OSDN Git Service

* config/i386/sse.md (*<sse>_maskcmp<mode>3_comm): New pattern.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-math-opts.c
1 /* Global, SSA-based optimizations using mathematical identities.
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8 under the terms of the GNU General Public License as published by the
9 Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
10 later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 /* Currently, the only mini-pass in this file tries to CSE reciprocal
22    operations.  These are common in sequences such as this one:
23
24         modulus = sqrt(x*x + y*y + z*z);
25         x = x / modulus;
26         y = y / modulus;
27         z = z / modulus;
28
29    that can be optimized to
30
31         modulus = sqrt(x*x + y*y + z*z);
32         rmodulus = 1.0 / modulus;
33         x = x * rmodulus;
34         y = y * rmodulus;
35         z = z * rmodulus;
36
37    We do this for loop invariant divisors, and with this pass whenever
38    we notice that a division has the same divisor multiple times.
39
40    Of course, like in PRE, we don't insert a division if a dominator
41    already has one.  However, this cannot be done as an extension of
42    PRE for several reasons.
43
44    First of all, with some experiments it was found out that the
45    transformation is not always useful if there are only two divisions
46    hy the same divisor.  This is probably because modern processors
47    can pipeline the divisions; on older, in-order processors it should
48    still be effective to optimize two divisions by the same number.
49    We make this a param, and it shall be called N in the remainder of
50    this comment.
51
52    Second, if trapping math is active, we have less freedom on where
53    to insert divisions: we can only do so in basic blocks that already
54    contain one.  (If divisions don't trap, instead, we can insert
55    divisions elsewhere, which will be in blocks that are common dominators
56    of those that have the division).
57
58    We really don't want to compute the reciprocal unless a division will
59    be found.  To do this, we won't insert the division in a basic block
60    that has less than N divisions *post-dominating* it.
61
62    The algorithm constructs a subset of the dominator tree, holding the
63    blocks containing the divisions and the common dominators to them,
64    and walk it twice.  The first walk is in post-order, and it annotates
65    each block with the number of divisions that post-dominate it: this
66    gives information on where divisions can be inserted profitably.
67    The second walk is in pre-order, and it inserts divisions as explained
68    above, and replaces divisions by multiplications.
69
70    In the best case, the cost of the pass is O(n_statements).  In the
71    worst-case, the cost is due to creating the dominator tree subset,
72    with a cost of O(n_basic_blocks ^ 2); however this can only happen
73    for n_statements / n_basic_blocks statements.  So, the amortized cost
74    of creating the dominator tree subset is O(n_basic_blocks) and the
75    worst-case cost of the pass is O(n_statements * n_basic_blocks).
76
77    More practically, the cost will be small because there are few
78    divisions, and they tend to be in the same basic block, so insert_bb
79    is called very few times.
80
81    If we did this using domwalk.c, an efficient implementation would have
82    to work on all the variables in a single pass, because we could not
83    work on just a subset of the dominator tree, as we do now, and the
84    cost would also be something like O(n_statements * n_basic_blocks).
85    The data structures would be more complex in order to work on all the
86    variables in a single pass.  */
87
88 #include "config.h"
89 #include "system.h"
90 #include "coretypes.h"
91 #include "tm.h"
92 #include "flags.h"
93 #include "tree.h"
94 #include "tree-flow.h"
95 #include "timevar.h"
96 #include "tree-pass.h"
97 #include "alloc-pool.h"
98 #include "basic-block.h"
99 #include "target.h"
100 #include "gimple-pretty-print.h"
101
102 /* FIXME: RTL headers have to be included here for optabs.  */
103 #include "rtl.h"                /* Because optabs.h wants enum rtx_code.  */
104 #include "expr.h"               /* Because optabs.h wants sepops.  */
105 #include "optabs.h"
106
107 /* This structure represents one basic block that either computes a
108    division, or is a common dominator for basic block that compute a
109    division.  */
110 struct occurrence {
111   /* The basic block represented by this structure.  */
112   basic_block bb;
113
114   /* If non-NULL, the SSA_NAME holding the definition for a reciprocal
115      inserted in BB.  */
116   tree recip_def;
117
118   /* If non-NULL, the GIMPLE_ASSIGN for a reciprocal computation that
119      was inserted in BB.  */
120   gimple recip_def_stmt;
121
122   /* Pointer to a list of "struct occurrence"s for blocks dominated
123      by BB.  */
124   struct occurrence *children;
125
126   /* Pointer to the next "struct occurrence"s in the list of blocks
127      sharing a common dominator.  */
128   struct occurrence *next;
129
130   /* The number of divisions that are in BB before compute_merit.  The
131      number of divisions that are in BB or post-dominate it after
132      compute_merit.  */
133   int num_divisions;
134
135   /* True if the basic block has a division, false if it is a common
136      dominator for basic blocks that do.  If it is false and trapping
137      math is active, BB is not a candidate for inserting a reciprocal.  */
138   bool bb_has_division;
139 };
140
141 static struct
142 {
143   /* Number of 1.0/X ops inserted.  */
144   int rdivs_inserted;
145
146   /* Number of 1.0/FUNC ops inserted.  */
147   int rfuncs_inserted;
148 } reciprocal_stats;
149
150 static struct
151 {
152   /* Number of cexpi calls inserted.  */
153   int inserted;
154 } sincos_stats;
155
156 static struct
157 {
158   /* Number of hand-written 32-bit bswaps found.  */
159   int found_32bit;
160
161   /* Number of hand-written 64-bit bswaps found.  */
162   int found_64bit;
163 } bswap_stats;
164
165 static struct
166 {
167   /* Number of widening multiplication ops inserted.  */
168   int widen_mults_inserted;
169
170   /* Number of integer multiply-and-accumulate ops inserted.  */
171   int maccs_inserted;
172
173   /* Number of fp fused multiply-add ops inserted.  */
174   int fmas_inserted;
175 } widen_mul_stats;
176
177 /* The instance of "struct occurrence" representing the highest
178    interesting block in the dominator tree.  */
179 static struct occurrence *occ_head;
180
181 /* Allocation pool for getting instances of "struct occurrence".  */
182 static alloc_pool occ_pool;
183
184
185
186 /* Allocate and return a new struct occurrence for basic block BB, and
187    whose children list is headed by CHILDREN.  */
188 static struct occurrence *
189 occ_new (basic_block bb, struct occurrence *children)
190 {
191   struct occurrence *occ;
192
193   bb->aux = occ = (struct occurrence *) pool_alloc (occ_pool);
194   memset (occ, 0, sizeof (struct occurrence));
195
196   occ->bb = bb;
197   occ->children = children;
198   return occ;
199 }
200
201
202 /* Insert NEW_OCC into our subset of the dominator tree.  P_HEAD points to a
203    list of "struct occurrence"s, one per basic block, having IDOM as
204    their common dominator.
205
206    We try to insert NEW_OCC as deep as possible in the tree, and we also
207    insert any other block that is a common dominator for BB and one
208    block already in the tree.  */
209
210 static void
211 insert_bb (struct occurrence *new_occ, basic_block idom,
212            struct occurrence **p_head)
213 {
214   struct occurrence *occ, **p_occ;
215
216   for (p_occ = p_head; (occ = *p_occ) != NULL; )
217     {
218       basic_block bb = new_occ->bb, occ_bb = occ->bb;
219       basic_block dom = nearest_common_dominator (CDI_DOMINATORS, occ_bb, bb);
220       if (dom == bb)
221         {
222           /* BB dominates OCC_BB.  OCC becomes NEW_OCC's child: remove OCC
223              from its list.  */
224           *p_occ = occ->next;
225           occ->next = new_occ->children;
226           new_occ->children = occ;
227
228           /* Try the next block (it may as well be dominated by BB).  */
229         }
230
231       else if (dom == occ_bb)
232         {
233           /* OCC_BB dominates BB.  Tail recurse to look deeper.  */
234           insert_bb (new_occ, dom, &occ->children);
235           return;
236         }
237
238       else if (dom != idom)
239         {
240           gcc_assert (!dom->aux);
241
242           /* There is a dominator between IDOM and BB, add it and make
243              two children out of NEW_OCC and OCC.  First, remove OCC from
244              its list.  */
245           *p_occ = occ->next;
246           new_occ->next = occ;
247           occ->next = NULL;
248
249           /* None of the previous blocks has DOM as a dominator: if we tail
250              recursed, we would reexamine them uselessly. Just switch BB with
251              DOM, and go on looking for blocks dominated by DOM.  */
252           new_occ = occ_new (dom, new_occ);
253         }
254
255       else
256         {
257           /* Nothing special, go on with the next element.  */
258           p_occ = &occ->next;
259         }
260     }
261
262   /* No place was found as a child of IDOM.  Make BB a sibling of IDOM.  */
263   new_occ->next = *p_head;
264   *p_head = new_occ;
265 }
266
267 /* Register that we found a division in BB.  */
268
269 static inline void
270 register_division_in (basic_block bb)
271 {
272   struct occurrence *occ;
273
274   occ = (struct occurrence *) bb->aux;
275   if (!occ)
276     {
277       occ = occ_new (bb, NULL);
278       insert_bb (occ, ENTRY_BLOCK_PTR, &occ_head);
279     }
280
281   occ->bb_has_division = true;
282   occ->num_divisions++;
283 }
284
285
286 /* Compute the number of divisions that postdominate each block in OCC and
287    its children.  */
288
289 static void
290 compute_merit (struct occurrence *occ)
291 {
292   struct occurrence *occ_child;
293   basic_block dom = occ->bb;
294
295   for (occ_child = occ->children; occ_child; occ_child = occ_child->next)
296     {
297       basic_block bb;
298       if (occ_child->children)
299         compute_merit (occ_child);
300
301       if (flag_exceptions)
302         bb = single_noncomplex_succ (dom);
303       else
304         bb = dom;
305
306       if (dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, bb, occ_child->bb))
307         occ->num_divisions += occ_child->num_divisions;
308     }
309 }
310
311
312 /* Return whether USE_STMT is a floating-point division by DEF.  */
313 static inline bool
314 is_division_by (gimple use_stmt, tree def)
315 {
316   return is_gimple_assign (use_stmt)
317          && gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == RDIV_EXPR
318          && gimple_assign_rhs2 (use_stmt) == def
319          /* Do not recognize x / x as valid division, as we are getting
320             confused later by replacing all immediate uses x in such
321             a stmt.  */
322          && gimple_assign_rhs1 (use_stmt) != def;
323 }
324
325 /* Walk the subset of the dominator tree rooted at OCC, setting the
326    RECIP_DEF field to a definition of 1.0 / DEF that can be used in
327    the given basic block.  The field may be left NULL, of course,
328    if it is not possible or profitable to do the optimization.
329
330    DEF_BSI is an iterator pointing at the statement defining DEF.
331    If RECIP_DEF is set, a dominator already has a computation that can
332    be used.  */
333
334 static void
335 insert_reciprocals (gimple_stmt_iterator *def_gsi, struct occurrence *occ,
336                     tree def, tree recip_def, int threshold)
337 {
338   tree type;
339   gimple new_stmt;
340   gimple_stmt_iterator gsi;
341   struct occurrence *occ_child;
342
343   if (!recip_def
344       && (occ->bb_has_division || !flag_trapping_math)
345       && occ->num_divisions >= threshold)
346     {
347       /* Make a variable with the replacement and substitute it.  */
348       type = TREE_TYPE (def);
349       recip_def = make_rename_temp (type, "reciptmp");
350       new_stmt = gimple_build_assign_with_ops (RDIV_EXPR, recip_def,
351                                                build_one_cst (type), def);
352
353       if (occ->bb_has_division)
354         {
355           /* Case 1: insert before an existing division.  */
356           gsi = gsi_after_labels (occ->bb);
357           while (!gsi_end_p (gsi) && !is_division_by (gsi_stmt (gsi), def))
358             gsi_next (&gsi);
359
360           gsi_insert_before (&gsi, new_stmt, GSI_SAME_STMT);
361         }
362       else if (def_gsi && occ->bb == def_gsi->bb)
363         {
364           /* Case 2: insert right after the definition.  Note that this will
365              never happen if the definition statement can throw, because in
366              that case the sole successor of the statement's basic block will
367              dominate all the uses as well.  */
368           gsi_insert_after (def_gsi, new_stmt, GSI_NEW_STMT);
369         }
370       else
371         {
372           /* Case 3: insert in a basic block not containing defs/uses.  */
373           gsi = gsi_after_labels (occ->bb);
374           gsi_insert_before (&gsi, new_stmt, GSI_SAME_STMT);
375         }
376
377       reciprocal_stats.rdivs_inserted++;
378
379       occ->recip_def_stmt = new_stmt;
380     }
381
382   occ->recip_def = recip_def;
383   for (occ_child = occ->children; occ_child; occ_child = occ_child->next)
384     insert_reciprocals (def_gsi, occ_child, def, recip_def, threshold);
385 }
386
387
388 /* Replace the division at USE_P with a multiplication by the reciprocal, if
389    possible.  */
390
391 static inline void
392 replace_reciprocal (use_operand_p use_p)
393 {
394   gimple use_stmt = USE_STMT (use_p);
395   basic_block bb = gimple_bb (use_stmt);
396   struct occurrence *occ = (struct occurrence *) bb->aux;
397
398   if (optimize_bb_for_speed_p (bb)
399       && occ->recip_def && use_stmt != occ->recip_def_stmt)
400     {
401       gimple_assign_set_rhs_code (use_stmt, MULT_EXPR);
402       SET_USE (use_p, occ->recip_def);
403       fold_stmt_inplace (use_stmt);
404       update_stmt (use_stmt);
405     }
406 }
407
408
409 /* Free OCC and return one more "struct occurrence" to be freed.  */
410
411 static struct occurrence *
412 free_bb (struct occurrence *occ)
413 {
414   struct occurrence *child, *next;
415
416   /* First get the two pointers hanging off OCC.  */
417   next = occ->next;
418   child = occ->children;
419   occ->bb->aux = NULL;
420   pool_free (occ_pool, occ);
421
422   /* Now ensure that we don't recurse unless it is necessary.  */
423   if (!child)
424     return next;
425   else
426     {
427       while (next)
428         next = free_bb (next);
429
430       return child;
431     }
432 }
433
434
435 /* Look for floating-point divisions among DEF's uses, and try to
436    replace them by multiplications with the reciprocal.  Add
437    as many statements computing the reciprocal as needed.
438
439    DEF must be a GIMPLE register of a floating-point type.  */
440
441 static void
442 execute_cse_reciprocals_1 (gimple_stmt_iterator *def_gsi, tree def)
443 {
444   use_operand_p use_p;
445   imm_use_iterator use_iter;
446   struct occurrence *occ;
447   int count = 0, threshold;
448
449   gcc_assert (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (def)) && is_gimple_reg (def));
450
451   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, use_iter, def)
452     {
453       gimple use_stmt = USE_STMT (use_p);
454       if (is_division_by (use_stmt, def))
455         {
456           register_division_in (gimple_bb (use_stmt));
457           count++;
458         }
459     }
460
461   /* Do the expensive part only if we can hope to optimize something.  */
462   threshold = targetm.min_divisions_for_recip_mul (TYPE_MODE (TREE_TYPE (def)));
463   if (count >= threshold)
464     {
465       gimple use_stmt;
466       for (occ = occ_head; occ; occ = occ->next)
467         {
468           compute_merit (occ);
469           insert_reciprocals (def_gsi, occ, def, NULL, threshold);
470         }
471
472       FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, use_iter, def)
473         {
474           if (is_division_by (use_stmt, def))
475             {
476               FOR_EACH_IMM_USE_ON_STMT (use_p, use_iter)
477                 replace_reciprocal (use_p);
478             }
479         }
480     }
481
482   for (occ = occ_head; occ; )
483     occ = free_bb (occ);
484
485   occ_head = NULL;
486 }
487
488 static bool
489 gate_cse_reciprocals (void)
490 {
491   return optimize && flag_reciprocal_math;
492 }
493
494 /* Go through all the floating-point SSA_NAMEs, and call
495    execute_cse_reciprocals_1 on each of them.  */
496 static unsigned int
497 execute_cse_reciprocals (void)
498 {
499   basic_block bb;
500   tree arg;
501
502   occ_pool = create_alloc_pool ("dominators for recip",
503                                 sizeof (struct occurrence),
504                                 n_basic_blocks / 3 + 1);
505
506   memset (&reciprocal_stats, 0, sizeof (reciprocal_stats));
507   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
508   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
509
510 #ifdef ENABLE_CHECKING
511   FOR_EACH_BB (bb)
512     gcc_assert (!bb->aux);
513 #endif
514
515   for (arg = DECL_ARGUMENTS (cfun->decl); arg; arg = DECL_CHAIN (arg))
516     if (gimple_default_def (cfun, arg)
517         && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (arg))
518         && is_gimple_reg (arg))
519       execute_cse_reciprocals_1 (NULL, gimple_default_def (cfun, arg));
520
521   FOR_EACH_BB (bb)
522     {
523       gimple_stmt_iterator gsi;
524       gimple phi;
525       tree def;
526
527       for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
528         {
529           phi = gsi_stmt (gsi);
530           def = PHI_RESULT (phi);
531           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
532               && is_gimple_reg (def))
533             execute_cse_reciprocals_1 (NULL, def);
534         }
535
536       for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
537         {
538           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
539
540           if (gimple_has_lhs (stmt)
541               && (def = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, SSA_OP_DEF)) != NULL
542               && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
543               && TREE_CODE (def) == SSA_NAME)
544             execute_cse_reciprocals_1 (&gsi, def);
545         }
546
547       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
548         continue;
549
550       /* Scan for a/func(b) and convert it to reciprocal a*rfunc(b).  */
551       for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
552         {
553           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
554           tree fndecl;
555
556           if (is_gimple_assign (stmt)
557               && gimple_assign_rhs_code (stmt) == RDIV_EXPR)
558             {
559               tree arg1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
560               gimple stmt1;
561
562               if (TREE_CODE (arg1) != SSA_NAME)
563                 continue;
564
565               stmt1 = SSA_NAME_DEF_STMT (arg1);
566
567               if (is_gimple_call (stmt1)
568                   && gimple_call_lhs (stmt1)
569                   && (fndecl = gimple_call_fndecl (stmt1))
570                   && (DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
571                       || DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_MD))
572                 {
573                   enum built_in_function code;
574                   bool md_code, fail;
575                   imm_use_iterator ui;
576                   use_operand_p use_p;
577
578                   code = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
579                   md_code = DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_MD;
580
581                   fndecl = targetm.builtin_reciprocal (code, md_code, false);
582                   if (!fndecl)
583                     continue;
584
585                   /* Check that all uses of the SSA name are divisions,
586                      otherwise replacing the defining statement will do
587                      the wrong thing.  */
588                   fail = false;
589                   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, ui, arg1)
590                     {
591                       gimple stmt2 = USE_STMT (use_p);
592                       if (is_gimple_debug (stmt2))
593                         continue;
594                       if (!is_gimple_assign (stmt2)
595                           || gimple_assign_rhs_code (stmt2) != RDIV_EXPR
596                           || gimple_assign_rhs1 (stmt2) == arg1
597                           || gimple_assign_rhs2 (stmt2) != arg1)
598                         {
599                           fail = true;
600                           break;
601                         }
602                     }
603                   if (fail)
604                     continue;
605
606                   gimple_replace_lhs (stmt1, arg1);
607                   gimple_call_set_fndecl (stmt1, fndecl);
608                   update_stmt (stmt1);
609                   reciprocal_stats.rfuncs_inserted++;
610
611                   FOR_EACH_IMM_USE_STMT (stmt, ui, arg1)
612                     {
613                       gimple_assign_set_rhs_code (stmt, MULT_EXPR);
614                       fold_stmt_inplace (stmt);
615                       update_stmt (stmt);
616                     }
617                 }
618             }
619         }
620     }
621
622   statistics_counter_event (cfun, "reciprocal divs inserted",
623                             reciprocal_stats.rdivs_inserted);
624   statistics_counter_event (cfun, "reciprocal functions inserted",
625                             reciprocal_stats.rfuncs_inserted);
626
627   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
628   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
629   free_alloc_pool (occ_pool);
630   return 0;
631 }
632
633 struct gimple_opt_pass pass_cse_reciprocals =
634 {
635  {
636   GIMPLE_PASS,
637   "recip",                              /* name */
638   gate_cse_reciprocals,                 /* gate */
639   execute_cse_reciprocals,              /* execute */
640   NULL,                                 /* sub */
641   NULL,                                 /* next */
642   0,                                    /* static_pass_number */
643   TV_NONE,                              /* tv_id */
644   PROP_ssa,                             /* properties_required */
645   0,                                    /* properties_provided */
646   0,                                    /* properties_destroyed */
647   0,                                    /* todo_flags_start */
648   TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
649     | TODO_verify_stmts                /* todo_flags_finish */
650  }
651 };
652
653 /* Records an occurrence at statement USE_STMT in the vector of trees
654    STMTS if it is dominated by *TOP_BB or dominates it or this basic block
655    is not yet initialized.  Returns true if the occurrence was pushed on
656    the vector.  Adjusts *TOP_BB to be the basic block dominating all
657    statements in the vector.  */
658
659 static bool
660 maybe_record_sincos (VEC(gimple, heap) **stmts,
661                      basic_block *top_bb, gimple use_stmt)
662 {
663   basic_block use_bb = gimple_bb (use_stmt);
664   if (*top_bb
665       && (*top_bb == use_bb
666           || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, use_bb, *top_bb)))
667     VEC_safe_push (gimple, heap, *stmts, use_stmt);
668   else if (!*top_bb
669            || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, *top_bb, use_bb))
670     {
671       VEC_safe_push (gimple, heap, *stmts, use_stmt);
672       *top_bb = use_bb;
673     }
674   else
675     return false;
676
677   return true;
678 }
679
680 /* Look for sin, cos and cexpi calls with the same argument NAME and
681    create a single call to cexpi CSEing the result in this case.
682    We first walk over all immediate uses of the argument collecting
683    statements that we can CSE in a vector and in a second pass replace
684    the statement rhs with a REALPART or IMAGPART expression on the
685    result of the cexpi call we insert before the use statement that
686    dominates all other candidates.  */
687
688 static bool
689 execute_cse_sincos_1 (tree name)
690 {
691   gimple_stmt_iterator gsi;
692   imm_use_iterator use_iter;
693   tree fndecl, res, type;
694   gimple def_stmt, use_stmt, stmt;
695   int seen_cos = 0, seen_sin = 0, seen_cexpi = 0;
696   VEC(gimple, heap) *stmts = NULL;
697   basic_block top_bb = NULL;
698   int i;
699   bool cfg_changed = false;
700
701   type = TREE_TYPE (name);
702   FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, use_iter, name)
703     {
704       if (gimple_code (use_stmt) != GIMPLE_CALL
705           || !gimple_call_lhs (use_stmt)
706           || !(fndecl = gimple_call_fndecl (use_stmt))
707           || DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) != BUILT_IN_NORMAL)
708         continue;
709
710       switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
711         {
712         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
713           seen_cos |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
714           break;
715
716         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
717           seen_sin |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
718           break;
719
720         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
721           seen_cexpi |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
722           break;
723
724         default:;
725         }
726     }
727
728   if (seen_cos + seen_sin + seen_cexpi <= 1)
729     {
730       VEC_free(gimple, heap, stmts);
731       return false;
732     }
733
734   /* Simply insert cexpi at the beginning of top_bb but not earlier than
735      the name def statement.  */
736   fndecl = mathfn_built_in (type, BUILT_IN_CEXPI);
737   if (!fndecl)
738     return false;
739   res = create_tmp_reg (TREE_TYPE (TREE_TYPE (fndecl)), "sincostmp");
740   stmt = gimple_build_call (fndecl, 1, name);
741   res = make_ssa_name (res, stmt);
742   gimple_call_set_lhs (stmt, res);
743
744   def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
745   if (!SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (name)
746       && gimple_code (def_stmt) != GIMPLE_PHI
747       && gimple_bb (def_stmt) == top_bb)
748     {
749       gsi = gsi_for_stmt (def_stmt);
750       gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_SAME_STMT);
751     }
752   else
753     {
754       gsi = gsi_after_labels (top_bb);
755       gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_SAME_STMT);
756     }
757   update_stmt (stmt);
758   sincos_stats.inserted++;
759
760   /* And adjust the recorded old call sites.  */
761   for (i = 0; VEC_iterate(gimple, stmts, i, use_stmt); ++i)
762     {
763       tree rhs = NULL;
764       fndecl = gimple_call_fndecl (use_stmt);
765
766       switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
767         {
768         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
769           rhs = fold_build1 (REALPART_EXPR, type, res);
770           break;
771
772         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
773           rhs = fold_build1 (IMAGPART_EXPR, type, res);
774           break;
775
776         CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
777           rhs = res;
778           break;
779
780         default:;
781           gcc_unreachable ();
782         }
783
784         /* Replace call with a copy.  */
785         stmt = gimple_build_assign (gimple_call_lhs (use_stmt), rhs);
786
787         gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
788         gsi_replace (&gsi, stmt, true);
789         if (gimple_purge_dead_eh_edges (gimple_bb (stmt)))
790           cfg_changed = true;
791     }
792
793   VEC_free(gimple, heap, stmts);
794
795   return cfg_changed;
796 }
797
798 /* To evaluate powi(x,n), the floating point value x raised to the
799    constant integer exponent n, we use a hybrid algorithm that
800    combines the "window method" with look-up tables.  For an
801    introduction to exponentiation algorithms and "addition chains",
802    see section 4.6.3, "Evaluation of Powers" of Donald E. Knuth,
803    "Seminumerical Algorithms", Vol. 2, "The Art of Computer Programming",
804    3rd Edition, 1998, and Daniel M. Gordon, "A Survey of Fast Exponentiation
805    Methods", Journal of Algorithms, Vol. 27, pp. 129-146, 1998.  */
806
807 /* Provide a default value for POWI_MAX_MULTS, the maximum number of
808    multiplications to inline before calling the system library's pow
809    function.  powi(x,n) requires at worst 2*bits(n)-2 multiplications,
810    so this default never requires calling pow, powf or powl.  */
811
812 #ifndef POWI_MAX_MULTS
813 #define POWI_MAX_MULTS  (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT-2)
814 #endif
815
816 /* The size of the "optimal power tree" lookup table.  All
817    exponents less than this value are simply looked up in the
818    powi_table below.  This threshold is also used to size the
819    cache of pseudo registers that hold intermediate results.  */
820 #define POWI_TABLE_SIZE 256
821
822 /* The size, in bits of the window, used in the "window method"
823    exponentiation algorithm.  This is equivalent to a radix of
824    (1<<POWI_WINDOW_SIZE) in the corresponding "m-ary method".  */
825 #define POWI_WINDOW_SIZE 3
826
827 /* The following table is an efficient representation of an
828    "optimal power tree".  For each value, i, the corresponding
829    value, j, in the table states than an optimal evaluation
830    sequence for calculating pow(x,i) can be found by evaluating
831    pow(x,j)*pow(x,i-j).  An optimal power tree for the first
832    100 integers is given in Knuth's "Seminumerical algorithms".  */
833
834 static const unsigned char powi_table[POWI_TABLE_SIZE] =
835   {
836       0,   1,   1,   2,   2,   3,   3,   4,  /*   0 -   7 */
837       4,   6,   5,   6,   6,  10,   7,   9,  /*   8 -  15 */
838       8,  16,   9,  16,  10,  12,  11,  13,  /*  16 -  23 */
839      12,  17,  13,  18,  14,  24,  15,  26,  /*  24 -  31 */
840      16,  17,  17,  19,  18,  33,  19,  26,  /*  32 -  39 */
841      20,  25,  21,  40,  22,  27,  23,  44,  /*  40 -  47 */
842      24,  32,  25,  34,  26,  29,  27,  44,  /*  48 -  55 */
843      28,  31,  29,  34,  30,  60,  31,  36,  /*  56 -  63 */
844      32,  64,  33,  34,  34,  46,  35,  37,  /*  64 -  71 */
845      36,  65,  37,  50,  38,  48,  39,  69,  /*  72 -  79 */
846      40,  49,  41,  43,  42,  51,  43,  58,  /*  80 -  87 */
847      44,  64,  45,  47,  46,  59,  47,  76,  /*  88 -  95 */
848      48,  65,  49,  66,  50,  67,  51,  66,  /*  96 - 103 */
849      52,  70,  53,  74,  54, 104,  55,  74,  /* 104 - 111 */
850      56,  64,  57,  69,  58,  78,  59,  68,  /* 112 - 119 */
851      60,  61,  61,  80,  62,  75,  63,  68,  /* 120 - 127 */
852      64,  65,  65, 128,  66, 129,  67,  90,  /* 128 - 135 */
853      68,  73,  69, 131,  70,  94,  71,  88,  /* 136 - 143 */
854      72, 128,  73,  98,  74, 132,  75, 121,  /* 144 - 151 */
855      76, 102,  77, 124,  78, 132,  79, 106,  /* 152 - 159 */
856      80,  97,  81, 160,  82,  99,  83, 134,  /* 160 - 167 */
857      84,  86,  85,  95,  86, 160,  87, 100,  /* 168 - 175 */
858      88, 113,  89,  98,  90, 107,  91, 122,  /* 176 - 183 */
859      92, 111,  93, 102,  94, 126,  95, 150,  /* 184 - 191 */
860      96, 128,  97, 130,  98, 133,  99, 195,  /* 192 - 199 */
861     100, 128, 101, 123, 102, 164, 103, 138,  /* 200 - 207 */
862     104, 145, 105, 146, 106, 109, 107, 149,  /* 208 - 215 */
863     108, 200, 109, 146, 110, 170, 111, 157,  /* 216 - 223 */
864     112, 128, 113, 130, 114, 182, 115, 132,  /* 224 - 231 */
865     116, 200, 117, 132, 118, 158, 119, 206,  /* 232 - 239 */
866     120, 240, 121, 162, 122, 147, 123, 152,  /* 240 - 247 */
867     124, 166, 125, 214, 126, 138, 127, 153,  /* 248 - 255 */
868   };
869
870
871 /* Return the number of multiplications required to calculate
872    powi(x,n) where n is less than POWI_TABLE_SIZE.  This is a
873    subroutine of powi_cost.  CACHE is an array indicating
874    which exponents have already been calculated.  */
875
876 static int
877 powi_lookup_cost (unsigned HOST_WIDE_INT n, bool *cache)
878 {
879   /* If we've already calculated this exponent, then this evaluation
880      doesn't require any additional multiplications.  */
881   if (cache[n])
882     return 0;
883
884   cache[n] = true;
885   return powi_lookup_cost (n - powi_table[n], cache)
886          + powi_lookup_cost (powi_table[n], cache) + 1;
887 }
888
889 /* Return the number of multiplications required to calculate
890    powi(x,n) for an arbitrary x, given the exponent N.  This
891    function needs to be kept in sync with powi_as_mults below.  */
892
893 static int
894 powi_cost (HOST_WIDE_INT n)
895 {
896   bool cache[POWI_TABLE_SIZE];
897   unsigned HOST_WIDE_INT digit;
898   unsigned HOST_WIDE_INT val;
899   int result;
900
901   if (n == 0)
902     return 0;
903
904   /* Ignore the reciprocal when calculating the cost.  */
905   val = (n < 0) ? -n : n;
906
907   /* Initialize the exponent cache.  */
908   memset (cache, 0, POWI_TABLE_SIZE * sizeof (bool));
909   cache[1] = true;
910
911   result = 0;
912
913   while (val >= POWI_TABLE_SIZE)
914     {
915       if (val & 1)
916         {
917           digit = val & ((1 << POWI_WINDOW_SIZE) - 1);
918           result += powi_lookup_cost (digit, cache)
919                     + POWI_WINDOW_SIZE + 1;
920           val >>= POWI_WINDOW_SIZE;
921         }
922       else
923         {
924           val >>= 1;
925           result++;
926         }
927     }
928
929   return result + powi_lookup_cost (val, cache);
930 }
931
932 /* Recursive subroutine of powi_as_mults.  This function takes the
933    array, CACHE, of already calculated exponents and an exponent N and
934    returns a tree that corresponds to CACHE[1]**N, with type TYPE.  */
935
936 static tree
937 powi_as_mults_1 (gimple_stmt_iterator *gsi, location_t loc, tree type,
938                  HOST_WIDE_INT n, tree *cache, tree target)
939 {
940   tree op0, op1, ssa_target;
941   unsigned HOST_WIDE_INT digit;
942   gimple mult_stmt;
943
944   if (n < POWI_TABLE_SIZE && cache[n])
945     return cache[n];
946
947   ssa_target = make_ssa_name (target, NULL);
948
949   if (n < POWI_TABLE_SIZE)
950     {
951       cache[n] = ssa_target;
952       op0 = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, n - powi_table[n], cache, target);
953       op1 = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, powi_table[n], cache, target);
954     }
955   else if (n & 1)
956     {
957       digit = n & ((1 << POWI_WINDOW_SIZE) - 1);
958       op0 = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, n - digit, cache, target);
959       op1 = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, digit, cache, target);
960     }
961   else
962     {
963       op0 = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, n >> 1, cache, target);
964       op1 = op0;
965     }
966
967   mult_stmt = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, ssa_target, op0, op1);
968   gsi_insert_before (gsi, mult_stmt, GSI_SAME_STMT);
969
970   return ssa_target;
971 }
972
973 /* Convert ARG0**N to a tree of multiplications of ARG0 with itself.
974    This function needs to be kept in sync with powi_cost above.  */
975
976 static tree
977 powi_as_mults (gimple_stmt_iterator *gsi, location_t loc,
978                tree arg0, HOST_WIDE_INT n)
979 {
980   tree cache[POWI_TABLE_SIZE], result, type = TREE_TYPE (arg0), target;
981   gimple div_stmt;
982
983   if (n == 0)
984     return build_real (type, dconst1);
985
986   memset (cache, 0,  sizeof (cache));
987   cache[1] = arg0;
988
989   target = create_tmp_var (type, "powmult");
990   add_referenced_var (target);
991
992   result = powi_as_mults_1 (gsi, loc, type, (n < 0) ? -n : n, cache, target);
993
994   if (n >= 0)
995     return result;
996
997   /* If the original exponent was negative, reciprocate the result.  */
998   target = make_ssa_name (target, NULL);
999   div_stmt = gimple_build_assign_with_ops (RDIV_EXPR, target, 
1000                                            build_real (type, dconst1),
1001                                            result);
1002   gsi_insert_before (gsi, div_stmt, GSI_SAME_STMT);
1003
1004   return target;
1005 }
1006
1007 /* ARG0 and N are the two arguments to a powi builtin in GSI with
1008    location info LOC.  If the arguments are appropriate, create an
1009    equivalent sequence of statements prior to GSI using an optimal
1010    number of multiplications, and return an expession holding the
1011    result.  */
1012
1013 static tree
1014 gimple_expand_builtin_powi (gimple_stmt_iterator *gsi, location_t loc, 
1015                             tree arg0, HOST_WIDE_INT n)
1016 {
1017   /* Avoid largest negative number.  */
1018   if (n != -n
1019       && ((n >= -1 && n <= 2)
1020           || (optimize_function_for_speed_p (cfun)
1021               && powi_cost (n) <= POWI_MAX_MULTS)))
1022     return powi_as_mults (gsi, loc, arg0, n);
1023
1024   return NULL_TREE;
1025 }
1026
1027 /* ARG0 and ARG1 are the two arguments to a pow builtin call in GSI
1028    with location info LOC.  If possible, create an equivalent and
1029    less expensive sequence of statements prior to GSI, and return an
1030    expession holding the result.  */
1031
1032 static tree
1033 gimple_expand_builtin_pow (gimple_stmt_iterator *gsi, location_t loc, 
1034                            tree arg0, tree arg1)
1035 {
1036   REAL_VALUE_TYPE c, cint;
1037   HOST_WIDE_INT n;
1038
1039   /* If the exponent isn't a constant, there's nothing of interest
1040      to be done.  */
1041   if (TREE_CODE (arg1) != REAL_CST)
1042     return NULL_TREE;
1043
1044   /* If the exponent is equivalent to an integer, expand it into
1045      multiplies when profitable.  */
1046   c = TREE_REAL_CST (arg1);
1047   n = real_to_integer (&c);
1048   real_from_integer (&cint, VOIDmode, n, n < 0 ? -1 : 0, 0);
1049
1050   if (real_identical (&c, &cint)
1051       && ((n >= -1 && n <= 2)
1052           || (flag_unsafe_math_optimizations
1053               && optimize_insn_for_speed_p ()
1054               && powi_cost (n) <= POWI_MAX_MULTS)))
1055     return gimple_expand_builtin_powi (gsi, loc, arg0, n);
1056
1057   return NULL_TREE;
1058 }
1059
1060 /* Go through all calls to sin, cos and cexpi and call execute_cse_sincos_1
1061    on the SSA_NAME argument of each of them.  Also expand powi(x,n) into
1062    an optimal number of multiplies, when n is a constant.  */
1063
1064 static unsigned int
1065 execute_cse_sincos (void)
1066 {
1067   basic_block bb;
1068   bool cfg_changed = false;
1069
1070   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1071   memset (&sincos_stats, 0, sizeof (sincos_stats));
1072
1073   FOR_EACH_BB (bb)
1074     {
1075       gimple_stmt_iterator gsi;
1076
1077       for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1078         {
1079           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
1080           tree fndecl;
1081
1082           if (is_gimple_call (stmt)
1083               && gimple_call_lhs (stmt)
1084               && (fndecl = gimple_call_fndecl (stmt))
1085               && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL)
1086             {
1087               tree arg, arg0, arg1, result;
1088               HOST_WIDE_INT n;
1089               location_t loc;
1090
1091               switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
1092                 {
1093                 CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
1094                 CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
1095                 CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
1096                   arg = gimple_call_arg (stmt, 0);
1097                   if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1098                     cfg_changed |= execute_cse_sincos_1 (arg);
1099                   break;
1100
1101                 CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW):
1102                   arg0 = gimple_call_arg (stmt, 0);
1103                   arg1 = gimple_call_arg (stmt, 1);
1104
1105                   loc = gimple_location (stmt);
1106                   result = gimple_expand_builtin_pow (&gsi, loc, arg0, arg1);
1107
1108                   if (result)
1109                     {
1110                       tree lhs = gimple_get_lhs (stmt);
1111                       gimple new_stmt = gimple_build_assign (lhs, result);
1112                       gimple_set_location (new_stmt, loc);
1113                       unlink_stmt_vdef (stmt);
1114                       gsi_replace (&gsi, new_stmt, true);
1115                     }
1116                   break;
1117
1118                 CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POWI):
1119                   arg0 = gimple_call_arg (stmt, 0);
1120                   arg1 = gimple_call_arg (stmt, 1);
1121                   if (!host_integerp (arg1, 0))
1122                     break;
1123
1124                   n = TREE_INT_CST_LOW (arg1);
1125                   loc = gimple_location (stmt);
1126                   result = gimple_expand_builtin_powi (&gsi, loc, arg0, n);
1127
1128                   if (result)
1129                     {
1130                       tree lhs = gimple_get_lhs (stmt);
1131                       gimple new_stmt = gimple_build_assign (lhs, result);
1132                       gimple_set_location (new_stmt, loc);
1133                       unlink_stmt_vdef (stmt);
1134                       gsi_replace (&gsi, new_stmt, true);
1135                     }
1136                   break;
1137
1138                 default:;
1139                 }
1140             }
1141         }
1142     }
1143
1144   statistics_counter_event (cfun, "sincos statements inserted",
1145                             sincos_stats.inserted);
1146
1147   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1148   return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
1149 }
1150
1151 static bool
1152 gate_cse_sincos (void)
1153 {
1154   /* We no longer require either sincos or cexp, since powi expansion
1155      piggybacks on this pass.  */
1156   return optimize;
1157 }
1158
1159 struct gimple_opt_pass pass_cse_sincos =
1160 {
1161  {
1162   GIMPLE_PASS,
1163   "sincos",                             /* name */
1164   gate_cse_sincos,                      /* gate */
1165   execute_cse_sincos,                   /* execute */
1166   NULL,                                 /* sub */
1167   NULL,                                 /* next */
1168   0,                                    /* static_pass_number */
1169   TV_NONE,                              /* tv_id */
1170   PROP_ssa,                             /* properties_required */
1171   0,                                    /* properties_provided */
1172   0,                                    /* properties_destroyed */
1173   0,                                    /* todo_flags_start */
1174   TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
1175     | TODO_verify_stmts                 /* todo_flags_finish */
1176  }
1177 };
1178
1179 /* A symbolic number is used to detect byte permutation and selection
1180    patterns.  Therefore the field N contains an artificial number
1181    consisting of byte size markers:
1182
1183    0    - byte has the value 0
1184    1..size - byte contains the content of the byte
1185    number indexed with that value minus one  */
1186
1187 struct symbolic_number {
1188   unsigned HOST_WIDEST_INT n;
1189   int size;
1190 };
1191
1192 /* Perform a SHIFT or ROTATE operation by COUNT bits on symbolic
1193    number N.  Return false if the requested operation is not permitted
1194    on a symbolic number.  */
1195
1196 static inline bool
1197 do_shift_rotate (enum tree_code code,
1198                  struct symbolic_number *n,
1199                  int count)
1200 {
1201   if (count % 8 != 0)
1202     return false;
1203
1204   /* Zero out the extra bits of N in order to avoid them being shifted
1205      into the significant bits.  */
1206   if (n->size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
1207     n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << (n->size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
1208
1209   switch (code)
1210     {
1211     case LSHIFT_EXPR:
1212       n->n <<= count;
1213       break;
1214     case RSHIFT_EXPR:
1215       n->n >>= count;
1216       break;
1217     case LROTATE_EXPR:
1218       n->n = (n->n << count) | (n->n >> ((n->size * BITS_PER_UNIT) - count));
1219       break;
1220     case RROTATE_EXPR:
1221       n->n = (n->n >> count) | (n->n << ((n->size * BITS_PER_UNIT) - count));
1222       break;
1223     default:
1224       return false;
1225     }
1226   return true;
1227 }
1228
1229 /* Perform sanity checking for the symbolic number N and the gimple
1230    statement STMT.  */
1231
1232 static inline bool
1233 verify_symbolic_number_p (struct symbolic_number *n, gimple stmt)
1234 {
1235   tree lhs_type;
1236
1237   lhs_type = gimple_expr_type (stmt);
1238
1239   if (TREE_CODE (lhs_type) != INTEGER_TYPE)
1240     return false;
1241
1242   if (TYPE_PRECISION (lhs_type) != n->size * BITS_PER_UNIT)
1243     return false;
1244
1245   return true;
1246 }
1247
1248 /* find_bswap_1 invokes itself recursively with N and tries to perform
1249    the operation given by the rhs of STMT on the result.  If the
1250    operation could successfully be executed the function returns the
1251    tree expression of the source operand and NULL otherwise.  */
1252
1253 static tree
1254 find_bswap_1 (gimple stmt, struct symbolic_number *n, int limit)
1255 {
1256   enum tree_code code;
1257   tree rhs1, rhs2 = NULL;
1258   gimple rhs1_stmt, rhs2_stmt;
1259   tree source_expr1;
1260   enum gimple_rhs_class rhs_class;
1261
1262   if (!limit || !is_gimple_assign (stmt))
1263     return NULL_TREE;
1264
1265   rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1266
1267   if (TREE_CODE (rhs1) != SSA_NAME)
1268     return NULL_TREE;
1269
1270   code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1271   rhs_class = gimple_assign_rhs_class (stmt);
1272   rhs1_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
1273
1274   if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
1275     rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1276
1277   /* Handle unary rhs and binary rhs with integer constants as second
1278      operand.  */
1279
1280   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS
1281       || (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS
1282           && TREE_CODE (rhs2) == INTEGER_CST))
1283     {
1284       if (code != BIT_AND_EXPR
1285           && code != LSHIFT_EXPR
1286           && code != RSHIFT_EXPR
1287           && code != LROTATE_EXPR
1288           && code != RROTATE_EXPR
1289           && code != NOP_EXPR
1290           && code != CONVERT_EXPR)
1291         return NULL_TREE;
1292
1293       source_expr1 = find_bswap_1 (rhs1_stmt, n, limit - 1);
1294
1295       /* If find_bswap_1 returned NULL STMT is a leaf node and we have
1296          to initialize the symbolic number.  */
1297       if (!source_expr1)
1298         {
1299           /* Set up the symbolic number N by setting each byte to a
1300              value between 1 and the byte size of rhs1.  The highest
1301              order byte is set to n->size and the lowest order
1302              byte to 1.  */
1303           n->size = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (rhs1));
1304           if (n->size % BITS_PER_UNIT != 0)
1305             return NULL_TREE;
1306           n->size /= BITS_PER_UNIT;
1307           n->n = (sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8 ? 0 :
1308                   (unsigned HOST_WIDEST_INT)0x08070605 << 32 | 0x04030201);
1309
1310           if (n->size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
1311             n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 <<
1312                      (n->size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
1313
1314           source_expr1 = rhs1;
1315         }
1316
1317       switch (code)
1318         {
1319         case BIT_AND_EXPR:
1320           {
1321             int i;
1322             unsigned HOST_WIDEST_INT val = widest_int_cst_value (rhs2);
1323             unsigned HOST_WIDEST_INT tmp = val;
1324
1325             /* Only constants masking full bytes are allowed.  */
1326             for (i = 0; i < n->size; i++, tmp >>= BITS_PER_UNIT)
1327               if ((tmp & 0xff) != 0 && (tmp & 0xff) != 0xff)
1328                 return NULL_TREE;
1329
1330             n->n &= val;
1331           }
1332           break;
1333         case LSHIFT_EXPR:
1334         case RSHIFT_EXPR:
1335         case LROTATE_EXPR:
1336         case RROTATE_EXPR:
1337           if (!do_shift_rotate (code, n, (int)TREE_INT_CST_LOW (rhs2)))
1338             return NULL_TREE;
1339           break;
1340         CASE_CONVERT:
1341           {
1342             int type_size;
1343
1344             type_size = TYPE_PRECISION (gimple_expr_type (stmt));
1345             if (type_size % BITS_PER_UNIT != 0)
1346               return NULL_TREE;
1347
1348             if (type_size / BITS_PER_UNIT < (int)(sizeof (HOST_WIDEST_INT)))
1349               {
1350                 /* If STMT casts to a smaller type mask out the bits not
1351                    belonging to the target type.  */
1352                 n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << type_size) - 1;
1353               }
1354             n->size = type_size / BITS_PER_UNIT;
1355           }
1356           break;
1357         default:
1358           return NULL_TREE;
1359         };
1360       return verify_symbolic_number_p (n, stmt) ? source_expr1 : NULL;
1361     }
1362
1363   /* Handle binary rhs.  */
1364
1365   if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
1366     {
1367       struct symbolic_number n1, n2;
1368       tree source_expr2;
1369
1370       if (code != BIT_IOR_EXPR)
1371         return NULL_TREE;
1372
1373       if (TREE_CODE (rhs2) != SSA_NAME)
1374         return NULL_TREE;
1375
1376       rhs2_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs2);
1377
1378       switch (code)
1379         {
1380         case BIT_IOR_EXPR:
1381           source_expr1 = find_bswap_1 (rhs1_stmt, &n1, limit - 1);
1382
1383           if (!source_expr1)
1384             return NULL_TREE;
1385
1386           source_expr2 = find_bswap_1 (rhs2_stmt, &n2, limit - 1);
1387
1388           if (source_expr1 != source_expr2
1389               || n1.size != n2.size)
1390             return NULL_TREE;
1391
1392           n->size = n1.size;
1393           n->n = n1.n | n2.n;
1394
1395           if (!verify_symbolic_number_p (n, stmt))
1396             return NULL_TREE;
1397
1398           break;
1399         default:
1400           return NULL_TREE;
1401         }
1402       return source_expr1;
1403     }
1404   return NULL_TREE;
1405 }
1406
1407 /* Check if STMT completes a bswap implementation consisting of ORs,
1408    SHIFTs and ANDs.  Return the source tree expression on which the
1409    byte swap is performed and NULL if no bswap was found.  */
1410
1411 static tree
1412 find_bswap (gimple stmt)
1413 {
1414 /* The number which the find_bswap result should match in order to
1415    have a full byte swap.  The number is shifted to the left according
1416    to the size of the symbolic number before using it.  */
1417   unsigned HOST_WIDEST_INT cmp =
1418     sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8 ? 0 :
1419     (unsigned HOST_WIDEST_INT)0x01020304 << 32 | 0x05060708;
1420
1421   struct symbolic_number n;
1422   tree source_expr;
1423
1424   /* The last parameter determines the depth search limit.  It usually
1425      correlates directly to the number of bytes to be touched.  We
1426      increase that number by one here in order to also cover signed ->
1427      unsigned conversions of the src operand as can be seen in
1428      libgcc.  */
1429   source_expr =  find_bswap_1 (stmt, &n,
1430                                TREE_INT_CST_LOW (
1431                                  TYPE_SIZE_UNIT (gimple_expr_type (stmt))) + 1);
1432
1433   if (!source_expr)
1434     return NULL_TREE;
1435
1436   /* Zero out the extra bits of N and CMP.  */
1437   if (n.size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
1438     {
1439       unsigned HOST_WIDEST_INT mask =
1440         ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << (n.size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
1441
1442       n.n &= mask;
1443       cmp >>= (sizeof (HOST_WIDEST_INT) - n.size) * BITS_PER_UNIT;
1444     }
1445
1446   /* A complete byte swap should make the symbolic number to start
1447      with the largest digit in the highest order byte.  */
1448   if (cmp != n.n)
1449     return NULL_TREE;
1450
1451   return source_expr;
1452 }
1453
1454 /* Find manual byte swap implementations and turn them into a bswap
1455    builtin invokation.  */
1456
1457 static unsigned int
1458 execute_optimize_bswap (void)
1459 {
1460   basic_block bb;
1461   bool bswap32_p, bswap64_p;
1462   bool changed = false;
1463   tree bswap32_type = NULL_TREE, bswap64_type = NULL_TREE;
1464
1465   if (BITS_PER_UNIT != 8)
1466     return 0;
1467
1468   if (sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8)
1469     return 0;
1470
1471   bswap32_p = (built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32]
1472                && optab_handler (bswap_optab, SImode) != CODE_FOR_nothing);
1473   bswap64_p = (built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64]
1474                && (optab_handler (bswap_optab, DImode) != CODE_FOR_nothing
1475                    || (bswap32_p && word_mode == SImode)));
1476
1477   if (!bswap32_p && !bswap64_p)
1478     return 0;
1479
1480   /* Determine the argument type of the builtins.  The code later on
1481      assumes that the return and argument type are the same.  */
1482   if (bswap32_p)
1483     {
1484       tree fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32];
1485       bswap32_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
1486     }
1487
1488   if (bswap64_p)
1489     {
1490       tree fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64];
1491       bswap64_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
1492     }
1493
1494   memset (&bswap_stats, 0, sizeof (bswap_stats));
1495
1496   FOR_EACH_BB (bb)
1497     {
1498       gimple_stmt_iterator gsi;
1499
1500       for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1501         {
1502           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
1503           tree bswap_src, bswap_type;
1504           tree bswap_tmp;
1505           tree fndecl = NULL_TREE;
1506           int type_size;
1507           gimple call;
1508
1509           if (!is_gimple_assign (stmt)
1510               || gimple_assign_rhs_code (stmt) != BIT_IOR_EXPR)
1511             continue;
1512
1513           type_size = TYPE_PRECISION (gimple_expr_type (stmt));
1514
1515           switch (type_size)
1516             {
1517             case 32:
1518               if (bswap32_p)
1519                 {
1520                   fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32];
1521                   bswap_type = bswap32_type;
1522                 }
1523               break;
1524             case 64:
1525               if (bswap64_p)
1526                 {
1527                   fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64];
1528                   bswap_type = bswap64_type;
1529                 }
1530               break;
1531             default:
1532               continue;
1533             }
1534
1535           if (!fndecl)
1536             continue;
1537
1538           bswap_src = find_bswap (stmt);
1539
1540           if (!bswap_src)
1541             continue;
1542
1543           changed = true;
1544           if (type_size == 32)
1545             bswap_stats.found_32bit++;
1546           else
1547             bswap_stats.found_64bit++;
1548
1549           bswap_tmp = bswap_src;
1550
1551           /* Convert the src expression if necessary.  */
1552           if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (bswap_tmp), bswap_type))
1553             {
1554               gimple convert_stmt;
1555
1556               bswap_tmp = create_tmp_var (bswap_type, "bswapsrc");
1557               add_referenced_var (bswap_tmp);
1558               bswap_tmp = make_ssa_name (bswap_tmp, NULL);
1559
1560               convert_stmt = gimple_build_assign_with_ops (
1561                                CONVERT_EXPR, bswap_tmp, bswap_src, NULL);
1562               gsi_insert_before (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
1563             }
1564
1565           call = gimple_build_call (fndecl, 1, bswap_tmp);
1566
1567           bswap_tmp = gimple_assign_lhs (stmt);
1568
1569           /* Convert the result if necessary.  */
1570           if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (bswap_tmp), bswap_type))
1571             {
1572               gimple convert_stmt;
1573
1574               bswap_tmp = create_tmp_var (bswap_type, "bswapdst");
1575               add_referenced_var (bswap_tmp);
1576               bswap_tmp = make_ssa_name (bswap_tmp, NULL);
1577               convert_stmt = gimple_build_assign_with_ops (
1578                                CONVERT_EXPR, gimple_assign_lhs (stmt), bswap_tmp, NULL);
1579               gsi_insert_after (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
1580             }
1581
1582           gimple_call_set_lhs (call, bswap_tmp);
1583
1584           if (dump_file)
1585             {
1586               fprintf (dump_file, "%d bit bswap implementation found at: ",
1587                        (int)type_size);
1588               print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, 0);
1589             }
1590
1591           gsi_insert_after (&gsi, call, GSI_SAME_STMT);
1592           gsi_remove (&gsi, true);
1593         }
1594     }
1595
1596   statistics_counter_event (cfun, "32-bit bswap implementations found",
1597                             bswap_stats.found_32bit);
1598   statistics_counter_event (cfun, "64-bit bswap implementations found",
1599                             bswap_stats.found_64bit);
1600
1601   return (changed ? TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
1602           | TODO_verify_stmts : 0);
1603 }
1604
1605 static bool
1606 gate_optimize_bswap (void)
1607 {
1608   return flag_expensive_optimizations && optimize;
1609 }
1610
1611 struct gimple_opt_pass pass_optimize_bswap =
1612 {
1613  {
1614   GIMPLE_PASS,
1615   "bswap",                              /* name */
1616   gate_optimize_bswap,                  /* gate */
1617   execute_optimize_bswap,               /* execute */
1618   NULL,                                 /* sub */
1619   NULL,                                 /* next */
1620   0,                                    /* static_pass_number */
1621   TV_NONE,                              /* tv_id */
1622   PROP_ssa,                             /* properties_required */
1623   0,                                    /* properties_provided */
1624   0,                                    /* properties_destroyed */
1625   0,                                    /* todo_flags_start */
1626   0                                     /* todo_flags_finish */
1627  }
1628 };
1629
1630 /* Return true if RHS is a suitable operand for a widening multiplication.
1631    There are two cases:
1632
1633      - RHS makes some value twice as wide.  Store that value in *NEW_RHS_OUT
1634        if so, and store its type in *TYPE_OUT.
1635
1636      - RHS is an integer constant.  Store that value in *NEW_RHS_OUT if so,
1637        but leave *TYPE_OUT untouched.  */
1638
1639 static bool
1640 is_widening_mult_rhs_p (tree rhs, tree *type_out, tree *new_rhs_out)
1641 {
1642   gimple stmt;
1643   tree type, type1, rhs1;
1644   enum tree_code rhs_code;
1645
1646   if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME)
1647     {
1648       type = TREE_TYPE (rhs);
1649       stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs);
1650       if (!is_gimple_assign (stmt))
1651         return false;
1652
1653       rhs_code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
1654       if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
1655           ? !CONVERT_EXPR_CODE_P (rhs_code)
1656           : rhs_code != FIXED_CONVERT_EXPR)
1657         return false;
1658
1659       rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1660       type1 = TREE_TYPE (rhs1);
1661       if (TREE_CODE (type1) != TREE_CODE (type)
1662           || TYPE_PRECISION (type1) * 2 != TYPE_PRECISION (type))
1663         return false;
1664
1665       *new_rhs_out = rhs1;
1666       *type_out = type1;
1667       return true;
1668     }
1669
1670   if (TREE_CODE (rhs) == INTEGER_CST)
1671     {
1672       *new_rhs_out = rhs;
1673       *type_out = NULL;
1674       return true;
1675     }
1676
1677   return false;
1678 }
1679
1680 /* Return true if STMT performs a widening multiplication.  If so,
1681    store the unwidened types of the operands in *TYPE1_OUT and *TYPE2_OUT
1682    respectively.  Also fill *RHS1_OUT and *RHS2_OUT such that converting
1683    those operands to types *TYPE1_OUT and *TYPE2_OUT would give the
1684    operands of the multiplication.  */
1685
1686 static bool
1687 is_widening_mult_p (gimple stmt,
1688                     tree *type1_out, tree *rhs1_out,
1689                     tree *type2_out, tree *rhs2_out)
1690 {
1691   tree type;
1692
1693   type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
1694   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
1695       && TREE_CODE (type) != FIXED_POINT_TYPE)
1696     return false;
1697
1698   if (!is_widening_mult_rhs_p (gimple_assign_rhs1 (stmt), type1_out, rhs1_out))
1699     return false;
1700
1701   if (!is_widening_mult_rhs_p (gimple_assign_rhs2 (stmt), type2_out, rhs2_out))
1702     return false;
1703
1704   if (*type1_out == NULL)
1705     {
1706       if (*type2_out == NULL || !int_fits_type_p (*rhs1_out, *type2_out))
1707         return false;
1708       *type1_out = *type2_out;
1709     }
1710
1711   if (*type2_out == NULL)
1712     {
1713       if (!int_fits_type_p (*rhs2_out, *type1_out))
1714         return false;
1715       *type2_out = *type1_out;
1716     }
1717
1718   return true;
1719 }
1720
1721 /* Process a single gimple statement STMT, which has a MULT_EXPR as
1722    its rhs, and try to convert it into a WIDEN_MULT_EXPR.  The return
1723    value is true iff we converted the statement.  */
1724
1725 static bool
1726 convert_mult_to_widen (gimple stmt)
1727 {
1728   tree lhs, rhs1, rhs2, type, type1, type2;
1729   enum insn_code handler;
1730
1731   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
1732   type = TREE_TYPE (lhs);
1733   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE)
1734     return false;
1735
1736   if (!is_widening_mult_p (stmt, &type1, &rhs1, &type2, &rhs2))
1737     return false;
1738
1739   if (TYPE_UNSIGNED (type1) && TYPE_UNSIGNED (type2))
1740     handler = optab_handler (umul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
1741   else if (!TYPE_UNSIGNED (type1) && !TYPE_UNSIGNED (type2))
1742     handler = optab_handler (smul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
1743   else
1744     handler = optab_handler (usmul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
1745
1746   if (handler == CODE_FOR_nothing)
1747     return false;
1748
1749   gimple_assign_set_rhs1 (stmt, fold_convert (type1, rhs1));
1750   gimple_assign_set_rhs2 (stmt, fold_convert (type2, rhs2));
1751   gimple_assign_set_rhs_code (stmt, WIDEN_MULT_EXPR);
1752   update_stmt (stmt);
1753   widen_mul_stats.widen_mults_inserted++;
1754   return true;
1755 }
1756
1757 /* Process a single gimple statement STMT, which is found at the
1758    iterator GSI and has a either a PLUS_EXPR or a MINUS_EXPR as its
1759    rhs (given by CODE), and try to convert it into a
1760    WIDEN_MULT_PLUS_EXPR or a WIDEN_MULT_MINUS_EXPR.  The return value
1761    is true iff we converted the statement.  */
1762
1763 static bool
1764 convert_plusminus_to_widen (gimple_stmt_iterator *gsi, gimple stmt,
1765                             enum tree_code code)
1766 {
1767   gimple rhs1_stmt = NULL, rhs2_stmt = NULL;
1768   tree type, type1, type2;
1769   tree lhs, rhs1, rhs2, mult_rhs1, mult_rhs2, add_rhs;
1770   enum tree_code rhs1_code = ERROR_MARK, rhs2_code = ERROR_MARK;
1771   optab this_optab;
1772   enum tree_code wmult_code;
1773
1774   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
1775   type = TREE_TYPE (lhs);
1776   if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
1777       && TREE_CODE (type) != FIXED_POINT_TYPE)
1778     return false;
1779
1780   if (code == MINUS_EXPR)
1781     wmult_code = WIDEN_MULT_MINUS_EXPR;
1782   else
1783     wmult_code = WIDEN_MULT_PLUS_EXPR;
1784
1785   rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1786   rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1787
1788   if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
1789     {
1790       rhs1_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
1791       if (is_gimple_assign (rhs1_stmt))
1792         rhs1_code = gimple_assign_rhs_code (rhs1_stmt);
1793     }
1794   else
1795     return false;
1796
1797   if (TREE_CODE (rhs2) == SSA_NAME)
1798     {
1799       rhs2_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs2);
1800       if (is_gimple_assign (rhs2_stmt))
1801         rhs2_code = gimple_assign_rhs_code (rhs2_stmt);
1802     }
1803   else
1804     return false;
1805
1806   if (code == PLUS_EXPR && rhs1_code == MULT_EXPR)
1807     {
1808       if (!is_widening_mult_p (rhs1_stmt, &type1, &mult_rhs1,
1809                                &type2, &mult_rhs2))
1810         return false;
1811       add_rhs = rhs2;
1812     }
1813   else if (rhs2_code == MULT_EXPR)
1814     {
1815       if (!is_widening_mult_p (rhs2_stmt, &type1, &mult_rhs1,
1816                                &type2, &mult_rhs2))
1817         return false;
1818       add_rhs = rhs1;
1819     }
1820   else if (code == PLUS_EXPR && rhs1_code == WIDEN_MULT_EXPR)
1821     {
1822       mult_rhs1 = gimple_assign_rhs1 (rhs1_stmt);
1823       mult_rhs2 = gimple_assign_rhs2 (rhs1_stmt);
1824       type1 = TREE_TYPE (mult_rhs1);
1825       type2 = TREE_TYPE (mult_rhs2);
1826       add_rhs = rhs2;
1827     }
1828   else if (rhs2_code == WIDEN_MULT_EXPR)
1829     {
1830       mult_rhs1 = gimple_assign_rhs1 (rhs2_stmt);
1831       mult_rhs2 = gimple_assign_rhs2 (rhs2_stmt);
1832       type1 = TREE_TYPE (mult_rhs1);
1833       type2 = TREE_TYPE (mult_rhs2);
1834       add_rhs = rhs1;
1835     }
1836   else
1837     return false;
1838
1839   if (TYPE_UNSIGNED (type1) != TYPE_UNSIGNED (type2))
1840     return false;
1841
1842   /* Verify that the machine can perform a widening multiply
1843      accumulate in this mode/signedness combination, otherwise
1844      this transformation is likely to pessimize code.  */
1845   this_optab = optab_for_tree_code (wmult_code, type1, optab_default);
1846   if (optab_handler (this_optab, TYPE_MODE (type)) == CODE_FOR_nothing)
1847     return false;
1848
1849   /* ??? May need some type verification here?  */
1850
1851   gimple_assign_set_rhs_with_ops_1 (gsi, wmult_code,
1852                                     fold_convert (type1, mult_rhs1),
1853                                     fold_convert (type2, mult_rhs2),
1854                                     add_rhs);
1855   update_stmt (gsi_stmt (*gsi));
1856   widen_mul_stats.maccs_inserted++;
1857   return true;
1858 }
1859
1860 /* Combine the multiplication at MUL_STMT with operands MULOP1 and MULOP2
1861    with uses in additions and subtractions to form fused multiply-add
1862    operations.  Returns true if successful and MUL_STMT should be removed.  */
1863
1864 static bool
1865 convert_mult_to_fma (gimple mul_stmt, tree op1, tree op2)
1866 {
1867   tree mul_result = gimple_get_lhs (mul_stmt);
1868   tree type = TREE_TYPE (mul_result);
1869   gimple use_stmt, neguse_stmt, fma_stmt;
1870   use_operand_p use_p;
1871   imm_use_iterator imm_iter;
1872
1873   if (FLOAT_TYPE_P (type)
1874       && flag_fp_contract_mode == FP_CONTRACT_OFF)
1875     return false;
1876
1877   /* We don't want to do bitfield reduction ops.  */
1878   if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1879       && (TYPE_PRECISION (type)
1880           != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
1881     return false;
1882
1883   /* If the target doesn't support it, don't generate it.  We assume that
1884      if fma isn't available then fms, fnma or fnms are not either.  */
1885   if (optab_handler (fma_optab, TYPE_MODE (type)) == CODE_FOR_nothing)
1886     return false;
1887
1888   /* Make sure that the multiplication statement becomes dead after
1889      the transformation, thus that all uses are transformed to FMAs.
1890      This means we assume that an FMA operation has the same cost
1891      as an addition.  */
1892   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, imm_iter, mul_result)
1893     {
1894       enum tree_code use_code;
1895       tree result = mul_result;
1896       bool negate_p = false;
1897
1898       use_stmt = USE_STMT (use_p);
1899
1900       if (is_gimple_debug (use_stmt))
1901         continue;
1902
1903       /* For now restrict this operations to single basic blocks.  In theory
1904          we would want to support sinking the multiplication in
1905          m = a*b;
1906          if ()
1907            ma = m + c;
1908          else
1909            d = m;
1910          to form a fma in the then block and sink the multiplication to the
1911          else block.  */
1912       if (gimple_bb (use_stmt) != gimple_bb (mul_stmt))
1913         return false;
1914
1915       if (!is_gimple_assign (use_stmt))
1916         return false;
1917
1918       use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
1919
1920       /* A negate on the multiplication leads to FNMA.  */
1921       if (use_code == NEGATE_EXPR)
1922         {
1923           ssa_op_iter iter;
1924           tree use;
1925
1926           result = gimple_assign_lhs (use_stmt);
1927
1928           /* Make sure the negate statement becomes dead with this
1929              single transformation.  */
1930           if (!single_imm_use (gimple_assign_lhs (use_stmt),
1931                                &use_p, &neguse_stmt))
1932             return false;
1933
1934           /* Make sure the multiplication isn't also used on that stmt.  */
1935           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, neguse_stmt, iter, SSA_OP_USE)
1936             if (use == mul_result)
1937               return false;
1938
1939           /* Re-validate.  */
1940           use_stmt = neguse_stmt;
1941           if (gimple_bb (use_stmt) != gimple_bb (mul_stmt))
1942             return false;
1943           if (!is_gimple_assign (use_stmt))
1944             return false;
1945
1946           use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
1947           negate_p = true;
1948         }
1949
1950       switch (use_code)
1951         {
1952         case MINUS_EXPR:
1953           if (gimple_assign_rhs2 (use_stmt) == result)
1954             negate_p = !negate_p;
1955           break;
1956         case PLUS_EXPR:
1957           break;
1958         default:
1959           /* FMA can only be formed from PLUS and MINUS.  */
1960           return false;
1961         }
1962
1963       /* We can't handle a * b + a * b.  */
1964       if (gimple_assign_rhs1 (use_stmt) == gimple_assign_rhs2 (use_stmt))
1965         return false;
1966
1967       /* While it is possible to validate whether or not the exact form
1968          that we've recognized is available in the backend, the assumption
1969          is that the transformation is never a loss.  For instance, suppose
1970          the target only has the plain FMA pattern available.  Consider
1971          a*b-c -> fma(a,b,-c): we've exchanged MUL+SUB for FMA+NEG, which
1972          is still two operations.  Consider -(a*b)-c -> fma(-a,b,-c): we
1973          still have 3 operations, but in the FMA form the two NEGs are
1974          independant and could be run in parallel.  */
1975     }
1976
1977   FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, imm_iter, mul_result)
1978     {
1979       gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
1980       enum tree_code use_code;
1981       tree addop, mulop1 = op1, result = mul_result;
1982       bool negate_p = false;
1983
1984       if (is_gimple_debug (use_stmt))
1985         continue;
1986
1987       use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
1988       if (use_code == NEGATE_EXPR)
1989         {
1990           result = gimple_assign_lhs (use_stmt);
1991           single_imm_use (gimple_assign_lhs (use_stmt), &use_p, &neguse_stmt);
1992           gsi_remove (&gsi, true);
1993           release_defs (use_stmt);
1994
1995           use_stmt = neguse_stmt;
1996           gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
1997           use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
1998           negate_p = true;
1999         }
2000
2001       if (gimple_assign_rhs1 (use_stmt) == result)
2002         {
2003           addop = gimple_assign_rhs2 (use_stmt);
2004           /* a * b - c -> a * b + (-c)  */
2005           if (gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == MINUS_EXPR)
2006             addop = force_gimple_operand_gsi (&gsi,
2007                                               build1 (NEGATE_EXPR,
2008                                                       type, addop),
2009                                               true, NULL_TREE, true,
2010                                               GSI_SAME_STMT);
2011         }
2012       else
2013         {
2014           addop = gimple_assign_rhs1 (use_stmt);
2015           /* a - b * c -> (-b) * c + a */
2016           if (gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == MINUS_EXPR)
2017             negate_p = !negate_p;
2018         }
2019
2020       if (negate_p)
2021         mulop1 = force_gimple_operand_gsi (&gsi,
2022                                            build1 (NEGATE_EXPR,
2023                                                    type, mulop1),
2024                                            true, NULL_TREE, true,
2025                                            GSI_SAME_STMT);
2026
2027       fma_stmt = gimple_build_assign_with_ops3 (FMA_EXPR,
2028                                                 gimple_assign_lhs (use_stmt),
2029                                                 mulop1, op2,
2030                                                 addop);
2031       gsi_replace (&gsi, fma_stmt, true);
2032       widen_mul_stats.fmas_inserted++;
2033     }
2034
2035   return true;
2036 }
2037
2038 /* Find integer multiplications where the operands are extended from
2039    smaller types, and replace the MULT_EXPR with a WIDEN_MULT_EXPR
2040    where appropriate.  */
2041
2042 static unsigned int
2043 execute_optimize_widening_mul (void)
2044 {
2045   basic_block bb;
2046   bool cfg_changed = false;
2047
2048   memset (&widen_mul_stats, 0, sizeof (widen_mul_stats));
2049
2050   FOR_EACH_BB (bb)
2051     {
2052       gimple_stmt_iterator gsi;
2053
2054       for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi);)
2055         {
2056           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
2057           enum tree_code code;
2058
2059           if (is_gimple_assign (stmt))
2060             {
2061               code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
2062               switch (code)
2063                 {
2064                 case MULT_EXPR:
2065                   if (!convert_mult_to_widen (stmt)
2066                       && convert_mult_to_fma (stmt,
2067                                               gimple_assign_rhs1 (stmt),
2068                                               gimple_assign_rhs2 (stmt)))
2069                     {
2070                       gsi_remove (&gsi, true);
2071                       release_defs (stmt);
2072                       continue;
2073                     }
2074                   break;
2075
2076                 case PLUS_EXPR:
2077                 case MINUS_EXPR:
2078                   convert_plusminus_to_widen (&gsi, stmt, code);
2079                   break;
2080
2081                 default:;
2082                 }
2083             }
2084           else if (is_gimple_call (stmt)
2085                    && gimple_call_lhs (stmt))
2086             {
2087               tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
2088               if (fndecl
2089                   && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL)
2090                 {
2091                   switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
2092                     {
2093                       case BUILT_IN_POWF:
2094                       case BUILT_IN_POW:
2095                       case BUILT_IN_POWL:
2096                         if (TREE_CODE (gimple_call_arg (stmt, 1)) == REAL_CST
2097                             && REAL_VALUES_EQUAL
2098                                  (TREE_REAL_CST (gimple_call_arg (stmt, 1)),
2099                                   dconst2)
2100                             && convert_mult_to_fma (stmt,
2101                                                     gimple_call_arg (stmt, 0),
2102                                                     gimple_call_arg (stmt, 0)))
2103                           {
2104                             unlink_stmt_vdef (stmt);
2105                             gsi_remove (&gsi, true);
2106                             release_defs (stmt);
2107                             if (gimple_purge_dead_eh_edges (bb))
2108                               cfg_changed = true;
2109                             continue;
2110                           }
2111                           break;
2112
2113                       default:;
2114                     }
2115                 }
2116             }
2117           gsi_next (&gsi);
2118         }
2119     }
2120
2121   statistics_counter_event (cfun, "widening multiplications inserted",
2122                             widen_mul_stats.widen_mults_inserted);
2123   statistics_counter_event (cfun, "widening maccs inserted",
2124                             widen_mul_stats.maccs_inserted);
2125   statistics_counter_event (cfun, "fused multiply-adds inserted",
2126                             widen_mul_stats.fmas_inserted);
2127
2128   return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
2129 }
2130
2131 static bool
2132 gate_optimize_widening_mul (void)
2133 {
2134   return flag_expensive_optimizations && optimize;
2135 }
2136
2137 struct gimple_opt_pass pass_optimize_widening_mul =
2138 {
2139  {
2140   GIMPLE_PASS,
2141   "widening_mul",                       /* name */
2142   gate_optimize_widening_mul,           /* gate */
2143   execute_optimize_widening_mul,        /* execute */
2144   NULL,                                 /* sub */
2145   NULL,                                 /* next */
2146   0,                                    /* static_pass_number */
2147   TV_NONE,                              /* tv_id */
2148   PROP_ssa,                             /* properties_required */
2149   0,                                    /* properties_provided */
2150   0,                                    /* properties_destroyed */
2151   0,                                    /* todo_flags_start */
2152   TODO_verify_ssa
2153   | TODO_verify_stmts
2154   | TODO_dump_func
2155   | TODO_update_ssa                     /* todo_flags_finish */
2156  }
2157 };