OSDN Git Service

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