971                      be a constant plus the original register.  Except
1972                      on the last iteration, when the result has to
1973                      go back into the original iteration var register.  */
1974
1975                   /* Handle bivs which must be mapped to a new register
1976                      when split.  This happens for bivs which need their
1977                      final value set before loop entry.  The new register
1978                      for the biv was stored in the biv's first struct
1979                      induction entry by find_splittable_regs.  */
1980
1981                   if (regno < ivs->n_regs
1982                       && REG_IV_TYPE (ivs, regno) == BASIC_INDUCT)
1983                     {
1984                       giv_src_reg = REG_IV_CLASS (ivs, regno)->biv->src_reg;
1985                       giv_dest_reg = giv_src_reg;
1986                     }
1987
1988 #if 0
1989                   /* If non-reduced/final-value givs were split, then
1990                      this would have to remap those givs also.  See
1991                      find_splittable_regs.  */
1992 #endif
1993
1994                   splittable_regs[regno]
1995                     = simplify_gen_binary (PLUS, GET_MODE (giv_src_reg),
1996                                            giv_inc,
1997                                            splittable_regs[src_regno]);
1998                   giv_inc = splittable_regs[regno];
1999
2000                   /* Now split the induction variable by changing the dest
2001                      of this insn to a new register, and setting its
2002                      reg_map entry to point to this new register.
2003
2004                      If this is the last iteration, and this is the last insn
2005                      that will update the iv, then reuse the original dest,
2006                      to ensure that the iv will have the proper value when
2007                      the loop exits or repeats.
2008
2009                      Using splittable_regs_updates here like this is safe,
2010                      because it can only be greater than one if all
2011                      instructions modifying the iv are always executed in
2012                      order.  */
2013
2014                   if (! last_iteration
2015                       || (splittable_regs_updates[regno]-- != 1))
2016                     {
2017                       tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (giv_src_reg));
2018                       giv_dest_reg = tem;
2019                       map->reg_map[regno] = tem;
2020                       record_base_value (REGNO (tem),
2021                                          giv_inc == const0_rtx
2022                                          ? giv_src_reg
2023                                          : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (giv_src_reg),
2024                                                          giv_src_reg, giv_inc),
2025                                          1);
2026                     }
2027                   else
2028                     map->reg_map[regno] = giv_src_reg;
2029                 }
2030
2031               /* The constant being added could be too large for an add
2032                  immediate, so can't directly emit an insn here.  */
2033               emit_unrolled_add (giv_dest_reg, giv_src_reg, giv_inc);
2034               copy = get_last_insn ();
2035               pattern = PATTERN (copy);
2036             }
2037           else
2038             {
2039               pattern = copy_rtx_and_substitute (pattern, map, 0);
2040               copy = emit_insn (pattern);
2041             }
2042           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2043           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2044
2045           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2046              is not loop invariant, then delete it, since it
2047              may cause problems with later optimization passes.  */
2048           if ((tem = find_reg_note (copy, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2049               && !loop_invariant_p (loop, XEXP (tem, 0)))
2050             remove_note (copy, tem);
2051
2052 #ifdef HAVE_cc0
2053           /* If this insn is setting CC0, it may need to look at
2054              the insn that uses CC0 to see what type of insn it is.
2055              In that case, the call to recog via validate_change will
2056              fail.  So don't substitute constants here.  Instead,
2057              do it when we emit the following insn.
2058
2059              For example, see the pyr.md file.  That machine has signed and
2060              unsigned compares.  The compare patterns must check the
2061              following branch insn to see which what kind of compare to
2062              emit.
2063
2064              If the previous insn set CC0, substitute constants on it as
2065              well.  */
2066           if (sets_cc0_p (PATTERN (copy)) != 0)
2067             cc0_insn = copy;
2068           else
2069             {
2070               if (cc0_insn)
2071                 try_constants (cc0_insn, map);
2072               cc0_insn = 0;
2073               try_constants (copy, map);
2074             }
2075 #else
2076           try_constants (copy, map);
2077 #endif
2078
2079           /* Make split induction variable constants `permanent' since we
2080              know there are no backward branches across iteration variable
2081              settings which would invalidate this.  */
2082           if (dest_reg_was_split)
2083             {
2084               int regno = REGNO (SET_DEST (set));
2085
2086               if ((size_t) regno < VARRAY_SIZE (map->const_equiv_varray)
2087                   && (VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age
2088                       == map->const_age))
2089                 VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, regno).age = -1;
2090             }
2091           break;
2092
2093         case JUMP_INSN:
2094           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2095           copy = emit_jump_insn (pattern);
2096           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2097           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2098
2099           if (JUMP_LABEL (insn))
2100             {
2101               JUMP_LABEL (copy) = get_label_from_map (map,
2102                                                       CODE_LABEL_NUMBER
2103                                                       (JUMP_LABEL (insn)));
2104               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2105             }
2106           if (JUMP_LABEL (insn) == start_label && insn == copy_end
2107               && ! last_iteration)
2108             {
2109
2110               /* This is a branch to the beginning of the loop; this is the
2111                  last insn being copied; and this is not the last iteration.
2112                  In this case, we want to change the original fall through
2113                  case to be a branch past the end of the loop, and the
2114                  original jump label case to fall_through.  */
2115
2116               if (!invert_jump (copy, exit_label, 0))
2117                 {
2118                   rtx jmp;
2119                   rtx lab = gen_label_rtx ();
2120                   /* Can't do it by reversing the jump (probably because we
2121                      couldn't reverse the conditions), so emit a new
2122                      jump_insn after COPY, and redirect the jump around
2123                      that.  */
2124                   jmp = emit_jump_insn_after (gen_jump (exit_label), copy);
2125                   JUMP_LABEL (jmp) = exit_label;
2126                   LABEL_NUSES (exit_label)++;
2127                   jmp = emit_barrier_after (jmp);
2128                   emit_label_after (lab, jmp);
2129                   LABEL_NUSES (lab) = 0;
2130                   if (!redirect_jump (copy, lab, 0))
2131                     abort ();
2132                 }
2133             }
2134
2135 #ifdef HAVE_cc0
2136           if (cc0_insn)
2137             try_constants (cc0_insn, map);
2138           cc0_insn = 0;
2139 #endif
2140           try_constants (copy, map);
2141
2142           /* Set the jump label of COPY correctly to avoid problems with
2143              later passes of unroll_loop, if INSN had jump label set.  */
2144           if (JUMP_LABEL (insn))
2145             {
2146               rtx label = 0;
2147
2148               /* Can't use the label_map for every insn, since this may be
2149                  the backward branch, and hence the label was not mapped.  */
2150               if ((set = single_set (copy)))
2151                 {
2152                   tem = SET_SRC (set);
2153                   if (GET_CODE (tem) == LABEL_REF)
2154                     label = XEXP (tem, 0);
2155                   else if (GET_CODE (tem) == IF_THEN_ELSE)
2156                     {
2157                       if (XEXP (tem, 1) != pc_rtx)
2158                         label = XEXP (XEXP (tem, 1), 0);
2159                       else
2160                         label = XEXP (XEXP (tem, 2), 0);
2161                     }
2162                 }
2163
2164               if (label && GET_CODE (label) == CODE_LABEL)
2165                 JUMP_LABEL (copy) = label;
2166               else
2167                 {
2168                   /* An unrecognizable jump insn, probably the entry jump
2169                      for a switch statement.  This label must have been mapped,
2170                      so just use the label_map to get the new jump label.  */
2171                   JUMP_LABEL (copy)
2172                     = get_label_from_map (map,
2173                                           CODE_LABEL_NUMBER (JUMP_LABEL (insn)));
2174                 }
2175
2176               /* If this is a non-local jump, then must increase the label
2177                  use count so that the label will not be deleted when the
2178                  original jump is deleted.  */
2179               LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (copy))++;
2180             }
2181           else if (GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_VEC
2182                    || GET_CODE (PATTERN (copy)) == ADDR_DIFF_VEC)
2183             {
2184               rtx pat = PATTERN (copy);
2185               int diff_vec_p = GET_CODE (pat) == ADDR_DIFF_VEC;
2186               int len = XVECLEN (pat, diff_vec_p);
2187               int i;
2188
2189               for (i = 0; i < len; i++)
2190                 LABEL_NUSES (XEXP (XVECEXP (pat, diff_vec_p, i), 0))++;
2191             }
2192
2193           /* If this used to be a conditional jump insn but whose branch
2194              direction is now known, we must do something special.  */
2195           if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn) && map->last_pc_value)
2196             {
2197 #ifdef HAVE_cc0
2198               /* If the previous insn set cc0 for us, delete it.  */
2199               if (only_sets_cc0_p (PREV_INSN (copy)))
2200                 delete_related_insns (PREV_INSN (copy));
2201 #endif
2202
2203               /* If this is now a no-op, delete it.  */
2204               if (map->last_pc_value == pc_rtx)
2205                 {
2206                   delete_insn (copy);
2207                   copy = 0;
2208                 }
2209               else
2210                 /* Otherwise, this is unconditional jump so we must put a
2211                    BARRIER after it.  We could do some dead code elimination
2212                    here, but jump.c will do it just as well.  */
2213                 emit_barrier ();
2214             }
2215           break;
2216
2217         case CALL_INSN:
2218           pattern = copy_rtx_and_substitute (PATTERN (insn), map, 0);
2219           copy = emit_call_insn (pattern);
2220           REG_NOTES (copy) = initial_reg_note_copy (REG_NOTES (insn), map);
2221           INSN_SCOPE (copy) = INSN_SCOPE (insn);
2222           SIBLING_CALL_P (copy) = SIBLING_CALL_P (insn);
2223           CONST_OR_PURE_CALL_P (copy) = CONST_OR_PURE_CALL_P (insn);
2224
2225           /* Because the USAGE information potentially contains objects other
2226              than hard registers, we need to copy it.  */
2227           CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (copy)
2228             = copy_rtx_and_substitute (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
2229                                        map, 0);
2230
2231 #ifdef HAVE_cc0
2232           if (cc0_insn)
2233             try_constants (cc0_insn, map);
2234           cc0_insn = 0;
2235 #endif
2236           try_constants (copy, map);
2237
2238           /* Be lazy and assume CALL_INSNs clobber all hard registers.  */
2239           for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2240             VARRAY_CONST_EQUIV (map->const_equiv_varray, i).rtx = 0;
2241           break;
2242
2243         case CODE_LABEL:
2244           /* If this is the loop start label, then we don't need to emit a
2245              copy of this label since no one will use it.  */
2246
2247           if (insn != start_label)
2248             {
2249               copy = emit_label (get_label_from_map (map,
2250                                                      CODE_LABEL_NUMBER (insn)));
2251               map->const_age++;
2252             }
2253           break;
2254
2255         case BARRIER:
2256           copy = emit_barrier ();
2257           break;
2258
2259         case NOTE:
2260           /* VTOP and CONT notes are valid only before the loop exit test.
2261              If placed anywhere else, loop may generate bad code.  */
2262           /* BASIC_BLOCK notes exist to stabilize basic block structures with
2263              the associated rtl.  We do not want to share the structure in
2264              this new block.  */
2265
2266           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2267               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED_LABEL
2268               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2269               && ((NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2270                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2271                   || (last_iteration && unroll_type != UNROLL_COMPLETELY)))
2272             copy = emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
2273                               NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2274           else
2275             copy = 0;
2276           break;
2277
2278         default:
2279           abort ();
2280         }
2281
2282       map->insn_map[INSN_UID (insn)] = copy;
2283     }
2284   while (insn != copy_end);
2285
2286   /* Now finish coping the REG_NOTES.  */
2287   insn = copy_start;
2288   do
2289     {
2290       insn = NEXT_INSN (insn);
2291       if ((GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2292            || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2293           && map->insn_map[INSN_UID (insn)])
2294         final_reg_note_copy (&REG_NOTES (map->insn_map[INSN_UID (insn)]), map);
2295     }
2296   while (insn != copy_end);
2297
2298   /* There may be notes between copy_notes_from and loop_end.  Emit a copy of
2299      each of these notes here, since there may be some important ones, such as
2300      NOTE_INSN_BLOCK_END notes, in this group.  We don't do this on the last
2301      iteration, because the original notes won't be deleted.
2302
2303      We can't use insert_before here, because when from preconditioning,
2304      insert_before points before the loop.  We can't use copy_end, because
2305      there may be insns already inserted after it (which we don't want to
2306      copy) when not from preconditioning code.  */
2307
2308   if (! last_iteration)
2309     {
2310       for (insn = copy_notes_from; insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn))
2311         {
2312           /* VTOP notes are valid only before the loop exit test.
2313              If placed anywhere else, loop may generate bad code.
2314              Although COPY_NOTES_FROM will be at most one or two (for cc0)
2315              instructions before the last insn in the loop, COPY_NOTES_FROM
2316              can be a NOTE_INSN_LOOP_CONT note if there is no VTOP note,
2317              as in a do .. while loop.  */
2318           if (GET_CODE (insn) == NOTE
2319               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_DELETED
2320               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK
2321               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP
2322               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2323             emit_note (NOTE_SOURCE_FILE (insn), NOTE_LINE_NUMBER (insn));
2324         }
2325     }
2326
2327   if (final_label && LABEL_NUSES (final_label) > 0)
2328     emit_label (final_label);
2329
2330   tem = get_insns ();
2331   end_sequence ();
2332   loop_insn_emit_before (loop, 0, insert_before, tem);
2333 }
2334 \f
2335 /* Emit an insn, using the expand_binop to ensure that a valid insn is
2336    emitted.  This will correctly handle the case where the increment value
2337    won't fit in the immediate field of a PLUS insns.  */
2338
2339 void
2340 emit_unrolled_add (dest_reg, src_reg, increment)
2341      rtx dest_reg, src_reg, increment;
2342 {
2343   rtx result;
2344
2345   result = expand_simple_binop (GET_MODE (dest_reg), PLUS, src_reg, increment,
2346                                 dest_reg, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
2347
2348   if (dest_reg != result)
2349     emit_move_insn (dest_reg, result);
2350 }
2351 \f
2352 /* Searches the insns between INSN and LOOP->END.  Returns 1 if there
2353    is a backward branch in that range that branches to somewhere between
2354    LOOP->START and INSN.  Returns 0 otherwise.  */
2355
2356 /* ??? This is quadratic algorithm.  Could be rewritten to be linear.
2357    In practice, this is not a problem, because this function is seldom called,
2358    and uses a negligible amount of CPU time on average.  */
2359
2360 int
2361 back_branch_in_range_p (loop, insn)
2362      const struct loop *loop;
2363      rtx insn;
2364 {
2365   rtx p, q, target_insn;
2366   rtx loop_start = loop->start;
2367   rtx loop_end = loop->end;
2368   rtx orig_loop_end = loop->end;
2369
2370   /* Stop before we get to the backward branch at the end of the loop.  */
2371   loop_end = prev_nonnote_insn (loop_end);
2372   if (GET_CODE (loop_end) == BARRIER)
2373     loop_end = PREV_INSN (loop_end);
2374
2375   /* Check in case insn has been deleted, search forward for first non
2376      deleted insn following it.  */
2377   while (INSN_DELETED_P (insn))
2378     insn = NEXT_INSN (insn);
2379
2380   /* Check for the case where insn is the last insn in the loop.  Deal
2381      with the case where INSN was a deleted loop test insn, in which case
2382      it will now be the NOTE_LOOP_END.  */
2383   if (insn == loop_end || insn == orig_loop_end)
2384     return 0;
2385
2386   for (p = NEXT_INSN (insn); p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
2387     {
2388       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
2389         {
2390           target_insn = JUMP_LABEL (p);
2391
2392           /* Search from loop_start to insn, to see if one of them is
2393              the target_insn.  We can't use INSN_LUID comparisons here,
2394              since insn may not have an LUID entry.  */
2395           for (q = loop_start; q != insn; q = NEXT_INSN (q))
2396             if (q == target_insn)
2397               return 1;
2398         }
2399     }
2400
2401   return 0;
2402 }
2403
2404 /* Try to generate the simplest rtx for the expression
2405    (PLUS (MULT mult1 mult2) add1).  This is used to calculate the initial
2406    value of giv's.  */
2407
2408 static rtx
2409 fold_rtx_mult_add (mult1, mult2, add1, mode)
2410      rtx mult1, mult2, add1;
2411      enum machine_mode mode;
2412 {
2413   rtx temp, mult_res;
2414   rtx result;
2415
2416   /* The modes must all be the same.  This should always be true.  For now,
2417      check to make sure.  */
2418   if ((GET_MODE (mult1) != mode && GET_MODE (mult1) != VOIDmode)
2419       || (GET_MODE (mult2) != mode && GET_MODE (mult2) != VOIDmode)
2420       || (GET_MODE (add1) != mode && GET_MODE (add1) != VOIDmode))
2421     abort ();
2422
2423   /* Ensure that if at least one of mult1/mult2 are constant, then mult2
2424      will be a constant.  */
2425   if (GET_CODE (mult1) == CONST_INT)
2426     {
2427       temp = mult2;
2428       mult2 = mult1;
2429       mult1 = temp;
2430     }
2431
2432   mult_res = simplify_binary_operation (MULT, mode, mult1, mult2);
2433   if (! mult_res)
2434     mult_res = gen_rtx_MULT (mode, mult1, mult2);
2435
2436   /* Again, put the constant second.  */
2437   if (GET_CODE (add1) == CONST_INT)
2438     {
2439       temp = add1;
2440       add1 = mult_res;
2441       mult_res = temp;
2442     }
2443
2444   result = simplify_binary_operation (PLUS, mode, add1, mult_res);
2445   if (! result)
2446     result = gen_rtx_PLUS (mode, add1, mult_res);
2447
2448   return result;
2449 }
2450
2451 /* Searches the list of induction struct's for the biv BL, to try to calculate
2452    the total increment value for one iteration of the loop as a constant.
2453
2454    Returns the increment value as an rtx, simplified as much as possible,
2455    if it can be calculated.  Otherwise, returns 0.  */
2456
2457 rtx
2458 biv_total_increment (bl)
2459      const struct iv_class *bl;
2460 {
2461   struct induction *v;
2462   rtx result;
2463
2464   /* For increment, must check every instruction that sets it.  Each
2465      instruction must be executed only once each time through the loop.
2466      To verify this, we check that the insn is always executed, and that
2467      there are no backward branches after the insn that branch to before it.
2468      Also, the insn must have a mult_val of one (to make sure it really is
2469      an increment).  */
2470
2471   result = const0_rtx;
2472   for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
2473     {
2474       if (v->always_computable && v->mult_val == const1_rtx
2475           && ! v->maybe_multiple
2476           && SCALAR_INT_MODE_P (v->mode))
2477         result = fold_rtx_mult_add (result, const1_rtx, v->add_val, v->mode);
2478       else
2479         return 0;
2480     }
2481
2482   return result;
2483 }
2484
2485 /* For each biv and giv, determine whether it can be safely split into
2486    a different variable for each unrolled copy of the loop body.  If it
2487    is safe to split, then indicate that by saving some useful info
2488    in the splittable_regs array.
2489
2490    If the loop is being completely unrolled, then splittable_regs will hold
2491    the current value of the induction variable while the loop is unrolled.
2492    It must be set to the initial value of the induction variable here.
2493    Otherwise, splittable_regs will hold the difference between the current
2494    value of the induction variable and the value the induction variable had
2495    at the top of the loop.  It must be set to the value 0 here.
2496
2497    Returns the total number of instructions that set registers that are
2498    splittable.  */
2499
2500 /* ?? If the loop is only unrolled twice, then most of the restrictions to
2501    constant values are unnecessary, since we can easily calculate increment
2502    values in this case even if nothing is constant.  The increment value
2503    should not involve a multiply however.  */
2504
2505 /* ?? Even if the biv/giv increment values aren't constant, it may still
2506    be beneficial to split the variable if the loop is only unrolled a few
2507    times, since multiplies by small integers (1,2,3,4) are very cheap.  */
2508
2509 static int
2510 find_splittable_regs (loop, unroll_type, unroll_number)
2511      const struct loop *loop;
2512      enum unroll_types unroll_type;
2513      int unroll_number;
2514 {
2515   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2516   struct iv_class *bl;
2517   struct induction *v;
2518   rtx increment, tem;
2519   rtx biv_final_value;
2520   int biv_splittable;
2521   int result = 0;
2522
2523   for (bl = ivs->list; bl; bl = bl->next)
2524     {
2525       /* Biv_total_increment must return a constant value,
2526          otherwise we can not calculate the split values.  */
2527
2528       increment = biv_total_increment (bl);
2529       if (! increment || GET_CODE (increment) != CONST_INT)
2530         continue;
2531
2532       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number
2533          of iterations and only one exit, or else the biv must be dead
2534          outside the loop, or else the final value must be known.  Otherwise,
2535          it is unsafe to split the biv since it may not have the proper
2536          value on loop exit.  */
2537
2538       /* loop_number_exit_count is nonzero if the loop has an exit other than
2539          a fall through at the end.  */
2540
2541       biv_splittable = 1;
2542       biv_final_value = 0;
2543       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2544           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2545           && (REGNO_LAST_LUID (bl->regno) >= INSN_LUID (loop->end)
2546               || ! bl->init_insn
2547               || INSN_UID (bl->init_insn) >= max_uid_for_loop
2548               || (REGNO_FIRST_LUID (bl->regno)
2549                   < INSN_LUID (bl->init_insn))
2550               || reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
2551           && ! (biv_final_value = final_biv_value (loop, bl)))
2552         biv_splittable = 0;
2553
2554       /* If any of the insns setting the BIV don't do so with a simple
2555          PLUS, we don't know how to split it.  */
2556       for (v = bl->biv; biv_splittable && v; v = v->next_iv)
2557         if ((tem = single_set (v->insn)) == 0
2558             || GET_CODE (SET_DEST (tem)) != REG
2559             || REGNO (SET_DEST (tem)) != bl->regno
2560             || GET_CODE (SET_SRC (tem)) != PLUS)
2561           biv_splittable = 0;
2562
2563       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2564          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2565          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2566          biv's value in their initialization code.  */
2567
2568       /* This biv is splittable.  If completely unrolling the loop, save
2569          the biv's initial value.  Otherwise, save the constant zero.  */
2570
2571       if (biv_splittable == 1)
2572         {
2573           if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2574             {
2575               /* If the initial value of the biv is itself (i.e. it is too
2576                  complicated for strength_reduce to compute), or is a hard
2577                  register, or it isn't invariant, then we must create a new
2578                  pseudo reg to hold the initial value of the biv.  */
2579
2580               if (GET_CODE (bl->initial_value) == REG
2581                   && (REGNO (bl->initial_value) == bl->regno
2582                       || REGNO (bl->initial_value) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2583                       || ! loop_invariant_p (loop, bl->initial_value)))
2584                 {
2585                   rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2586
2587                   record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2588                   loop_insn_hoist (loop,
2589                                    gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2590
2591                   if (loop_dump_stream)
2592                     fprintf (loop_dump_stream,
2593                              "Biv %d initial value remapped to %d.\n",
2594                              bl->regno, REGNO (tem));
2595
2596                   splittable_regs[bl->regno] = tem;
2597                 }
2598               else
2599                 splittable_regs[bl->regno] = bl->initial_value;
2600             }
2601           else
2602             splittable_regs[bl->regno] = const0_rtx;
2603
2604           /* Save the number of instructions that modify the biv, so that
2605              we can treat the last one specially.  */
2606
2607           splittable_regs_updates[bl->regno] = bl->biv_count;
2608           result += bl->biv_count;
2609
2610           if (loop_dump_stream)
2611             fprintf (loop_dump_stream,
2612                      "Biv %d safe to split.\n", bl->regno);
2613         }
2614
2615       /* Check every giv that depends on this biv to see whether it is
2616          splittable also.  Even if the biv isn't splittable, givs which
2617          depend on it may be splittable if the biv is live outside the
2618          loop, and the givs aren't.  */
2619
2620       result += find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment,
2621                                       unroll_number);
2622
2623       /* If final value is nonzero, then must emit an instruction which sets
2624          the value of the biv to the proper value.  This is done after
2625          handling all of the givs, since some of them may need to use the
2626          biv's value in their initialization code.  */
2627       if (biv_final_value)
2628         {
2629           /* If the loop has multiple exits, emit the insns before the
2630              loop to ensure that it will always be executed no matter
2631              how the loop exits.  Otherwise emit the insn after the loop,
2632              since this is slightly more efficient.  */
2633           if (! loop->exit_count)
2634             loop_insn_sink (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2635                                                  biv_final_value));
2636           else
2637             {
2638               /* Create a new register to hold the value of the biv, and then
2639                  set the biv to its final value before the loop start.  The biv
2640                  is set to its final value before loop start to ensure that
2641                  this insn will always be executed, no matter how the loop
2642                  exits.  */
2643               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2644               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2645
2646               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2647               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (bl->biv->src_reg,
2648                                                     biv_final_value));
2649
2650               if (loop_dump_stream)
2651                 fprintf (loop_dump_stream, "Biv %d mapped to %d for split.\n",
2652                          REGNO (bl->biv->src_reg), REGNO (tem));
2653
2654               /* Set up the mapping from the original biv register to the new
2655                  register.  */
2656               bl->biv->src_reg = tem;
2657             }
2658         }
2659     }
2660   return result;
2661 }
2662
2663 /* For every giv based on the biv BL, check to determine whether it is
2664    splittable.  This is a subroutine to find_splittable_regs ().
2665
2666    Return the number of instructions that set splittable registers.  */
2667
2668 static int
2669 find_splittable_givs (loop, bl, unroll_type, increment, unroll_number)
2670      const struct loop *loop;
2671      struct iv_class *bl;
2672      enum unroll_types unroll_type;
2673      rtx increment;
2674      int unroll_number ATTRIBUTE_UNUSED;
2675 {
2676   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
2677   struct induction *v, *v2;
2678   rtx final_value;
2679   rtx tem;
2680   int result = 0;
2681
2682   /* Scan the list of givs, and set the same_insn field when there are
2683      multiple identical givs in the same insn.  */
2684   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2685     for (v2 = v->next_iv; v2; v2 = v2->next_iv)
2686       if (v->insn == v2->insn && rtx_equal_p (v->new_reg, v2->new_reg)
2687           && ! v2->same_insn)
2688         v2->same_insn = v;
2689
2690   for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
2691     {
2692       rtx giv_inc, value;
2693
2694       /* Only split the giv if it has already been reduced, or if the loop is
2695          being completely unrolled.  */
2696       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY && v->ignore)
2697         continue;
2698
2699       /* The giv can be split if the insn that sets the giv is executed once
2700          and only once on every iteration of the loop.  */
2701       /* An address giv can always be split.  v->insn is just a use not a set,
2702          and hence it does not matter whether it is always executed.  All that
2703          matters is that all the biv increments are always executed, and we
2704          won't reach here if they aren't.  */
2705       if (v->giv_type != DEST_ADDR
2706           && (! v->always_computable
2707               || back_branch_in_range_p (loop, v->insn)))
2708         continue;
2709
2710       /* The giv increment value must be a constant.  */
2711       giv_inc = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, increment, const0_rtx,
2712                                    v->mode);
2713       if (! giv_inc || GET_CODE (giv_inc) != CONST_INT)
2714         continue;
2715
2716       /* The loop must be unrolled completely, or else have a known number of
2717          iterations and only one exit, or else the giv must be dead outside
2718          the loop, or else the final value of the giv must be known.
2719          Otherwise, it is not safe to split the giv since it may not have the
2720          proper value on loop exit.  */
2721
2722       /* The used outside loop test will fail for DEST_ADDR givs.  They are
2723          never used outside the loop anyways, so it is always safe to split a
2724          DEST_ADDR giv.  */
2725
2726       final_value = 0;
2727       if (unroll_type != UNROLL_COMPLETELY
2728           && (loop->exit_count || unroll_type == UNROLL_NAIVE)
2729           && v->giv_type != DEST_ADDR
2730           /* The next part is true if the pseudo is used outside the loop.
2731              We assume that this is true for any pseudo created after loop
2732              starts, because we don't have a reg_n_info entry for them.  */
2733           && (REGNO (v->dest_reg) >= max_reg_before_loop
2734               || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) != INSN_UID (v->insn)
2735                   /* Check for the case where the pseudo is set by a shift/add
2736                      sequence, in which case the first insn setting the pseudo
2737                      is the first insn of the shift/add sequence.  */
2738                   && (! (tem = find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2739                       || (REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg))
2740                           != INSN_UID (XEXP (tem, 0)))))
2741               /* Line above always fails if INSN was moved by loop opt.  */
2742               || (REGNO_LAST_LUID (REGNO (v->dest_reg))
2743                   >= INSN_LUID (loop->end)))
2744           && ! (final_value = v->final_value))
2745         continue;
2746
2747 #if 0
2748       /* Currently, non-reduced/final-value givs are never split.  */
2749       /* Should emit insns after the loop if possible, as the biv final value
2750          code below does.  */
2751
2752       /* If the final value is nonzero, and the giv has not been reduced,
2753          then must emit an instruction to set the final value.  */
2754       if (final_value && !v->new_reg)
2755         {
2756           /* Create a new register to hold the value of the giv, and then set
2757              the giv to its final value before the loop start.  The giv is set
2758              to its final value before loop start to ensure that this insn
2759              will always be executed, no matter how we exit.  */
2760           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2761           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, v->dest_reg));
2762           loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (v->dest_reg, final_value));
2763
2764           if (loop_dump_stream)
2765             fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d mapped to %d for split.\n",
2766                      REGNO (v->dest_reg), REGNO (tem));
2767
2768           v->src_reg = tem;
2769         }
2770 #endif
2771
2772       /* This giv is splittable.  If completely unrolling the loop, save the
2773          giv's initial value.  Otherwise, save the constant zero for it.  */
2774
2775       if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY)
2776         {
2777           /* It is not safe to use bl->initial_value here, because it may not
2778              be invariant.  It is safe to use the initial value stored in
2779              the splittable_regs array if it is set.  In rare cases, it won't
2780              be set, so then we do exactly the same thing as
2781              find_splittable_regs does to get a safe value.  */
2782           rtx biv_initial_value;
2783
2784           if (splittable_regs[bl->regno])
2785             biv_initial_value = splittable_regs[bl->regno];
2786           else if (GET_CODE (bl->initial_value) != REG
2787                    || (REGNO (bl->initial_value) != bl->regno
2788                        && REGNO (bl->initial_value) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2789             biv_initial_value = bl->initial_value;
2790           else
2791             {
2792               rtx tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
2793
2794               record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
2795               loop_insn_hoist (loop, gen_move_insn (tem, bl->biv->src_reg));
2796               biv_initial_value = tem;
2797             }
2798           biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, biv_initial_value);
2799           value = fold_rtx_mult_add (v->mult_val, biv_initial_value,
2800                                      v->add_val, v->mode);
2801         }
2802       else
2803         value = const0_rtx;
2804
2805       if (v->new_reg)
2806         {
2807           /* If a giv was combined with another giv, then we can only split
2808              this giv if the giv it was combined with was reduced.  This
2809              is because the value of v->new_reg is meaningless in this
2810              case.  */
2811           if (v->same && ! v->same->new_reg)
2812             {
2813               if (loop_dump_stream)
2814                 fprintf (loop_dump_stream,
2815                          "giv combined with unreduced giv not split.\n");
2816               continue;
2817             }
2818           /* If the giv is an address destination, it could be something other
2819              than a simple register, these have to be treated differently.  */
2820           else if (v->giv_type == DEST_REG)
2821             {
2822               /* If value is not a constant, register, or register plus
2823                  constant, then compute its value into a register before
2824                  loop start.  This prevents invalid rtx sharing, and should
2825                  generate better code.  We can use bl->initial_value here
2826                  instead of splittable_regs[bl->regno] because this code
2827                  is going before the loop start.  */
2828               if (unroll_type == UNROLL_COMPLETELY
2829                   && GET_CODE (value) != CONST_INT
2830                   && GET_CODE (value) != REG
2831                   && (GET_CODE (value) != PLUS
2832                       || GET_CODE (XEXP (value, 0)) != REG
2833                       || GET_CODE (XEXP (value, 1)) != CONST_INT))
2834                 {
2835                   rtx tem = gen_reg_rtx (v->mode);
2836                   record_base_value (REGNO (tem), v->add_val, 0);
2837                   loop_iv_add_mult_hoist (loop, bl->initial_value, v->mult_val,
2838                                           v->add_val, tem);
2839                   value = tem;
2840                 }
2841
2842               splittable_regs[reg_or_subregno (v->new_reg)] = value;
2843             }
2844           else
2845             continue;
2846         }
2847       else
2848         {
2849 #if 0
2850           /* Currently, unreduced giv's can't be split.  This is not too much
2851              of a problem since unreduced giv's are not live across loop
2852              iterations anyways.  When unrolling a loop completely though,
2853              it makes sense to reduce&split givs when possible, as this will
2854              result in simpler instructions, and will not require that a reg
2855              be live across loop iterations.  */
2856
2857           splittable_regs[REGNO (v->dest_reg)] = value;
2858           fprintf (stderr, "Giv %d at insn %d not reduced\n",
2859                    REGNO (v->dest_reg), INSN_UID (v->insn));
2860 #else
2861           continue;
2862 #endif
2863         }
2864
2865       /* Unreduced givs are only updated once by definition.  Reduced givs
2866          are updated as many times as their biv is.  Mark it so if this is
2867          a splittable register.  Don't need to do anything for address givs
2868          where this may not be a register.  */
2869
2870       if (GET_CODE (v->new_reg) == REG)
2871         {
2872           int count = 1;
2873           if (! v->ignore)
2874             count = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg))->biv_count;
2875
2876           splittable_regs_updates[reg_or_subregno (v->new_reg)] = count;
2877         }
2878
2879       result++;
2880
2881       if (loop_dump_stream)
2882         {
2883           int regnum;
2884
2885           if (GET_CODE (v->dest_reg) == CONST_INT)
2886             regnum = -1;
2887           else if (GET_CODE (v->dest_reg) != REG)
2888             regnum = REGNO (XEXP (v->dest_reg, 0));
2889           else
2890             regnum = REGNO (v->dest_reg);
2891           fprintf (loop_dump_stream, "Giv %d at insn %d safe to split.\n",
2892                    regnum, INSN_UID (v->insn));
2893         }
2894     }
2895
2896   return result;
2897 }
2898 \f
2899 /* Try to prove that the register is dead after the loop exits.  Trace every
2900    loop exit looking for an insn that will always be executed, which sets
2901    the register to some value, and appears before the first use of the register
2902    is found.  If successful, then return 1, otherwise return 0.  */
2903
2904 /* ?? Could be made more intelligent in the handling of jumps, so that
2905    it can search past if statements and other similar structures.  */
2906
2907 static int
2908 reg_dead_after_loop (loop, reg)
2909      const struct loop *loop;
2910      rtx reg;
2911 {
2912   rtx insn, label;
2913   enum rtx_code code;
2914   int jump_count = 0;
2915   int label_count = 0;
2916
2917   /* In addition to checking all exits of this loop, we must also check
2918      all exits of inner nested loops that would exit this loop.  We don't
2919      have any way to identify those, so we just give up if there are any
2920      such inner loop exits.  */
2921
2922   for (label = loop->exit_labels; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2923     label_count++;
2924
2925   if (label_count != loop->exit_count)
2926     return 0;
2927
2928   /* HACK: Must also search the loop fall through exit, create a label_ref
2929      here which points to the loop->end, and append the loop_number_exit_labels
2930      list to it.  */
2931   label = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, loop->end);
2932   LABEL_NEXTREF (label) = loop->exit_labels;
2933
2934   for (; label; label = LABEL_NEXTREF (label))
2935     {
2936       /* Succeed if find an insn which sets the biv or if reach end of
2937          function.  Fail if find an insn that uses the biv, or if come to
2938          a conditional jump.  */
2939
2940       insn = NEXT_INSN (XEXP (label, 0));
2941       while (insn)
2942         {
2943           code = GET_CODE (insn);
2944           if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
2945             {
2946               rtx set;
2947
2948               if (reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn)))
2949                 return 0;
2950
2951               set = single_set (insn);
2952               if (set && rtx_equal_p (SET_DEST (set), reg))
2953                 break;
2954             }
2955
2956           if (code == JUMP_INSN)
2957             {
2958               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN)
2959                 break;
2960               else if (!any_uncondjump_p (insn)
2961                        /* Prevent infinite loop following infinite loops.  */
2962                        || jump_count++ > 20)
2963                 return 0;
2964               else
2965                 insn = JUMP_LABEL (insn);
2966             }
2967
2968           insn = NEXT_INSN (insn);
2969         }
2970     }
2971
2972   /* Success, the register is dead on all loop exits.  */
2973   return 1;
2974 }
2975
2976 /* Try to calculate the final value of the biv, the value it will have at
2977    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
2978
2979 rtx
2980 final_biv_value (loop, bl)
2981      const struct loop *loop;
2982      struct iv_class *bl;
2983 {
2984   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
2985   rtx increment, tem;
2986
2987   /* ??? This only works for MODE_INT biv's.  Reject all others for now.  */
2988
2989   if (GET_MODE_CLASS (bl->biv->mode) != MODE_INT)
2990     return 0;
2991
2992   /* The final value for reversed bivs must be calculated differently than
2993      for ordinary bivs.  In this case, there is already an insn after the
2994      loop which sets this biv's final value (if necessary), and there are
2995      no other loop exits, so we can return any value.  */
2996   if (bl->reversed)
2997     {
2998       if (loop_dump_stream)
2999         fprintf (loop_dump_stream,
3000                  "Final biv value for %d, reversed biv.\n", bl->regno);
3001
3002       return const0_rtx;
3003     }
3004
3005   /* Try to calculate the final value as initial value + (number of iterations
3006      * increment).  For this to work, increment must be invariant, the only
3007      exit from the loop must be the fall through at the bottom (otherwise
3008      it may not have its final value when the loop exits), and the initial
3009      value of the biv must be invariant.  */
3010
3011   if (n_iterations != 0
3012       && ! loop->exit_count
3013       && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3014     {
3015       increment = biv_total_increment (bl);
3016
3017       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment))
3018         {
3019           /* Can calculate the loop exit value, emit insns after loop
3020              end to calculate this value into a temporary register in
3021              case it is needed later.  */
3022
3023           tem = gen_reg_rtx (bl->biv->mode);
3024           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3025           loop_iv_add_mult_sink (loop, increment, GEN_INT (n_iterations),
3026                                  bl->initial_value, tem);
3027
3028           if (loop_dump_stream)
3029             fprintf (loop_dump_stream,
3030                      "Final biv value for %d, calculated.\n", bl->regno);
3031
3032           return tem;
3033         }
3034     }
3035
3036   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3037   if (reg_dead_after_loop (loop, bl->biv->src_reg))
3038     {
3039       if (loop_dump_stream)
3040         fprintf (loop_dump_stream,
3041                  "Final biv value for %d, biv dead after loop exit.\n",
3042                  bl->regno);
3043
3044       return const0_rtx;
3045     }
3046
3047   return 0;
3048 }
3049
3050 /* Try to calculate the final value of the giv, the value it will have at
3051    the end of the loop.  If we can do it, return that value.  */
3052
3053 rtx
3054 final_giv_value (loop, v)
3055      const struct loop *loop;
3056      struct induction *v;
3057 {
3058   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3059   struct iv_class *bl;
3060   rtx insn;
3061   rtx increment, tem;
3062   rtx seq;
3063   rtx loop_end = loop->end;
3064   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations = LOOP_INFO (loop)->n_iterations;
3065
3066   bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3067
3068   /* The final value for givs which depend on reversed bivs must be calculated
3069      differently than for ordinary givs.  In this case, there is already an
3070      insn after the loop which sets this giv's final value (if necessary),
3071      and there are no other loop exits, so we can return any value.  */
3072   if (bl->reversed)
3073     {
3074       if (loop_dump_stream)
3075         fprintf (loop_dump_stream,
3076                  "Final giv value for %d, depends on reversed biv\n",
3077                  REGNO (v->dest_reg));
3078       return const0_rtx;
3079     }
3080
3081   /* Try to calculate the final value as a function of the biv it depends
3082      upon.  The only exit from the loop must be the fall through at the bottom
3083      and the insn that sets the giv must be executed on every iteration
3084      (otherwise the giv may not have its final value when the loop exits).  */
3085
3086   /* ??? Can calculate the final giv value by subtracting off the
3087      extra biv increments times the giv's mult_val.  The loop must have
3088      only one exit for this to work, but the loop iterations does not need
3089      to be known.  */
3090
3091   if (n_iterations != 0
3092       && ! loop->exit_count
3093       && v->always_executed)
3094     {
3095       /* ?? It is tempting to use the biv's value here since these insns will
3096          be put after the loop, and hence the biv will have its final value
3097          then.  However, this fails if the biv is subsequently eliminated.
3098          Perhaps determine whether biv's are eliminable before trying to
3099          determine whether giv's are replaceable so that we can use the
3100          biv value here if it is not eliminable.  */
3101
3102       /* We are emitting code after the end of the loop, so we must make
3103          sure that bl->initial_value is still valid then.  It will still
3104          be valid if it is invariant.  */
3105
3106       increment = biv_total_increment (bl);
3107
3108       if (increment && loop_invariant_p (loop, increment)
3109           && loop_invariant_p (loop, bl->initial_value))
3110         {
3111           /* Can calculate the loop exit value of its biv as
3112              (n_iterations * increment) + initial_value */
3113
3114           /* The loop exit value of the giv is then
3115              (final_biv_value - extra increments) * mult_val + add_val.
3116              The extra increments are any increments to the biv which
3117              occur in the loop after the giv's value is calculated.
3118              We must search from the insn that sets the giv to the end
3119              of the loop to calculate this value.  */
3120
3121           /* Put the final biv value in tem.  */
3122           tem = gen_reg_rtx (v->mode);
3123           record_base_value (REGNO (tem), bl->biv->add_val, 0);
3124           loop_iv_add_mult_sink (loop, extend_value_for_giv (v, increment),
3125                                  GEN_INT (n_iterations),
3126                                  extend_value_for_giv (v, bl->initial_value),
3127                                  tem);
3128
3129           /* Subtract off extra increments as we find them.  */
3130           for (insn = NEXT_INSN (v->insn); insn != loop_end;
3131                insn = NEXT_INSN (insn))
3132             {
3133               struct induction *biv;
3134
3135               for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
3136                 if (biv->insn == insn)
3137                   {
3138                     start_sequence ();
3139                     tem = expand_simple_binop (GET_MODE (tem), MINUS, tem,
3140                                                biv->add_val, NULL_RTX, 0,
3141                                                OPTAB_LIB_WIDEN);
3142                     seq = get_insns ();
3143                     end_sequence ();
3144                     loop_insn_sink (loop, seq);
3145                   }
3146             }
3147
3148           /* Now calculate the giv's final value.  */
3149           loop_iv_add_mult_sink (loop, tem, v->mult_val, v->add_val, tem);
3150
3151           if (loop_dump_stream)
3152             fprintf (loop_dump_stream,
3153                      "Final giv value for %d, calc from biv's value.\n",
3154                      REGNO (v->dest_reg));
3155
3156           return tem;
3157         }
3158     }
3159
3160   /* Replaceable giv's should never reach here.  */
3161   if (v->replaceable)
3162     abort ();
3163
3164   /* Check to see if the biv is dead at all loop exits.  */
3165   if (reg_dead_after_loop (loop, v->dest_reg))
3166     {
3167       if (loop_dump_stream)
3168         fprintf (loop_dump_stream,
3169                  "Final giv value for %d, giv dead after loop exit.\n",
3170                  REGNO (v->dest_reg));
3171
3172       return const0_rtx;
3173     }
3174
3175   return 0;
3176 }
3177
3178 /* Look back before LOOP->START for the insn that sets REG and return
3179    the equivalent constant if there is a REG_EQUAL note otherwise just
3180    the SET_SRC of REG.  */
3181
3182 static rtx
3183 loop_find_equiv_value (loop, reg)
3184      const struct loop *loop;
3185      rtx reg;
3186 {
3187   rtx loop_start = loop->start;
3188   rtx insn, set;
3189   rtx ret;
3190
3191   ret = reg;
3192   for (insn = PREV_INSN (loop_start); insn; insn = PREV_INSN (insn))
3193     {
3194       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3195         break;
3196
3197       else if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3198         {
3199           /* We found the last insn before the loop that sets the register.
3200              If it sets the entire register, and has a REG_EQUAL note,
3201              then use the value of the REG_EQUAL note.  */
3202           if ((set = single_set (insn))
3203               && (SET_DEST (set) == reg))
3204             {
3205               rtx note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
3206
3207               /* Only use the REG_EQUAL note if it is a constant.
3208                  Other things, divide in particular, will cause
3209                  problems later if we use them.  */
3210               if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) != EXPR_LIST
3211                   && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3212                 ret = XEXP (note, 0);
3213               else
3214                 ret = SET_SRC (set);
3215
3216               /* We cannot do this if it changes between the
3217                  assignment and loop start though.  */
3218               if (modified_between_p (ret, insn, loop_start))
3219                 ret = reg;
3220             }
3221           break;
3222         }
3223     }
3224   return ret;
3225 }
3226
3227 /* Return a simplified rtx for the expression OP - REG.
3228
3229    REG must appear in OP, and OP must be a register or the sum of a register
3230    and a second term.
3231
3232    Thus, the return value must be const0_rtx or the second term.
3233
3234    The caller is responsible for verifying that REG appears in OP and OP has
3235    the proper form.  */
3236
3237 static rtx
3238 subtract_reg_term (op, reg)
3239      rtx op, reg;
3240 {
3241   if (op == reg)
3242     return const0_rtx;
3243   if (GET_CODE (op) == PLUS)
3244     {
3245       if (XEXP (op, 0) == reg)
3246         return XEXP (op, 1);
3247       else if (XEXP (op, 1) == reg)
3248         return XEXP (op, 0);
3249     }
3250   /* OP does not contain REG as a term.  */
3251   abort ();
3252 }
3253
3254 /* Find and return register term common to both expressions OP0 and
3255    OP1 or NULL_RTX if no such term exists.  Each expression must be a
3256    REG or a PLUS of a REG.  */
3257
3258 static rtx
3259 find_common_reg_term (op0, op1)
3260      rtx op0, op1;
3261 {
3262   if ((GET_CODE (op0) == REG || GET_CODE (op0) == PLUS)
3263       && (GET_CODE (op1) == REG || GET_CODE (op1) == PLUS))
3264     {
3265       rtx op00;
3266       rtx op01;
3267       rtx op10;
3268       rtx op11;
3269
3270       if (GET_CODE (op0) == PLUS)
3271         op01 = XEXP (op0, 1), op00 = XEXP (op0, 0);
3272       else
3273         op01 = const0_rtx, op00 = op0;
3274
3275       if (GET_CODE (op1) == PLUS)
3276         op11 = XEXP (op1, 1), op10 = XEXP (op1, 0);
3277       else
3278         op11 = const0_rtx, op10 = op1;
3279
3280       /* Find and return common register term if present.  */
3281       if (REG_P (op00) && (op00 == op10 || op00 == op11))
3282         return op00;
3283       else if (REG_P (op01) && (op01 == op10 || op01 == op11))
3284         return op01;
3285     }
3286
3287   /* No common register term found.  */
3288   return NULL_RTX;
3289 }
3290
3291 /* Determine the loop iterator and calculate the number of loop
3292    iterations.  Returns the exact number of loop iterations if it can
3293    be calculated, otherwise returns zero.  */
3294
3295 unsigned HOST_WIDE_INT
3296 loop_iterations (loop)
3297      struct loop *loop;
3298 {
3299   struct loop_info *loop_info = LOOP_INFO (loop);
3300   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3301   rtx comparison, comparison_value;
3302   rtx iteration_var, initial_value, increment, final_value;
3303   enum rtx_code comparison_code;
3304   HOST_WIDE_INT inc;
3305   unsigned HOST_WIDE_INT abs_inc;
3306   unsigned HOST_WIDE_INT abs_diff;
3307   int off_by_one;
3308   int increment_dir;
3309   int unsigned_p, compare_dir, final_larger;
3310   rtx last_loop_insn;
3311   rtx reg_term;
3312   struct iv_class *bl;
3313
3314   loop_info->n_iterations = 0;
3315   loop_info->initial_value = 0;
3316   loop_info->initial_equiv_value = 0;
3317   loop_info->comparison_value = 0;
3318   loop_info->final_value = 0;
3319   loop_info->final_equiv_value = 0;
3320   loop_info->increment = 0;
3321   loop_info->iteration_var = 0;
3322   loop_info->unroll_number = 1;
3323   loop_info->iv = 0;
3324
3325   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
3326      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
3327      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
3328      loop_end.  */
3329   last_loop_insn = PREV_INSN (loop->end);
3330
3331   /* ??? We should probably try harder to find the jump insn
3332      at the end of the loop.  The following code assumes that
3333      the last loop insn is a jump to the top of the loop.  */
3334   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN)
3335     {
3336       if (loop_dump_stream)
3337         fprintf (loop_dump_stream,
3338                  "Loop iterations: No final conditional branch found.\n");
3339       return 0;
3340     }
3341
3342   /* If there is a more than a single jump to the top of the loop
3343      we cannot (easily) determine the iteration count.  */
3344   if (LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (last_loop_insn)) > 1)
3345     {
3346       if (loop_dump_stream)
3347         fprintf (loop_dump_stream,
3348                  "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3349       return 0;
3350     }
3351
3352   /* If there are multiple conditionalized loop exit tests, they may jump
3353      back to differing CODE_LABELs.  */
3354   if (loop->top && loop->cont)
3355     {
3356       rtx temp = PREV_INSN (last_loop_insn);
3357
3358       do
3359         {
3360           if (GET_CODE (temp) == JUMP_INSN)
3361             {
3362               /* There are some kinds of jumps we can't deal with easily.  */
3363               if (JUMP_LABEL (temp) == 0)
3364                 {
3365                   if (loop_dump_stream)
3366                     fprintf
3367                       (loop_dump_stream,
3368                        "Loop iterations: Jump insn has null JUMP_LABEL.\n");
3369                   return 0;
3370                 }
3371
3372               if (/* Previous unrolling may have generated new insns not
3373                      covered by the uid_luid array.  */
3374                   INSN_UID (JUMP_LABEL (temp)) < max_uid_for_loop
3375                   /* Check if we jump back into the loop body.  */
3376                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) > INSN_LUID (loop->top)
3377                   && INSN_LUID (JUMP_LABEL (temp)) < INSN_LUID (loop->cont))
3378                 {
3379                   if (loop_dump_stream)
3380                     fprintf
3381                       (loop_dump_stream,
3382                        "Loop iterations: Loop has multiple back edges.\n");
3383                   return 0;
3384                 }
3385             }
3386         }
3387       while ((temp = PREV_INSN (temp)) != loop->cont);
3388     }
3389
3390   /* Find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
3391      branch, and the insn before tests a register value, make that the
3392      iteration variable.  */
3393
3394   comparison = get_condition_for_loop (loop, last_loop_insn);
3395   if (comparison == 0)
3396     {
3397       if (loop_dump_stream)
3398         fprintf (loop_dump_stream,
3399                  "Loop iterations: No final comparison found.\n");
3400       return 0;
3401     }
3402
3403   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
3404      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
3405
3406   comparison_code = GET_CODE (comparison);
3407   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
3408   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
3409
3410   if (GET_CODE (iteration_var) != REG)
3411     {
3412       if (loop_dump_stream)
3413         fprintf (loop_dump_stream,
3414                  "Loop iterations: Comparison not against register.\n");
3415       return 0;
3416     }
3417
3418   /* The only new registers that are created before loop iterations
3419      are givs made from biv increments or registers created by
3420      load_mems.  In the latter case, it is possible that try_copy_prop
3421      will propagate a new pseudo into the old iteration register but
3422      this will be marked by having the REG_USERVAR_P bit set.  */
3423
3424   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs
3425       && ! REG_USERVAR_P (iteration_var))
3426     abort ();
3427
3428   /* Determine the initial value of the iteration variable, and the amount
3429      that it is incremented each loop.  Use the tables constructed by
3430      the strength reduction pass to calculate these values.  */
3431
3432   /* Clear the result values, in case no answer can be found.  */
3433   initial_value = 0;
3434   increment = 0;
3435
3436   /* The iteration variable can be either a giv or a biv.  Check to see
3437      which it is, and compute the variable's initial value, and increment
3438      value if possible.  */
3439
3440   /* If this is a new register, can't handle it since we don't have any
3441      reg_iv_type entry for it.  */
3442   if ((unsigned) REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3443     {
3444       if (loop_dump_stream)
3445         fprintf (loop_dump_stream,
3446                  "Loop iterations: No reg_iv_type entry for iteration var.\n");
3447       return 0;
3448     }
3449
3450   /* Reject iteration variables larger than the host wide int size, since they
3451      could result in a number of iterations greater than the range of our
3452      `unsigned HOST_WIDE_INT' variable loop_info->n_iterations.  */
3453   else if ((GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var))
3454             > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
3455     {
3456       if (loop_dump_stream)
3457         fprintf (loop_dump_stream,
3458                  "Loop iterations: Iteration var rejected because mode too large.\n");
3459       return 0;
3460     }
3461   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (iteration_var)) != MODE_INT)
3462     {
3463       if (loop_dump_stream)
3464         fprintf (loop_dump_stream,
3465                  "Loop iterations: Iteration var not an integer.\n");
3466       return 0;
3467     }
3468   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == BASIC_INDUCT)
3469     {
3470       if (REGNO (iteration_var) >= ivs->n_regs)
3471         abort ();
3472
3473       /* Grab initial value, only useful if it is a constant.  */
3474       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (iteration_var));
3475       initial_value = bl->initial_value;
3476       if (!bl->biv->always_executed || bl->biv->maybe_multiple)
3477         {
3478           if (loop_dump_stream)
3479             fprintf (loop_dump_stream,
3480                      "Loop iterations: Basic induction var not set once in each iteration.\n");
3481           return 0;
3482         }
3483
3484       increment = biv_total_increment (bl);
3485     }
3486   else if (REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (iteration_var)) == GENERAL_INDUCT)
3487     {
3488       HOST_WIDE_INT offset = 0;
3489       struct induction *v = REG_IV_INFO (ivs, REGNO (iteration_var));
3490       rtx biv_initial_value;
3491
3492       if (REGNO (v->src_reg) >= ivs->n_regs)
3493         abort ();
3494
3495       if (!v->always_executed || v->maybe_multiple)
3496         {
3497           if (loop_dump_stream)
3498             fprintf (loop_dump_stream,
3499                      "Loop iterations: General induction var not set once in each iteration.\n");
3500           return 0;
3501         }
3502
3503       bl = REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (v->src_reg));
3504
3505       /* Increment value is mult_val times the increment value of the biv.  */
3506
3507       increment = biv_total_increment (bl);
3508       if (increment)
3509         {
3510           struct induction *biv_inc;
3511
3512           increment = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3513                                          extend_value_for_giv (v, increment),
3514                                          const0_rtx, v->mode);
3515           /* The caller assumes that one full increment has occurred at the
3516              first loop test.  But that's not true when the biv is incremented
3517              after the giv is set (which is the usual case), e.g.:
3518              i = 6; do {;} while (i++ < 9) .
3519              Therefore, we bias the initial value by subtracting the amount of
3520              the increment that occurs between the giv set and the giv test.  */
3521           for (biv_inc = bl->biv; biv_inc; biv_inc = biv_inc->next_iv)
3522             {
3523               if (loop_insn_first_p (v->insn, biv_inc->insn))
3524                 {
3525                   if (REG_P (biv_inc->add_val))
3526                     {
3527                       if (loop_dump_stream)
3528                         fprintf (loop_dump_stream,
3529                                  "Loop iterations: Basic induction var add_val is REG %d.\n",
3530                                  REGNO (biv_inc->add_val));
3531                         return 0;
3532                     }
3533
3534                   offset -= INTVAL (biv_inc->add_val);
3535                 }
3536             }
3537         }
3538       if (loop_dump_stream)
3539         fprintf (loop_dump_stream,
3540                  "Loop iterations: Giv iterator, initial value bias %ld.\n",
3541                  (long) offset);
3542
3543       /* Initial value is mult_val times the biv's initial value plus
3544          add_val.  Only useful if it is a constant.  */
3545       biv_initial_value = extend_value_for_giv (v, bl->initial_value);
3546       initial_value
3547         = fold_rtx_mult_add (v->mult_val,
3548                              plus_constant (biv_initial_value, offset),
3549                              v->add_val, v->mode);
3550     }
3551   else
3552     {
3553       if (loop_dump_stream)
3554         fprintf (loop_dump_stream,
3555                  "Loop iterations: Not basic or general induction var.\n");
3556       return 0;
3557     }
3558
3559   if (initial_value == 0)
3560     return 0;
3561
3562   unsigned_p = 0;
3563   off_by_one = 0;
3564   switch (comparison_code)
3565     {
3566     case LEU:
3567       unsigned_p = 1;
3568     case LE:
3569       compare_dir = 1;
3570       off_by_one = 1;
3571       break;
3572     case GEU:
3573       unsigned_p = 1;
3574     case GE:
3575       compare_dir = -1;
3576       off_by_one = -1;
3577       break;
3578     case EQ:
3579       /* Cannot determine loop iterations with this case.  */
3580       compare_dir = 0;
3581       break;
3582     case LTU:
3583       unsigned_p = 1;
3584     case LT:
3585       compare_dir = 1;
3586       break;
3587     case GTU:
3588       unsigned_p = 1;
3589     case GT:
3590       compare_dir = -1;
3591     case NE:
3592       compare_dir = 0;
3593       break;
3594     default:
3595       abort ();
3596     }
3597
3598   /* If the comparison value is an invariant register, then try to find
3599      its value from the insns before the start of the loop.  */
3600
3601   final_value = comparison_value;
3602   if (GET_CODE (comparison_value) == REG
3603       && loop_invariant_p (loop, comparison_value))
3604     {
3605       final_value = loop_find_equiv_value (loop, comparison_value);
3606
3607       /* If we don't get an invariant final value, we are better
3608          off with the original register.  */
3609       if (! loop_invariant_p (loop, final_value))
3610         final_value = comparison_value;
3611     }
3612
3613   /* Calculate the approximate final value of the induction variable
3614      (on the last successful iteration).  The exact final value
3615      depends on the branch operator, and increment sign.  It will be
3616      wrong if the iteration variable is not incremented by one each
3617      time through the loop and (comparison_value + off_by_one -
3618      initial_value) % increment != 0.
3619      ??? Note that the final_value may overflow and thus final_larger
3620      will be bogus.  A potentially infinite loop will be classified
3621      as immediate, e.g. for (i = 0x7ffffff0; i <= 0x7fffffff; i++)  */
3622   if (off_by_one)
3623     final_value = plus_constant (final_value, off_by_one);
3624
3625   /* Save the calculated values describing this loop's bounds, in case
3626      precondition_loop_p will need them later.  These values can not be
3627      recalculated inside precondition_loop_p because strength reduction
3628      optimizations may obscure the loop's structure.
3629
3630      These values are only required by precondition_loop_p and insert_bct
3631      whenever the number of iterations cannot be computed at compile time.
3632      Only the difference between final_value and initial_value is
3633      important.  Note that final_value is only approximate.  */
3634   loop_info->initial_value = initial_value;
3635   loop_info->comparison_value = comparison_value;
3636   loop_info->final_value = plus_constant (comparison_value, off_by_one);
3637   loop_info->increment = increment;
3638   loop_info->iteration_var = iteration_var;
3639   loop_info->comparison_code = comparison_code;
3640   loop_info->iv = bl;
3641
3642   /* Try to determine the iteration count for loops such
3643      as (for i = init; i < init + const; i++).  When running the
3644      loop optimization twice, the first pass often converts simple
3645      loops into this form.  */
3646
3647   if (REG_P (initial_value))
3648     {
3649       rtx reg1;
3650       rtx reg2;
3651       rtx const2;
3652
3653       reg1 = initial_value;
3654       if (GET_CODE (final_value) == PLUS)
3655         reg2 = XEXP (final_value, 0), const2 = XEXP (final_value, 1);
3656       else
3657         reg2 = final_value, const2 = const0_rtx;
3658
3659       /* Check for initial_value = reg1, final_value = reg2 + const2,
3660          where reg1 != reg2.  */
3661       if (REG_P (reg2) && reg2 != reg1)
3662         {
3663           rtx temp;
3664
3665           /* Find what reg1 is equivalent to.  Hopefully it will
3666              either be reg2 or reg2 plus a constant.  */
3667           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3668
3669           if (find_common_reg_term (temp, reg2))
3670             initial_value = temp;
3671           else
3672             {
3673               /* Find what reg2 is equivalent to.  Hopefully it will
3674                  either be reg1 or reg1 plus a constant.  Let's ignore
3675                  the latter case for now since it is not so common.  */
3676               temp = loop_find_equiv_value (loop, reg2);
3677
3678               if (temp == loop_info->iteration_var)
3679                 temp = initial_value;
3680               if (temp == reg1)
3681                 final_value = (const2 == const0_rtx)
3682                   ? reg1 : gen_rtx_PLUS (GET_MODE (reg1), reg1, const2);
3683             }
3684         }
3685       else if (loop->vtop && GET_CODE (reg2) == CONST_INT)
3686         {
3687           rtx temp;
3688
3689           /* When running the loop optimizer twice, check_dbra_loop
3690              further obfuscates reversible loops of the form:
3691              for (i = init; i < init + const; i++).  We often end up with
3692              final_value = 0, initial_value = temp, temp = temp2 - init,
3693              where temp2 = init + const.  If the loop has a vtop we
3694              can replace initial_value with const.  */
3695
3696           temp = loop_find_equiv_value (loop, reg1);
3697
3698           if (GET_CODE (temp) == MINUS && REG_P (XEXP (temp, 0)))
3699             {
3700               rtx temp2 = loop_find_equiv_value (loop, XEXP (temp, 0));
3701
3702               if (GET_CODE (temp2) == PLUS
3703                   && XEXP (temp2, 0) == XEXP (temp, 1))
3704                 initial_value = XEXP (temp2, 1);
3705             }
3706         }
3707     }
3708
3709   /* If have initial_value = reg + const1 and final_value = reg +
3710      const2, then replace initial_value with const1 and final_value
3711      with const2.  This should be safe since we are protected by the
3712      initial comparison before entering the loop if we have a vtop.
3713      For example, a + b < a + c is not equivalent to b < c for all a
3714      when using modulo arithmetic.
3715
3716      ??? Without a vtop we could still perform the optimization if we check
3717      the initial and final values carefully.  */
3718   if (loop->vtop
3719       && (reg_term = find_common_reg_term (initial_value, final_value)))
3720     {
3721       initial_value = subtract_reg_term (initial_value, reg_term);
3722       final_value = subtract_reg_term (final_value, reg_term);
3723     }
3724
3725   loop_info->initial_equiv_value = initial_value;
3726   loop_info->final_equiv_value = final_value;
3727
3728   /* For EQ comparison loops, we don't have a valid final value.
3729      Check this now so that we won't leave an invalid value if we
3730      return early for any other reason.  */
3731   if (comparison_code == EQ)
3732     loop_info->final_equiv_value = loop_info->final_value = 0;
3733
3734   if (increment == 0)
3735     {
3736       if (loop_dump_stream)
3737         fprintf (loop_dump_stream,
3738                  "Loop iterations: Increment value can't be calculated.\n");
3739       return 0;
3740     }
3741
3742   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3743     {
3744       /* If we have a REG, check to see if REG holds a constant value.  */
3745       /* ??? Other RTL, such as (neg (reg)) is possible here, but it isn't
3746          clear if it is worthwhile to try to handle such RTL.  */
3747       if (GET_CODE (increment) == REG || GET_CODE (increment) == SUBREG)
3748         increment = loop_find_equiv_value (loop, increment);
3749
3750       if (GET_CODE (increment) != CONST_INT)
3751         {
3752           if (loop_dump_stream)
3753             {
3754               fprintf (loop_dump_stream,
3755                        "Loop iterations: Increment value not constant ");
3756               print_simple_rtl (loop_dump_stream, increment);
3757               fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3758             }
3759           return 0;
3760         }
3761       loop_info->increment = increment;
3762     }
3763
3764   if (GET_CODE (initial_value) != CONST_INT)
3765     {
3766       if (loop_dump_stream)
3767         {
3768           fprintf (loop_dump_stream,
3769                    "Loop iterations: Initial value not constant ");
3770           print_simple_rtl (loop_dump_stream, initial_value);
3771           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3772         }
3773       return 0;
3774     }
3775   else if (GET_CODE (final_value) != CONST_INT)
3776     {
3777       if (loop_dump_stream)
3778         {
3779           fprintf (loop_dump_stream,
3780                    "Loop iterations: Final value not constant ");
3781           print_simple_rtl (loop_dump_stream, final_value);
3782           fprintf (loop_dump_stream, ".\n");
3783         }
3784       return 0;
3785     }
3786   else if (comparison_code == EQ)
3787     {
3788       rtx inc_once;
3789
3790       if (loop_dump_stream)
3791         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: EQ comparison loop.\n");
3792
3793       inc_once = gen_int_mode (INTVAL (initial_value) + INTVAL (increment),
3794                                GET_MODE (iteration_var));
3795
3796       if (inc_once == final_value)
3797         {
3798           /* The iterator value once through the loop is equal to the
3799              comparison value.  Either we have an infinite loop, or
3800              we'll loop twice.  */
3801           if (increment == const0_rtx)
3802             return 0;
3803           loop_info->n_iterations = 2;
3804         }
3805       else
3806         loop_info->n_iterations = 1;
3807
3808       if (GET_CODE (loop_info->initial_value) == CONST_INT)
3809         loop_info->final_value
3810           = gen_int_mode ((INTVAL (loop_info->initial_value)
3811                            + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3812                           GET_MODE (iteration_var));
3813       else
3814         loop_info->final_value
3815           = plus_constant (loop_info->initial_value,
3816                            loop_info->n_iterations * INTVAL (increment));
3817       loop_info->final_equiv_value
3818         = gen_int_mode ((INTVAL (initial_value)
3819                          + loop_info->n_iterations * INTVAL (increment)),
3820                         GET_MODE (iteration_var));
3821       return loop_info->n_iterations;
3822     }
3823
3824   /* Final_larger is 1 if final larger, 0 if they are equal, otherwise -1.  */
3825   if (unsigned_p)
3826     final_larger
3827       = ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3828          > (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value))
3829         - ((unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (final_value)
3830            < (unsigned HOST_WIDE_INT) INTVAL (initial_value));
3831   else
3832     final_larger = (INTVAL (final_value) > INTVAL (initial_value))
3833       - (INTVAL (final_value) < INTVAL (initial_value));
3834
3835   if (INTVAL (increment) > 0)
3836     increment_dir = 1;
3837   else if (INTVAL (increment) == 0)
3838     increment_dir = 0;
3839   else
3840     increment_dir = -1;
3841
3842   /* There are 27 different cases: compare_dir = -1, 0, 1;
3843      final_larger = -1, 0, 1; increment_dir = -1, 0, 1.
3844      There are 4 normal cases, 4 reverse cases (where the iteration variable
3845      will overflow before the loop exits), 4 infinite loop cases, and 15
3846      immediate exit (0 or 1 iteration depending on loop type) cases.
3847      Only try to optimize the normal cases.  */
3848
3849   /* (compare_dir/final_larger/increment_dir)
3850      Normal cases: (0/-1/-1), (0/1/1), (-1/-1/-1), (1/1/1)
3851      Reverse cases: (0/-1/1), (0/1/-1), (-1/-1/1), (1/1/-1)
3852      Infinite loops: (0/-1/0), (0/1/0), (-1/-1/0), (1/1/0)
3853      Immediate exit: (0/0/X), (-1/0/X), (-1/1/X), (1/0/X), (1/-1/X) */
3854
3855   /* ?? If the meaning of reverse loops (where the iteration variable
3856      will overflow before the loop exits) is undefined, then could
3857      eliminate all of these special checks, and just always assume
3858      the loops are normal/immediate/infinite.  Note that this means
3859      the sign of increment_dir does not have to be known.  Also,
3860      since it does not really hurt if immediate exit loops or infinite loops
3861      are optimized, then that case could be ignored also, and hence all
3862      loops can be optimized.
3863
3864      According to ANSI Spec, the reverse loop case result is undefined,
3865      because the action on overflow is undefined.
3866
3867      See also the special test for NE loops below.  */
3868
3869   if (final_larger == increment_dir && final_larger != 0
3870       && (final_larger == compare_dir || compare_dir == 0))
3871     /* Normal case.  */
3872     ;
3873   else
3874     {
3875       if (loop_dump_stream)
3876         fprintf (loop_dump_stream, "Loop iterations: Not normal loop.\n");
3877       return 0;
3878     }
3879
3880   /* Calculate the number of iterations, final_value is only an approximation,
3881      so correct for that.  Note that abs_diff and n_iterations are
3882      unsigned, because they can be as large as 2^n - 1.  */
3883
3884   inc = INTVAL (increment);
3885   if (inc > 0)
3886     {
3887       abs_diff = INTVAL (final_value) - INTVAL (initial_value);
3888       abs_inc = inc;
3889     }
3890   else if (inc < 0)
3891     {
3892       abs_diff = INTVAL (initial_value) - INTVAL (final_value);
3893       abs_inc = -inc;
3894     }
3895   else
3896     abort ();
3897
3898   /* Given that iteration_var is going to iterate over its own mode,
3899      not HOST_WIDE_INT, disregard higher bits that might have come
3900      into the picture due to sign extension of initial and final
3901      values.  */
3902   abs_diff &= ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1
3903                << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (iteration_var)) - 1)
3904                << 1) - 1;
3905
3906   /* For NE tests, make sure that the iteration variable won't miss
3907      the final value.  If abs_diff mod abs_incr is not zero, then the
3908      iteration variable will overflow before the loop exits, and we
3909      can not calculate the number of iterations.  */
3910   if (compare_dir == 0 && (abs_diff % abs_inc) != 0)
3911     return 0;
3912
3913   /* Note that the number of iterations could be calculated using
3914      (abs_diff + abs_inc - 1) / abs_inc, provided care was taken to
3915      handle potential overflow of the summation.  */
3916   loop_info->n_iterations = abs_diff / abs_inc + ((abs_diff % abs_inc) != 0);
3917   return loop_info->n_iterations;
3918 }
3919
3920 /* Replace uses of split bivs with their split pseudo register.  This is
3921    for original instructions which remain after loop unrolling without
3922    copying.  */
3923
3924 static rtx
3925 remap_split_bivs (loop, x)
3926      struct loop *loop;
3927      rtx x;
3928 {
3929   struct loop_ivs *ivs = LOOP_IVS (loop);
3930   enum rtx_code code;
3931   int i;
3932   const char *fmt;
3933
3934   if (x == 0)
3935     return x;
3936
3937   code = GET_CODE (x);
3938   switch (code)
3939     {
3940     case SCRATCH:
3941     case PC:
3942     case CC0:
3943     case CONST_INT:
3944     case CONST_DOUBLE:
3945     case CONST:
3946     case SYMBOL_REF:
3947     case LABEL_REF:
3948       return x;
3949
3950     case REG:
3951 #if 0
3952       /* If non-reduced/final-value givs were split, then this would also
3953          have to remap those givs also.  */
3954 #endif
3955       if (REGNO (x) < ivs->n_regs
3956           && REG_IV_TYPE (ivs, REGNO (x)) == BASIC_INDUCT)
3957         return REG_IV_CLASS (ivs, REGNO (x))->biv->src_reg;
3958       break;
3959
3960     default:
3961       break;
3962     }
3963
3964   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3965   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3966     {
3967       if (fmt[i] == 'e')
3968         XEXP (x, i) = remap_split_bivs (loop, XEXP (x, i));
3969       else if (fmt[i] == 'E')
3970         {
3971           int j;
3972           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3973             XVECEXP (x, i, j) = remap_split_bivs (loop, XVECEXP (x, i, j));
3974         }
3975     }
3976   return x;
3977 }
3978
3979 /* If FIRST_UID is a set of REGNO, and FIRST_UID dominates LAST_UID (e.g.
3980    FIST_UID is always executed if LAST_UID is), then return 1.  Otherwise
3981    return 0.  COPY_START is where we can start looking for the insns
3982    FIRST_UID and LAST_UID.  COPY_END is where we stop looking for these
3983    insns.
3984
3985    If there is no JUMP_INSN between LOOP_START and FIRST_UID, then FIRST_UID
3986    must dominate LAST_UID.
3987
3988    If there is a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3989    may not dominate LAST_UID.
3990
3991    If there is no CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then FIRST_UID
3992    must dominate LAST_UID.  */
3993
3994 int
3995 set_dominates_use (regno, first_uid, last_uid, copy_start, copy_end)
3996      int regno;
3997      int first_uid;
3998      int last_uid;
3999      rtx copy_start;
4000      rtx copy_end;
4001 {
4002   int passed_jump = 0;
4003   rtx p = NEXT_INSN (copy_start);
4004
4005   while (INSN_UID (p) != first_uid)
4006     {
4007       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
4008         passed_jump = 1;
4009       /* Could not find FIRST_UID.  */
4010       if (p == copy_end)
4011         return 0;
4012       p = NEXT_INSN (p);
4013     }
4014
4015   /* Verify that FIRST_UID is an insn that entirely sets REGNO.  */
4016   if (! INSN_P (p) || ! dead_or_set_regno_p (p, regno))
4017     return 0;
4018
4019   /* FIRST_UID is always executed.  */
4020   if (passed_jump == 0)
4021     return 1;
4022
4023   while (INSN_UID (p) != last_uid)
4024     {
4025       /* If we see a CODE_LABEL between FIRST_UID and LAST_UID, then we
4026          can not be sure that FIRST_UID dominates LAST_UID.  */
4027       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4028         return 0;
4029       /* Could not find LAST_UID, but we reached the end of the loop, so
4030          it must be safe.  */
4031       else if (p == copy_end)
4032         return 1;
4033       p = NEXT_INSN (p);
4034     }
4035
4036   /* FIRST_UID is always executed if LAST_UID is executed.  */
4037   return 1;
4038 }
4039
4040 /* This routine is called when the number of iterations for the unrolled
4041    loop is one.   The goal is to identify a loop that begins with an
4042    unconditional branch to the loop continuation note (or a label just after).
4043    In this case, the unconditional branch that starts the loop needs to be
4044    deleted so that we execute the single iteration.  */
4045
4046 static rtx
4047 ujump_to_loop_cont (loop_start, loop_cont)
4048      rtx loop_start;
4049      rtx loop_cont;
4050 {
4051   rtx x, label, label_ref;
4052
4053   /* See if loop start, or the next insn is an unconditional jump.  */
4054   loop_start = next_nonnote_insn (loop_start);
4055
4056   x = pc_set (loop_start);
4057   if (!x)
4058     return NULL_RTX;
4059
4060   label_ref = SET_SRC (x);
4061   if (!label_ref)
4062     return NULL_RTX;
4063
4064   /* Examine insn after loop continuation note.  Return if not a label.  */
4065   label = next_nonnote_insn (loop_cont);
4066   if (label == 0 || GET_CODE (label) != CODE_LABEL)
4067     return NULL_RTX;
4068
4069   /* Return the loop start if the branch label matches the code label.  */
4070   if (CODE_LABEL_NUMBER (label) == CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (label_ref, 0)))
4071     return loop_start;
4072   else
4073     return NULL_RTX;
4074 }