OSDN Git Service

(forgot svn add in the previous commit)
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-vect-analyze.c
1 /* Analysis Utilities for Loop Vectorization.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Dorit Naishlos <dorit@il.ibm.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 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 COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "ggc.h"
27 #include "tree.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "diagnostic.h"
30 #include "tree-flow.h"
31 #include "tree-dump.h"
32 #include "timevar.h"
33 #include "cfgloop.h"
34 #include "expr.h"
35 #include "optabs.h"
36 #include "params.h"
37 #include "tree-chrec.h"
38 #include "tree-data-ref.h"
39 #include "tree-scalar-evolution.h"
40 #include "tree-vectorizer.h"
41 #include "toplev.h"
42
43 /* Main analysis functions.  */
44 static loop_vec_info vect_analyze_loop_form (struct loop *);
45 static bool vect_analyze_data_refs (loop_vec_info);
46 static bool vect_mark_stmts_to_be_vectorized (loop_vec_info);
47 static void vect_analyze_scalar_cycles (loop_vec_info);
48 static bool vect_analyze_data_ref_accesses (loop_vec_info);
49 static bool vect_analyze_data_ref_dependences (loop_vec_info);
50 static bool vect_analyze_data_refs_alignment (loop_vec_info);
51 static bool vect_compute_data_refs_alignment (loop_vec_info);
52 static bool vect_enhance_data_refs_alignment (loop_vec_info);
53 static bool vect_analyze_operations (loop_vec_info);
54 static bool vect_determine_vectorization_factor (loop_vec_info);
55
56 /* Utility functions for the analyses.  */
57 static bool exist_non_indexing_operands_for_use_p (tree, tree);
58 static tree vect_get_loop_niters (struct loop *, tree *);
59 static bool vect_analyze_data_ref_dependence
60   (struct data_dependence_relation *, loop_vec_info);
61 static bool vect_compute_data_ref_alignment (struct data_reference *); 
62 static bool vect_analyze_data_ref_access (struct data_reference *);
63 static bool vect_can_advance_ivs_p (loop_vec_info);
64 static void vect_update_misalignment_for_peel
65   (struct data_reference *, struct data_reference *, int npeel);
66
67 /* Function vect_determine_vectorization_factor
68
69    Determine the vectorization factor (VF). VF is the number of data elements
70    that are operated upon in parallel in a single iteration of the vectorized
71    loop. For example, when vectorizing a loop that operates on 4byte elements,
72    on a target with vector size (VS) 16byte, the VF is set to 4, since 4
73    elements can fit in a single vector register.
74
75    We currently support vectorization of loops in which all types operated upon
76    are of the same size. Therefore this function currently sets VF according to
77    the size of the types operated upon, and fails if there are multiple sizes
78    in the loop.
79
80    VF is also the factor by which the loop iterations are strip-mined, e.g.:
81    original loop:
82         for (i=0; i<N; i++){
83           a[i] = b[i] + c[i];
84         }
85
86    vectorized loop:
87         for (i=0; i<N; i+=VF){
88           a[i:VF] = b[i:VF] + c[i:VF];
89         }
90 */
91
92 static bool
93 vect_determine_vectorization_factor (loop_vec_info loop_vinfo)
94 {
95   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
96   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
97   int nbbs = loop->num_nodes;
98   block_stmt_iterator si;
99   unsigned int vectorization_factor = 0;
100   tree scalar_type;
101   tree phi;
102   tree vectype;
103   unsigned int nunits;
104   stmt_vec_info stmt_info;
105   int i;
106
107   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
108     fprintf (vect_dump, "=== vect_determine_vectorization_factor ===");
109
110   for (i = 0; i < nbbs; i++)
111     {
112       basic_block bb = bbs[i];
113
114       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
115         {
116           stmt_info = vinfo_for_stmt (phi);
117           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
118             {
119               fprintf (vect_dump, "==> examining phi: ");
120               print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
121             }
122
123           gcc_assert (stmt_info);
124
125           if (STMT_VINFO_RELEVANT_P (stmt_info))
126             {
127               gcc_assert (!STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info));
128               scalar_type = TREE_TYPE (PHI_RESULT (phi));
129
130               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
131                 {
132                   fprintf (vect_dump, "get vectype for scalar type:  ");
133                   print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_SLIM);
134                 }
135
136               vectype = get_vectype_for_scalar_type (scalar_type);
137               if (!vectype)
138                 {
139                   if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
140                     {
141                       fprintf (vect_dump,
142                                "not vectorized: unsupported data-type ");
143                       print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_SLIM);
144                     }
145                   return false;
146                 }
147               STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info) = vectype;
148
149               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
150                 {
151                   fprintf (vect_dump, "vectype: ");
152                   print_generic_expr (vect_dump, vectype, TDF_SLIM);
153                 }
154
155               nunits = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (vectype);
156               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
157                 fprintf (vect_dump, "nunits = %d", nunits);
158
159               if (!vectorization_factor
160                   || (nunits > vectorization_factor))
161                 vectorization_factor = nunits;
162             }
163         }
164
165       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
166         {
167           tree stmt = bsi_stmt (si);
168           stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
169
170           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
171             {
172               fprintf (vect_dump, "==> examining statement: ");
173               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
174             }
175
176           gcc_assert (stmt_info);
177
178           /* skip stmts which do not need to be vectorized.  */
179           if (!STMT_VINFO_RELEVANT_P (stmt_info)
180               && !STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info))
181             {
182               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
183                 fprintf (vect_dump, "skip.");
184               continue;
185             }
186
187           if (TREE_CODE (stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
188             {
189               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
190                 {
191                   fprintf (vect_dump, "not vectorized: irregular stmt.");
192                   print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
193                 }
194               return false;
195             }
196
197           if (!GIMPLE_STMT_P (stmt)
198               && VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (TREE_TYPE (stmt))))
199             {
200               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
201                 {
202                   fprintf (vect_dump, "not vectorized: vector stmt in loop:");
203                   print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
204                 }
205               return false;
206             }
207
208           if (STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info))
209             {
210               /* The only case when a vectype had been already set is for stmts 
211                  that contain a dataref, or for "pattern-stmts" (stmts generated
212                  by the vectorizer to represent/replace a certain idiom).  */
213               gcc_assert (STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info) 
214                           || is_pattern_stmt_p (stmt_info));
215               vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info);
216             }
217           else
218             {
219               gcc_assert (! STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info)
220                           && !is_pattern_stmt_p (stmt_info));
221
222               /* We set the vectype according to the type of the result (lhs).
223                  For stmts whose result-type is different than the type of the
224                  arguments (e.g. demotion, promotion), vectype will be reset 
225                  appropriately (later).  Note that we have to visit the smallest 
226                  datatype in this function, because that determines the VF.  
227                  If the smallest datatype in the loop is present only as the 
228                  rhs of a promotion operation - we'd miss it here.
229                  However, in such a case, that a variable of this datatype
230                  does not appear in the lhs anywhere in the loop, it shouldn't
231                  affect the vectorization factor.   */
232               scalar_type = TREE_TYPE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0));
233
234               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
235                 {
236                   fprintf (vect_dump, "get vectype for scalar type:  ");
237                   print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_SLIM);
238                 }
239
240               vectype = get_vectype_for_scalar_type (scalar_type);
241               if (!vectype)
242                 {
243                   if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
244                     {
245                       fprintf (vect_dump, 
246                                "not vectorized: unsupported data-type ");
247                       print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_SLIM);
248                     }
249                   return false;
250                 }
251               STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info) = vectype;
252             }
253
254           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
255             {
256               fprintf (vect_dump, "vectype: ");
257               print_generic_expr (vect_dump, vectype, TDF_SLIM);
258             }
259
260           nunits = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (vectype);
261           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
262             fprintf (vect_dump, "nunits = %d", nunits);
263
264           if (!vectorization_factor
265               || (nunits > vectorization_factor))
266             vectorization_factor = nunits;
267
268         }
269     }
270
271   /* TODO: Analyze cost. Decide if worth while to vectorize.  */
272   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
273     fprintf (vect_dump, "vectorization factor = %d", vectorization_factor);
274   if (vectorization_factor <= 1)
275     {
276       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
277         fprintf (vect_dump, "not vectorized: unsupported data-type");
278       return false;
279     }
280   LOOP_VINFO_VECT_FACTOR (loop_vinfo) = vectorization_factor;
281
282   return true;
283 }
284
285
286 /* Function vect_analyze_operations.
287
288    Scan the loop stmts and make sure they are all vectorizable.  */
289
290 static bool
291 vect_analyze_operations (loop_vec_info loop_vinfo)
292 {
293   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
294   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
295   int nbbs = loop->num_nodes;
296   block_stmt_iterator si;
297   unsigned int vectorization_factor = 0;
298   int i;
299   bool ok;
300   tree phi;
301   stmt_vec_info stmt_info;
302   bool need_to_vectorize = false;
303   int min_profitable_iters;
304   int min_scalar_loop_bound;
305   unsigned int th;
306
307   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
308     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_operations ===");
309
310   gcc_assert (LOOP_VINFO_VECT_FACTOR (loop_vinfo));
311   vectorization_factor = LOOP_VINFO_VECT_FACTOR (loop_vinfo);
312
313   for (i = 0; i < nbbs; i++)
314     {
315       basic_block bb = bbs[i];
316
317       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
318         {
319           ok = true;
320
321           stmt_info = vinfo_for_stmt (phi);
322           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
323             {
324               fprintf (vect_dump, "examining phi: ");
325               print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
326             }
327
328           gcc_assert (stmt_info);
329
330           if (STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info))
331             {
332               /* FORNOW: not yet supported.  */
333               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
334                 fprintf (vect_dump, "not vectorized: value used after loop.");
335               return false;
336             }
337
338           if (STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info) == vect_used_in_loop
339               && STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info) != vect_induction_def)
340             {
341               /* A scalar-dependence cycle that we don't support.  */
342               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
343                 fprintf (vect_dump, "not vectorized: scalar dependence cycle.");
344               return false;
345             }
346
347           if (STMT_VINFO_RELEVANT_P (stmt_info))
348             {
349               need_to_vectorize = true;
350               if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info) == vect_induction_def)
351                 ok = vectorizable_induction (phi, NULL, NULL);
352             }
353
354           if (!ok)
355             {
356               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
357                 {
358                   fprintf (vect_dump,
359                            "not vectorized: relevant phi not supported: ");
360                   print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
361                 }
362               return false;
363             }
364         }
365
366       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
367         {
368           tree stmt = bsi_stmt (si);
369           stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
370           enum vect_def_type relevance = STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info);
371
372           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
373             {
374               fprintf (vect_dump, "==> examining statement: ");
375               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
376             }
377
378           gcc_assert (stmt_info);
379
380           /* skip stmts which do not need to be vectorized.
381              this is expected to include:
382              - the COND_EXPR which is the loop exit condition
383              - any LABEL_EXPRs in the loop
384              - computations that are used only for array indexing or loop
385              control  */
386
387           if (!STMT_VINFO_RELEVANT_P (stmt_info)
388               && !STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info))
389             {
390               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
391                 fprintf (vect_dump, "irrelevant.");
392               continue;
393             }
394
395           switch (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info))
396             {
397             case vect_loop_def:
398               break;
399         
400             case vect_reduction_def:
401               gcc_assert (relevance == vect_unused_in_loop);
402               break;    
403
404             case vect_induction_def:
405             case vect_constant_def:
406             case vect_invariant_def:
407             case vect_unknown_def_type:
408             default:
409               gcc_unreachable ();       
410             }
411
412           if (STMT_VINFO_RELEVANT_P (stmt_info))
413             {
414               gcc_assert (GIMPLE_STMT_P (stmt)
415                           || !VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (TREE_TYPE (stmt))));
416               gcc_assert (STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info));
417               need_to_vectorize = true;
418             }
419
420           ok = (vectorizable_type_promotion (stmt, NULL, NULL)
421                 || vectorizable_type_demotion (stmt, NULL, NULL)
422                 || vectorizable_conversion (stmt, NULL, NULL)
423                 || vectorizable_operation (stmt, NULL, NULL)
424                 || vectorizable_assignment (stmt, NULL, NULL)
425                 || vectorizable_load (stmt, NULL, NULL)
426                 || vectorizable_call (stmt, NULL, NULL)
427                 || vectorizable_store (stmt, NULL, NULL)
428                 || vectorizable_condition (stmt, NULL, NULL)
429                 || vectorizable_reduction (stmt, NULL, NULL));
430
431           /* Stmts that are (also) "live" (i.e. - that are used out of the loop)
432              need extra handling, except for vectorizable reductions.  */
433           if (STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info)
434               && STMT_VINFO_TYPE (stmt_info) != reduc_vec_info_type) 
435             ok |= vectorizable_live_operation (stmt, NULL, NULL);
436
437           if (!ok)
438             {
439               if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
440                 {
441                   fprintf (vect_dump, "not vectorized: stmt not supported: ");
442                   print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
443                 }
444               return false;
445             }   
446         } /* stmts in bb */
447     } /* bbs */
448
449   /* All operations in the loop are either irrelevant (deal with loop
450      control, or dead), or only used outside the loop and can be moved
451      out of the loop (e.g. invariants, inductions).  The loop can be 
452      optimized away by scalar optimizations.  We're better off not 
453      touching this loop.  */
454   if (!need_to_vectorize)
455     {
456       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
457         fprintf (vect_dump, 
458                  "All the computation can be taken out of the loop.");
459       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
460         fprintf (vect_dump, 
461                  "not vectorized: redundant loop. no profit to vectorize.");
462       return false;
463     }
464
465   if (LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P (loop_vinfo)
466       && vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
467     fprintf (vect_dump,
468         "vectorization_factor = %d, niters = " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
469         vectorization_factor, LOOP_VINFO_INT_NITERS (loop_vinfo));
470
471   if (LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P (loop_vinfo)
472       && (LOOP_VINFO_INT_NITERS (loop_vinfo) < vectorization_factor))
473     {
474       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
475         fprintf (vect_dump, "not vectorized: iteration count too small.");
476       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
477         fprintf (vect_dump,"not vectorized: iteration count smaller than "
478                  "vectorization factor.");
479       return false;
480     }
481
482   /* Analyze cost. Decide if worth while to vectorize.  */
483
484   min_profitable_iters = vect_estimate_min_profitable_iters (loop_vinfo);
485
486   if (min_profitable_iters < 0)
487     {
488       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
489         fprintf (vect_dump, "not vectorized: vectorization not profitable.");
490       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
491         fprintf (vect_dump, "not vectorized: vector version will never be "
492                  "profitable.");
493       return false;
494     }
495
496   min_scalar_loop_bound = (PARAM_VALUE (PARAM_MIN_VECT_LOOP_BOUND))
497                           * vectorization_factor;
498
499   /* Use the cost model only if it is more conservative than user specified
500      threshold.  */
501
502   th = (unsigned) min_scalar_loop_bound;
503   if (min_profitable_iters 
504       && (!min_scalar_loop_bound
505           || min_profitable_iters > min_scalar_loop_bound))
506     th = (unsigned) min_profitable_iters;
507
508   if (LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P (loop_vinfo)
509       && LOOP_VINFO_INT_NITERS (loop_vinfo) < th)
510     {
511       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))           
512         fprintf (vect_dump, "not vectorized: vectorization not "
513                  "profitable.");
514       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))              
515         fprintf (vect_dump, "not vectorized: iteration count smaller than "
516                  "user specified loop bound parameter or minimum "
517                  "profitable iterations (whichever is more conservative).");
518       return false;
519     }  
520
521   if (!LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P (loop_vinfo)
522       || LOOP_VINFO_INT_NITERS (loop_vinfo) % vectorization_factor != 0
523       || LOOP_PEELING_FOR_ALIGNMENT (loop_vinfo))
524     {
525       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
526         fprintf (vect_dump, "epilog loop required.");
527       if (!vect_can_advance_ivs_p (loop_vinfo))
528         {
529           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
530             fprintf (vect_dump,
531                      "not vectorized: can't create epilog loop 1.");
532           return false;
533         }
534       if (!slpeel_can_duplicate_loop_p (loop, single_exit (loop)))
535         {
536           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
537             fprintf (vect_dump,
538                      "not vectorized: can't create epilog loop 2.");
539           return false;
540         }
541     }
542
543   return true;
544 }
545
546
547 /* Function exist_non_indexing_operands_for_use_p 
548
549    USE is one of the uses attached to STMT. Check if USE is 
550    used in STMT for anything other than indexing an array.  */
551
552 static bool
553 exist_non_indexing_operands_for_use_p (tree use, tree stmt)
554 {
555   tree operand;
556   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
557  
558   /* USE corresponds to some operand in STMT. If there is no data
559      reference in STMT, then any operand that corresponds to USE
560      is not indexing an array.  */
561   if (!STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info))
562     return true;
563  
564   /* STMT has a data_ref. FORNOW this means that its of one of
565      the following forms:
566      -1- ARRAY_REF = var
567      -2- var = ARRAY_REF
568      (This should have been verified in analyze_data_refs).
569
570      'var' in the second case corresponds to a def, not a use,
571      so USE cannot correspond to any operands that are not used 
572      for array indexing.
573
574      Therefore, all we need to check is if STMT falls into the
575      first case, and whether var corresponds to USE.  */
576  
577   if (TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0)) == SSA_NAME)
578     return false;
579
580   operand = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
581
582   if (TREE_CODE (operand) != SSA_NAME)
583     return false;
584
585   if (operand == use)
586     return true;
587
588   return false;
589 }
590
591
592 /* Function vect_analyze_scalar_cycles.
593
594    Examine the cross iteration def-use cycles of scalar variables, by
595    analyzing the loop (scalar) PHIs; Classify each cycle as one of the
596    following: invariant, induction, reduction, unknown.
597    
598    Some forms of scalar cycles are not yet supported.
599
600    Example1: reduction: (unsupported yet)
601
602               loop1:
603               for (i=0; i<N; i++)
604                  sum += a[i];
605
606    Example2: induction: (unsupported yet)
607
608               loop2:
609               for (i=0; i<N; i++)
610                  a[i] = i;
611
612    Note: the following loop *is* vectorizable:
613
614               loop3:
615               for (i=0; i<N; i++)
616                  a[i] = b[i];
617
618          even though it has a def-use cycle caused by the induction variable i:
619
620               loop: i_2 = PHI (i_0, i_1)
621                     a[i_2] = ...;
622                     i_1 = i_2 + 1;
623                     GOTO loop;
624
625          because the def-use cycle in loop3 is considered "not relevant" - i.e.,
626          it does not need to be vectorized because it is only used for array
627          indexing (see 'mark_stmts_to_be_vectorized'). The def-use cycle in
628          loop2 on the other hand is relevant (it is being written to memory).
629 */
630
631 static void
632 vect_analyze_scalar_cycles (loop_vec_info loop_vinfo)
633 {
634   tree phi;
635   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
636   basic_block bb = loop->header;
637   tree dumy;
638   VEC(tree,heap) *worklist = VEC_alloc (tree, heap, 64);
639
640   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
641     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_scalar_cycles ===");
642
643   /* First - identify all inductions.  */
644   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
645     {
646       tree access_fn = NULL;
647       tree def = PHI_RESULT (phi);
648       stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (phi);
649
650       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
651         {
652           fprintf (vect_dump, "Analyze phi: ");
653           print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
654         }
655
656       /* Skip virtual phi's. The data dependences that are associated with
657          virtual defs/uses (i.e., memory accesses) are analyzed elsewhere.  */
658       if (!is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (def)))
659         continue;
660
661       STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) = vect_unknown_def_type;
662
663       /* Analyze the evolution function.  */
664       access_fn = analyze_scalar_evolution (loop, def);
665       if (access_fn && vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
666         {
667           fprintf (vect_dump, "Access function of PHI: ");
668           print_generic_expr (vect_dump, access_fn, TDF_SLIM);
669         }
670
671       if (!access_fn
672           || !vect_is_simple_iv_evolution (loop->num, access_fn, &dumy, &dumy)) 
673         {
674           VEC_safe_push (tree, heap, worklist, phi);      
675           continue;
676         }
677
678       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
679         fprintf (vect_dump, "Detected induction.");
680       STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) = vect_induction_def;
681     }
682
683
684   /* Second - identify all reductions.  */
685   while (VEC_length (tree, worklist) > 0)
686     {
687       tree phi = VEC_pop (tree, worklist);
688       tree def = PHI_RESULT (phi);
689       stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (phi);
690       tree reduc_stmt;
691
692       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
693         { 
694           fprintf (vect_dump, "Analyze phi: ");
695           print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
696         }
697
698       gcc_assert (is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (def)));
699       gcc_assert (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_unknown_def_type);
700
701       reduc_stmt = vect_is_simple_reduction (loop, phi);
702       if (reduc_stmt)
703         {
704           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
705             fprintf (vect_dump, "Detected reduction.");
706           STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) = vect_reduction_def;
707           STMT_VINFO_DEF_TYPE (vinfo_for_stmt (reduc_stmt)) =
708                                                         vect_reduction_def;
709         }
710       else
711         if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
712           fprintf (vect_dump, "Unknown def-use cycle pattern.");
713     }
714
715   VEC_free (tree, heap, worklist);
716   return;
717 }
718
719
720 /* Function vect_insert_into_interleaving_chain.
721
722    Insert DRA into the interleaving chain of DRB according to DRA's INIT.  */
723
724 static void
725 vect_insert_into_interleaving_chain (struct data_reference *dra,
726                                      struct data_reference *drb)
727 {
728   tree prev, next, next_init;
729   stmt_vec_info stmtinfo_a = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dra)); 
730   stmt_vec_info stmtinfo_b = vinfo_for_stmt (DR_STMT (drb));
731
732   prev = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b);
733   next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev));                
734   while (next)
735     {
736       next_init = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (next)));
737       if (tree_int_cst_compare (next_init, DR_INIT (dra)) > 0)
738         {
739           /* Insert here.  */
740           DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev)) = DR_STMT (dra);
741           DR_GROUP_NEXT_DR (stmtinfo_a) = next;
742           return;
743         }
744       prev = next;
745       next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev));
746     }
747
748   /* We got to the end of the list. Insert here.  */
749   DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev)) = DR_STMT (dra);
750   DR_GROUP_NEXT_DR (stmtinfo_a) = NULL_TREE;
751 }
752
753
754 /* Function vect_update_interleaving_chain.
755    
756    For two data-refs DRA and DRB that are a part of a chain interleaved data 
757    accesses, update the interleaving chain. DRB's INIT is smaller than DRA's.
758
759    There are four possible cases:
760    1. New stmts - both DRA and DRB are not a part of any chain:
761       FIRST_DR = DRB
762       NEXT_DR (DRB) = DRA
763    2. DRB is a part of a chain and DRA is not:
764       no need to update FIRST_DR
765       no need to insert DRB
766       insert DRA according to init
767    3. DRA is a part of a chain and DRB is not:
768       if (init of FIRST_DR > init of DRB)
769           FIRST_DR = DRB
770           NEXT(FIRST_DR) = previous FIRST_DR
771       else
772           insert DRB according to its init
773    4. both DRA and DRB are in some interleaving chains:
774       choose the chain with the smallest init of FIRST_DR
775       insert the nodes of the second chain into the first one.  */
776
777 static void
778 vect_update_interleaving_chain (struct data_reference *drb,
779                                 struct data_reference *dra)
780 {
781   stmt_vec_info stmtinfo_a = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dra)); 
782   stmt_vec_info stmtinfo_b = vinfo_for_stmt (DR_STMT (drb));
783   tree next_init, init_dra_chain, init_drb_chain, first_a, first_b;
784   tree node, prev, next, node_init, first_stmt;
785
786   /* 1. New stmts - both DRA and DRB are not a part of any chain.   */
787   if (!DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a) && !DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b))
788     {
789       DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a) = DR_STMT (drb);
790       DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b) = DR_STMT (drb);
791       DR_GROUP_NEXT_DR (stmtinfo_b) = DR_STMT (dra);
792       return;
793     }
794
795   /* 2. DRB is a part of a chain and DRA is not.  */
796   if (!DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a) && DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b))
797     {
798       DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a) = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b);
799       /* Insert DRA into the chain of DRB.  */
800       vect_insert_into_interleaving_chain (dra, drb);
801       return;
802     }
803
804   /* 3. DRA is a part of a chain and DRB is not.  */  
805   if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a) && !DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b))
806     {
807       tree old_first_stmt = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a);
808       tree init_old = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (
809                                                               old_first_stmt)));
810       tree tmp;
811
812       if (tree_int_cst_compare (init_old, DR_INIT (drb)) > 0)
813         {
814           /* DRB's init is smaller than the init of the stmt previously marked 
815              as the first stmt of the interleaving chain of DRA. Therefore, we 
816              update FIRST_STMT and put DRB in the head of the list.  */
817           DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b) = DR_STMT (drb);
818           DR_GROUP_NEXT_DR (stmtinfo_b) = old_first_stmt;
819                 
820           /* Update all the stmts in the list to point to the new FIRST_STMT.  */
821           tmp = old_first_stmt;
822           while (tmp)
823             {
824               DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (tmp)) = DR_STMT (drb);
825               tmp = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (tmp));
826             }
827         }
828       else
829         {
830           /* Insert DRB in the list of DRA.  */
831           vect_insert_into_interleaving_chain (drb, dra);
832           DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b) = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a);            
833         }
834       return;
835     }
836   
837   /* 4. both DRA and DRB are in some interleaving chains.  */
838   first_a = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a);
839   first_b = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b);
840   if (first_a == first_b)
841     return;
842   init_dra_chain = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (first_a)));
843   init_drb_chain = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (first_b)));
844
845   if (tree_int_cst_compare (init_dra_chain, init_drb_chain) > 0)
846     {
847       /* Insert the nodes of DRA chain into the DRB chain.  
848          After inserting a node, continue from this node of the DRB chain (don't
849          start from the beginning.  */
850       node = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a);
851       prev = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b);      
852       first_stmt = first_b;
853     }
854   else
855     {
856       /* Insert the nodes of DRB chain into the DRA chain.  
857          After inserting a node, continue from this node of the DRA chain (don't
858          start from the beginning.  */
859       node = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_b);
860       prev = DR_GROUP_FIRST_DR (stmtinfo_a);      
861       first_stmt = first_a;
862     }
863   
864   while (node)
865     {
866       node_init = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (node)));
867       next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev));            
868       while (next)
869         {         
870           next_init = DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (next)));
871           if (tree_int_cst_compare (next_init, node_init) > 0)
872             {
873               /* Insert here.  */
874               DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev)) = node;
875               DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (node)) = next;
876               prev = node;
877               break;
878             }
879           prev = next;
880           next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev));
881         }
882       if (!next)
883         {
884           /* We got to the end of the list. Insert here.  */
885           DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (prev)) = node;
886           DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (node)) = NULL_TREE;
887           prev = node;
888         }                       
889       DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (node)) = first_stmt;
890       node = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (node));         
891     }
892 }
893
894
895 /* Function vect_equal_offsets.
896
897    Check if OFFSET1 and OFFSET2 are identical expressions.  */
898
899 static bool
900 vect_equal_offsets (tree offset1, tree offset2)
901 {
902   bool res0, res1;
903
904   STRIP_NOPS (offset1);
905   STRIP_NOPS (offset2);
906
907   if (offset1 == offset2)
908     return true;
909
910   if (TREE_CODE (offset1) != TREE_CODE (offset2)
911       || !BINARY_CLASS_P (offset1)
912       || !BINARY_CLASS_P (offset2))    
913     return false;
914   
915   res0 = vect_equal_offsets (TREE_OPERAND (offset1, 0), 
916                              TREE_OPERAND (offset2, 0));
917   res1 = vect_equal_offsets (TREE_OPERAND (offset1, 1), 
918                              TREE_OPERAND (offset2, 1));
919
920   return (res0 && res1);
921 }
922
923
924 /* Function vect_check_interleaving.
925
926    Check if DRA and DRB are a part of interleaving. In case they are, insert
927    DRA and DRB in an interleaving chain.  */
928
929 static void
930 vect_check_interleaving (struct data_reference *dra,
931                          struct data_reference *drb)
932 {
933   HOST_WIDE_INT type_size_a, type_size_b, diff_mod_size, step, init_a, init_b;
934
935   /* Check that the data-refs have same first location (except init) and they
936      are both either store or load (not load and store).  */
937   if ((DR_BASE_ADDRESS (dra) != DR_BASE_ADDRESS (drb)
938        && (TREE_CODE (DR_BASE_ADDRESS (dra)) != ADDR_EXPR 
939            || TREE_CODE (DR_BASE_ADDRESS (drb)) != ADDR_EXPR
940            || TREE_OPERAND (DR_BASE_ADDRESS (dra), 0) 
941            != TREE_OPERAND (DR_BASE_ADDRESS (drb),0)))
942       || !vect_equal_offsets (DR_OFFSET (dra), DR_OFFSET (drb))
943       || !tree_int_cst_compare (DR_INIT (dra), DR_INIT (drb)) 
944       || DR_IS_READ (dra) != DR_IS_READ (drb))
945     return;
946
947   /* Check:
948      1. data-refs are of the same type
949      2. their steps are equal
950      3. the step is greater than the difference between data-refs' inits  */
951   type_size_a = TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (DR_REF (dra))));
952   type_size_b = TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (DR_REF (drb))));
953
954   if (type_size_a != type_size_b
955       || tree_int_cst_compare (DR_STEP (dra), DR_STEP (drb)))
956     return;
957
958   init_a = TREE_INT_CST_LOW (DR_INIT (dra));
959   init_b = TREE_INT_CST_LOW (DR_INIT (drb));
960   step = TREE_INT_CST_LOW (DR_STEP (dra));
961
962   if (init_a > init_b)
963     {
964       /* If init_a == init_b + the size of the type * k, we have an interleaving, 
965          and DRB is accessed before DRA.  */
966       diff_mod_size = (init_a - init_b) % type_size_a;
967
968       if ((init_a - init_b) > step)
969          return; 
970
971       if (diff_mod_size == 0)
972         {
973           vect_update_interleaving_chain (drb, dra);      
974           if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
975             {
976               fprintf (vect_dump, "Detected interleaving ");
977               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
978               fprintf (vect_dump, " and ");
979               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
980             }
981           return;
982         } 
983     }
984   else 
985     {
986       /* If init_b == init_a + the size of the type * k, we have an 
987          interleaving, and DRA is accessed before DRB.  */
988       diff_mod_size = (init_b - init_a) % type_size_a;
989
990       if ((init_b - init_a) > step)
991          return;
992
993       if (diff_mod_size == 0)
994         {
995           vect_update_interleaving_chain (dra, drb);      
996           if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
997             {
998               fprintf (vect_dump, "Detected interleaving ");
999               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
1000               fprintf (vect_dump, " and ");
1001               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
1002             }
1003           return;
1004         } 
1005     }
1006 }
1007
1008
1009 /* Function vect_analyze_data_ref_dependence.
1010
1011    Return TRUE if there (might) exist a dependence between a memory-reference
1012    DRA and a memory-reference DRB.  */
1013       
1014 static bool
1015 vect_analyze_data_ref_dependence (struct data_dependence_relation *ddr,
1016                                   loop_vec_info loop_vinfo)
1017 {
1018   unsigned int i;
1019   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
1020   int vectorization_factor = LOOP_VINFO_VECT_FACTOR (loop_vinfo);
1021   struct data_reference *dra = DDR_A (ddr);
1022   struct data_reference *drb = DDR_B (ddr);
1023   stmt_vec_info stmtinfo_a = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dra)); 
1024   stmt_vec_info stmtinfo_b = vinfo_for_stmt (DR_STMT (drb));
1025   int dra_size = GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (DR_REF (dra))));
1026   int drb_size = GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (DR_REF (drb))));
1027   lambda_vector dist_v;
1028   unsigned int loop_depth;
1029          
1030   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_known)
1031     {
1032       /* Independent data accesses.  */
1033       vect_check_interleaving (dra, drb);
1034       return false;
1035     }
1036
1037   if ((DR_IS_READ (dra) && DR_IS_READ (drb)) || dra == drb)
1038     return false;
1039   
1040   if (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == chrec_dont_know)
1041     {
1042       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
1043         {
1044           fprintf (vect_dump,
1045                    "not vectorized: can't determine dependence between ");
1046           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
1047           fprintf (vect_dump, " and ");
1048           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
1049         }
1050       return true;
1051     }
1052
1053   if (DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr) == 0)
1054     {
1055       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
1056         {
1057           fprintf (vect_dump, "not vectorized: bad dist vector for ");
1058           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
1059           fprintf (vect_dump, " and ");
1060           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
1061         }
1062       return true;
1063     }    
1064
1065   loop_depth = index_in_loop_nest (loop->num, DDR_LOOP_NEST (ddr));
1066   for (i = 0; VEC_iterate (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (ddr), i, dist_v); i++)
1067     {
1068       int dist = dist_v[loop_depth];
1069
1070       if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
1071         fprintf (vect_dump, "dependence distance  = %d.", dist);
1072
1073       /* Same loop iteration.  */
1074       if (dist % vectorization_factor == 0 && dra_size == drb_size)
1075         {
1076           /* Two references with distance zero have the same alignment.  */
1077           VEC_safe_push (dr_p, heap, STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS (stmtinfo_a), drb);
1078           VEC_safe_push (dr_p, heap, STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS (stmtinfo_b), dra);
1079           if (vect_print_dump_info (REPORT_ALIGNMENT))
1080             fprintf (vect_dump, "accesses have the same alignment.");
1081           if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
1082             {
1083               fprintf (vect_dump, "dependence distance modulo vf == 0 between ");
1084               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
1085               fprintf (vect_dump, " and ");
1086               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
1087             }
1088
1089           /* For interleaving, mark that there is a read-write dependency if
1090              necessary. We check before that one of the data-refs is store.  */ 
1091           if (DR_IS_READ (dra))
1092             DR_GROUP_READ_WRITE_DEPENDENCE (stmtinfo_a) = true;
1093           else
1094             {
1095               if (DR_IS_READ (drb))
1096                 DR_GROUP_READ_WRITE_DEPENDENCE (stmtinfo_b) = true;
1097             }
1098           
1099           continue;
1100         }
1101
1102       if (abs (dist) >= vectorization_factor)
1103         {
1104           /* Dependence distance does not create dependence, as far as vectorization
1105              is concerned, in this case.  */
1106           if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
1107             fprintf (vect_dump, "dependence distance >= VF.");
1108           continue;
1109         }
1110
1111       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
1112         {
1113           fprintf (vect_dump,
1114                    "not vectorized: possible dependence between data-refs ");
1115           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dra), TDF_SLIM);
1116           fprintf (vect_dump, " and ");
1117           print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (drb), TDF_SLIM);
1118         }
1119
1120       return true;
1121     }
1122
1123   return false;
1124 }
1125
1126
1127 /* Function vect_analyze_data_ref_dependences.
1128           
1129    Examine all the data references in the loop, and make sure there do not
1130    exist any data dependences between them.  */
1131          
1132 static bool
1133 vect_analyze_data_ref_dependences (loop_vec_info loop_vinfo)
1134 {
1135   unsigned int i;
1136   VEC (ddr_p, heap) *ddrs = LOOP_VINFO_DDRS (loop_vinfo);
1137   struct data_dependence_relation *ddr;
1138
1139   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS)) 
1140     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_dependences ===");
1141      
1142   for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, ddrs, i, ddr); i++)
1143     if (vect_analyze_data_ref_dependence (ddr, loop_vinfo))
1144       return false;
1145
1146   return true;
1147 }
1148
1149
1150 /* Function vect_compute_data_ref_alignment
1151
1152    Compute the misalignment of the data reference DR.
1153
1154    Output:
1155    1. If during the misalignment computation it is found that the data reference
1156       cannot be vectorized then false is returned.
1157    2. DR_MISALIGNMENT (DR) is defined.
1158
1159    FOR NOW: No analysis is actually performed. Misalignment is calculated
1160    only for trivial cases. TODO.  */
1161
1162 static bool
1163 vect_compute_data_ref_alignment (struct data_reference *dr)
1164 {
1165   tree stmt = DR_STMT (dr);
1166   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);  
1167   tree ref = DR_REF (dr);
1168   tree vectype;
1169   tree base, base_addr;
1170   bool base_aligned;
1171   tree misalign;
1172   tree aligned_to, alignment;
1173    
1174   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1175     fprintf (vect_dump, "vect_compute_data_ref_alignment:");
1176
1177   /* Initialize misalignment to unknown.  */
1178   SET_DR_MISALIGNMENT (dr, -1);
1179
1180   misalign = DR_INIT (dr);
1181   aligned_to = DR_ALIGNED_TO (dr);
1182   base_addr = DR_BASE_ADDRESS (dr);
1183   base = build_fold_indirect_ref (base_addr);
1184   vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info);
1185   alignment = ssize_int (TYPE_ALIGN (vectype)/BITS_PER_UNIT);
1186
1187   if (tree_int_cst_compare (aligned_to, alignment) < 0)
1188     {
1189       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1190         {
1191           fprintf (vect_dump, "Unknown alignment for access: ");
1192           print_generic_expr (vect_dump, base, TDF_SLIM);
1193         }
1194       return true;
1195     }
1196
1197   if ((DECL_P (base) 
1198        && tree_int_cst_compare (ssize_int (DECL_ALIGN_UNIT (base)),
1199                                 alignment) >= 0)
1200       || (TREE_CODE (base_addr) == SSA_NAME
1201           && tree_int_cst_compare (ssize_int (TYPE_ALIGN_UNIT (TREE_TYPE (
1202                                                       TREE_TYPE (base_addr)))),
1203                                    alignment) >= 0))
1204     base_aligned = true;
1205   else
1206     base_aligned = false;   
1207
1208   if (!base_aligned) 
1209     {
1210       /* Do not change the alignment of global variables if 
1211          flag_section_anchors is enabled.  */
1212       if (!vect_can_force_dr_alignment_p (base, TYPE_ALIGN (vectype))
1213           || (TREE_STATIC (base) && flag_section_anchors))
1214         {
1215           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1216             {
1217               fprintf (vect_dump, "can't force alignment of ref: ");
1218               print_generic_expr (vect_dump, ref, TDF_SLIM);
1219             }
1220           return true;
1221         }
1222       
1223       /* Force the alignment of the decl.
1224          NOTE: This is the only change to the code we make during
1225          the analysis phase, before deciding to vectorize the loop.  */
1226       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1227         fprintf (vect_dump, "force alignment");
1228       DECL_ALIGN (base) = TYPE_ALIGN (vectype);
1229       DECL_USER_ALIGN (base) = 1;
1230     }
1231
1232   /* At this point we assume that the base is aligned.  */
1233   gcc_assert (base_aligned
1234               || (TREE_CODE (base) == VAR_DECL 
1235                   && DECL_ALIGN (base) >= TYPE_ALIGN (vectype)));
1236
1237   /* Modulo alignment.  */
1238   misalign = size_binop (TRUNC_MOD_EXPR, misalign, alignment);
1239
1240   if (!host_integerp (misalign, 1))
1241     {
1242       /* Negative or overflowed misalignment value.  */
1243       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1244         fprintf (vect_dump, "unexpected misalign value");
1245       return false;
1246     }
1247
1248   SET_DR_MISALIGNMENT (dr, TREE_INT_CST_LOW (misalign));
1249
1250   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1251     {
1252       fprintf (vect_dump, "misalign = %d bytes of ref ", DR_MISALIGNMENT (dr));
1253       print_generic_expr (vect_dump, ref, TDF_SLIM);
1254     }
1255
1256   return true;
1257 }
1258
1259
1260 /* Function vect_compute_data_refs_alignment
1261
1262    Compute the misalignment of data references in the loop.
1263    Return FALSE if a data reference is found that cannot be vectorized.  */
1264
1265 static bool
1266 vect_compute_data_refs_alignment (loop_vec_info loop_vinfo)
1267 {
1268   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs = LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo);
1269   struct data_reference *dr;
1270   unsigned int i;
1271
1272   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1273     if (!vect_compute_data_ref_alignment (dr))
1274       return false;
1275
1276   return true;
1277 }
1278
1279
1280 /* Function vect_update_misalignment_for_peel
1281
1282    DR - the data reference whose misalignment is to be adjusted.
1283    DR_PEEL - the data reference whose misalignment is being made
1284              zero in the vector loop by the peel.
1285    NPEEL - the number of iterations in the peel loop if the misalignment
1286            of DR_PEEL is known at compile time.  */
1287
1288 static void
1289 vect_update_misalignment_for_peel (struct data_reference *dr,
1290                                    struct data_reference *dr_peel, int npeel)
1291 {
1292   unsigned int i;
1293   VEC(dr_p,heap) *same_align_drs;
1294   struct data_reference *current_dr;
1295   int dr_size = GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (DR_REF (dr))));
1296   int dr_peel_size = GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (DR_REF (dr_peel))));
1297   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dr));
1298   stmt_vec_info peel_stmt_info = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dr_peel));
1299
1300  /* For interleaved data accesses the step in the loop must be multiplied by
1301      the size of the interleaving group.  */
1302   if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info))
1303     dr_size *= DR_GROUP_SIZE (vinfo_for_stmt (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info)));
1304   if (DR_GROUP_FIRST_DR (peel_stmt_info))
1305     dr_peel_size *= DR_GROUP_SIZE (peel_stmt_info);
1306
1307   /* It can be assumed that the data refs with the same alignment as dr_peel
1308      are aligned in the vector loop.  */
1309   same_align_drs
1310     = STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS (vinfo_for_stmt (DR_STMT (dr_peel)));
1311   for (i = 0; VEC_iterate (dr_p, same_align_drs, i, current_dr); i++)
1312     {
1313       if (current_dr != dr)
1314         continue;
1315       gcc_assert (DR_MISALIGNMENT (dr) / dr_size ==
1316                   DR_MISALIGNMENT (dr_peel) / dr_peel_size);
1317       SET_DR_MISALIGNMENT (dr, 0);
1318       return;
1319     }
1320
1321   if (known_alignment_for_access_p (dr)
1322       && known_alignment_for_access_p (dr_peel))
1323     {
1324       int misal = DR_MISALIGNMENT (dr);
1325       misal += npeel * dr_size;
1326       misal %= UNITS_PER_SIMD_WORD;
1327       SET_DR_MISALIGNMENT (dr, misal);
1328       return;
1329     }
1330
1331   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1332     fprintf (vect_dump, "Setting misalignment to -1.");
1333   SET_DR_MISALIGNMENT (dr, -1);
1334 }
1335
1336
1337 /* Function vect_verify_datarefs_alignment
1338
1339    Return TRUE if all data references in the loop can be
1340    handled with respect to alignment.  */
1341
1342 static bool
1343 vect_verify_datarefs_alignment (loop_vec_info loop_vinfo)
1344 {
1345   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs = LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo);
1346   struct data_reference *dr;
1347   enum dr_alignment_support supportable_dr_alignment;
1348   unsigned int i;
1349
1350   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1351     {
1352       tree stmt = DR_STMT (dr);
1353       stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1354
1355       /* For interleaving, only the alignment of the first access matters.  */
1356       if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info)
1357           && DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info) != stmt)
1358         continue;
1359
1360       supportable_dr_alignment = vect_supportable_dr_alignment (dr);
1361       if (!supportable_dr_alignment)
1362         {
1363           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
1364             {
1365               if (DR_IS_READ (dr))
1366                 fprintf (vect_dump, 
1367                          "not vectorized: unsupported unaligned load.");
1368               else
1369                 fprintf (vect_dump, 
1370                          "not vectorized: unsupported unaligned store.");
1371             }
1372           return false;
1373         }
1374       if (supportable_dr_alignment != dr_aligned
1375           && vect_print_dump_info (REPORT_ALIGNMENT))
1376         fprintf (vect_dump, "Vectorizing an unaligned access.");
1377     }
1378   return true;
1379 }
1380
1381
1382 /* Function vect_enhance_data_refs_alignment
1383
1384    This pass will use loop versioning and loop peeling in order to enhance
1385    the alignment of data references in the loop.
1386
1387    FOR NOW: we assume that whatever versioning/peeling takes place, only the
1388    original loop is to be vectorized; Any other loops that are created by
1389    the transformations performed in this pass - are not supposed to be
1390    vectorized. This restriction will be relaxed.
1391
1392    This pass will require a cost model to guide it whether to apply peeling
1393    or versioning or a combination of the two. For example, the scheme that
1394    intel uses when given a loop with several memory accesses, is as follows:
1395    choose one memory access ('p') which alignment you want to force by doing
1396    peeling. Then, either (1) generate a loop in which 'p' is aligned and all
1397    other accesses are not necessarily aligned, or (2) use loop versioning to
1398    generate one loop in which all accesses are aligned, and another loop in
1399    which only 'p' is necessarily aligned.
1400
1401    ("Automatic Intra-Register Vectorization for the Intel Architecture",
1402    Aart J.C. Bik, Milind Girkar, Paul M. Grey and Ximmin Tian, International
1403    Journal of Parallel Programming, Vol. 30, No. 2, April 2002.)
1404
1405    Devising a cost model is the most critical aspect of this work. It will
1406    guide us on which access to peel for, whether to use loop versioning, how
1407    many versions to create, etc. The cost model will probably consist of
1408    generic considerations as well as target specific considerations (on
1409    powerpc for example, misaligned stores are more painful than misaligned
1410    loads).
1411
1412    Here are the general steps involved in alignment enhancements:
1413
1414      -- original loop, before alignment analysis:
1415         for (i=0; i<N; i++){
1416           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = unknown
1417           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = unknown
1418         }
1419
1420      -- After vect_compute_data_refs_alignment:
1421         for (i=0; i<N; i++){
1422           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = 3
1423           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = unknown
1424         }
1425
1426      -- Possibility 1: we do loop versioning:
1427      if (p is aligned) {
1428         for (i=0; i<N; i++){    # loop 1A
1429           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = 3
1430           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = 0
1431         }
1432      }
1433      else {
1434         for (i=0; i<N; i++){    # loop 1B
1435           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = 3
1436           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = unaligned
1437         }
1438      }
1439
1440      -- Possibility 2: we do loop peeling:
1441      for (i = 0; i < 3; i++){   # (scalar loop, not to be vectorized).
1442         x = q[i];
1443         p[i] = y;
1444      }
1445      for (i = 3; i < N; i++){   # loop 2A
1446         x = q[i];                       # DR_MISALIGNMENT(q) = 0
1447         p[i] = y;                       # DR_MISALIGNMENT(p) = unknown
1448      }
1449
1450      -- Possibility 3: combination of loop peeling and versioning:
1451      for (i = 0; i < 3; i++){   # (scalar loop, not to be vectorized).
1452         x = q[i];
1453         p[i] = y;
1454      }
1455      if (p is aligned) {
1456         for (i = 3; i<N; i++){  # loop 3A
1457           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = 0
1458           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = 0
1459         }
1460      }
1461      else {
1462         for (i = 3; i<N; i++){  # loop 3B
1463           x = q[i];                     # DR_MISALIGNMENT(q) = 0
1464           p[i] = y;                     # DR_MISALIGNMENT(p) = unaligned
1465         }
1466      }
1467
1468      These loops are later passed to loop_transform to be vectorized. The
1469      vectorizer will use the alignment information to guide the transformation
1470      (whether to generate regular loads/stores, or with special handling for
1471      misalignment).  */
1472
1473 static bool
1474 vect_enhance_data_refs_alignment (loop_vec_info loop_vinfo)
1475 {
1476   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs = LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo);
1477   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
1478   enum dr_alignment_support supportable_dr_alignment;
1479   struct data_reference *dr0 = NULL;
1480   struct data_reference *dr;
1481   unsigned int i;
1482   bool do_peeling = false;
1483   bool do_versioning = false;
1484   bool stat;
1485   tree stmt;
1486   stmt_vec_info stmt_info;
1487
1488   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1489     fprintf (vect_dump, "=== vect_enhance_data_refs_alignment ===");
1490
1491   /* While cost model enhancements are expected in the future, the high level
1492      view of the code at this time is as follows:
1493
1494      A) If there is a misaligned write then see if peeling to align this write
1495         can make all data references satisfy vect_supportable_dr_alignment.
1496         If so, update data structures as needed and return true.  Note that
1497         at this time vect_supportable_dr_alignment is known to return false
1498         for a misaligned write.
1499
1500      B) If peeling wasn't possible and there is a data reference with an
1501         unknown misalignment that does not satisfy vect_supportable_dr_alignment
1502         then see if loop versioning checks can be used to make all data
1503         references satisfy vect_supportable_dr_alignment.  If so, update
1504         data structures as needed and return true.
1505
1506      C) If neither peeling nor versioning were successful then return false if
1507         any data reference does not satisfy vect_supportable_dr_alignment.
1508
1509      D) Return true (all data references satisfy vect_supportable_dr_alignment).
1510
1511      Note, Possibility 3 above (which is peeling and versioning together) is not
1512      being done at this time.  */
1513
1514   /* (1) Peeling to force alignment.  */
1515
1516   /* (1.1) Decide whether to perform peeling, and how many iterations to peel:
1517      Considerations:
1518      + How many accesses will become aligned due to the peeling
1519      - How many accesses will become unaligned due to the peeling,
1520        and the cost of misaligned accesses.
1521      - The cost of peeling (the extra runtime checks, the increase 
1522        in code size).
1523
1524      The scheme we use FORNOW: peel to force the alignment of the first
1525      misaligned store in the loop.
1526      Rationale: misaligned stores are not yet supported.
1527
1528      TODO: Use a cost model.  */
1529
1530   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1531     {
1532       stmt = DR_STMT (dr);
1533       stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1534
1535       /* For interleaving, only the alignment of the first access
1536          matters.  */
1537       if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info)
1538           && DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info) != stmt)
1539         continue;
1540
1541       if (!DR_IS_READ (dr) && !aligned_access_p (dr))
1542         {
1543           if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info))
1544             {
1545               /* For interleaved access we peel only if number of iterations in
1546                  the prolog loop ({VF - misalignment}), is a multiple of the
1547                  number of the interleaved accesses.  */
1548               int elem_size, mis_in_elements;
1549               tree vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info);
1550               int nelements = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (vectype);
1551
1552               /* FORNOW: handle only known alignment.  */
1553               if (!known_alignment_for_access_p (dr))
1554                 {
1555                   do_peeling = false;
1556                   break;
1557                 }
1558
1559               elem_size = UNITS_PER_SIMD_WORD / nelements;
1560               mis_in_elements = DR_MISALIGNMENT (dr) / elem_size;
1561
1562               if ((nelements - mis_in_elements) % DR_GROUP_SIZE (stmt_info))
1563                 {
1564                   do_peeling = false;
1565                   break;
1566                 }
1567             }
1568           dr0 = dr;
1569           do_peeling = true;
1570           break;
1571         }
1572     }
1573
1574   /* Often peeling for alignment will require peeling for loop-bound, which in 
1575      turn requires that we know how to adjust the loop ivs after the loop.  */
1576   if (!vect_can_advance_ivs_p (loop_vinfo)
1577       || !slpeel_can_duplicate_loop_p (loop, single_exit (loop)))
1578     do_peeling = false;
1579
1580   if (do_peeling)
1581     {
1582       int mis;
1583       int npeel = 0;
1584       tree stmt = DR_STMT (dr0);
1585       stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1586       tree vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info);
1587       int nelements = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (vectype);
1588
1589       if (known_alignment_for_access_p (dr0))
1590         {
1591           /* Since it's known at compile time, compute the number of iterations
1592              in the peeled loop (the peeling factor) for use in updating
1593              DR_MISALIGNMENT values.  The peeling factor is the vectorization
1594              factor minus the misalignment as an element count.  */
1595           mis = DR_MISALIGNMENT (dr0);
1596           mis /= GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (DR_REF (dr0))));
1597           npeel = nelements - mis;
1598
1599           /* For interleaved data access every iteration accesses all the 
1600              members of the group, therefore we divide the number of iterations
1601              by the group size.  */
1602           stmt_info = vinfo_for_stmt (DR_STMT (dr0));     
1603           if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info))
1604             npeel /= DR_GROUP_SIZE (stmt_info);
1605
1606           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1607             fprintf (vect_dump, "Try peeling by %d", npeel);
1608         }
1609
1610       /* Ensure that all data refs can be vectorized after the peel.  */
1611       for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1612         {
1613           int save_misalignment;
1614
1615           if (dr == dr0)
1616             continue;
1617
1618           stmt = DR_STMT (dr);
1619           stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1620           /* For interleaving, only the alignment of the first access
1621             matters.  */
1622           if (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info)
1623               && DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info) != stmt)
1624             continue;
1625
1626           save_misalignment = DR_MISALIGNMENT (dr);
1627           vect_update_misalignment_for_peel (dr, dr0, npeel);
1628           supportable_dr_alignment = vect_supportable_dr_alignment (dr);
1629           SET_DR_MISALIGNMENT (dr, save_misalignment);
1630           
1631           if (!supportable_dr_alignment)
1632             {
1633               do_peeling = false;
1634               break;
1635             }
1636         }
1637
1638       if (do_peeling)
1639         {
1640           /* (1.2) Update the DR_MISALIGNMENT of each data reference DR_i.
1641              If the misalignment of DR_i is identical to that of dr0 then set
1642              DR_MISALIGNMENT (DR_i) to zero.  If the misalignment of DR_i and
1643              dr0 are known at compile time then increment DR_MISALIGNMENT (DR_i)
1644              by the peeling factor times the element size of DR_i (MOD the
1645              vectorization factor times the size).  Otherwise, the
1646              misalignment of DR_i must be set to unknown.  */
1647           for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1648             if (dr != dr0)
1649               vect_update_misalignment_for_peel (dr, dr0, npeel);
1650
1651           LOOP_VINFO_UNALIGNED_DR (loop_vinfo) = dr0;
1652           LOOP_PEELING_FOR_ALIGNMENT (loop_vinfo) = DR_MISALIGNMENT (dr0);
1653           SET_DR_MISALIGNMENT (dr0, 0);
1654           if (vect_print_dump_info (REPORT_ALIGNMENT))
1655             fprintf (vect_dump, "Alignment of access forced using peeling.");
1656
1657           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1658             fprintf (vect_dump, "Peeling for alignment will be applied.");
1659
1660           stat = vect_verify_datarefs_alignment (loop_vinfo);
1661           gcc_assert (stat);
1662           return stat;
1663         }
1664     }
1665
1666
1667   /* (2) Versioning to force alignment.  */
1668
1669   /* Try versioning if:
1670      1) flag_tree_vect_loop_version is TRUE
1671      2) optimize_size is FALSE
1672      3) there is at least one unsupported misaligned data ref with an unknown
1673         misalignment, and
1674      4) all misaligned data refs with a known misalignment are supported, and
1675      5) the number of runtime alignment checks is within reason.  */
1676
1677   do_versioning = flag_tree_vect_loop_version && (!optimize_size);
1678
1679   if (do_versioning)
1680     {
1681       for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
1682         {
1683           stmt = DR_STMT (dr);
1684           stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1685
1686           /* For interleaving, only the alignment of the first access
1687              matters.  */
1688           if (aligned_access_p (dr)
1689               || (DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info)
1690                   && DR_GROUP_FIRST_DR (stmt_info) != stmt))
1691             continue;
1692
1693           supportable_dr_alignment = vect_supportable_dr_alignment (dr);
1694
1695           if (!supportable_dr_alignment)
1696             {
1697               tree stmt;
1698               int mask;
1699               tree vectype;
1700
1701               if (known_alignment_for_access_p (dr)
1702                   || VEC_length (tree,
1703                                  LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo))
1704                      >= (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_VECT_MAX_VERSION_CHECKS))
1705                 {
1706                   do_versioning = false;
1707                   break;
1708                 }
1709
1710               stmt = DR_STMT (dr);
1711               vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (vinfo_for_stmt (stmt));
1712               gcc_assert (vectype);
1713   
1714               /* The rightmost bits of an aligned address must be zeros.
1715                  Construct the mask needed for this test.  For example,
1716                  GET_MODE_SIZE for the vector mode V4SI is 16 bytes so the
1717                  mask must be 15 = 0xf. */
1718               mask = GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (vectype)) - 1;
1719
1720               /* FORNOW: use the same mask to test all potentially unaligned
1721                  references in the loop.  The vectorizer currently supports
1722                  a single vector size, see the reference to
1723                  GET_MODE_NUNITS (TYPE_MODE (vectype)) where the
1724                  vectorization factor is computed.  */
1725               gcc_assert (!LOOP_VINFO_PTR_MASK (loop_vinfo)
1726                           || LOOP_VINFO_PTR_MASK (loop_vinfo) == mask);
1727               LOOP_VINFO_PTR_MASK (loop_vinfo) = mask;
1728               VEC_safe_push (tree, heap,
1729                              LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo),
1730                              DR_STMT (dr));
1731             }
1732         }
1733       
1734       /* Versioning requires at least one misaligned data reference.  */
1735       if (VEC_length (tree, LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo)) == 0)
1736         do_versioning = false;
1737       else if (!do_versioning)
1738         VEC_truncate (tree, LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo), 0);
1739     }
1740
1741   if (do_versioning)
1742     {
1743       VEC(tree,heap) *may_misalign_stmts
1744         = LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo);
1745       tree stmt;
1746
1747       /* It can now be assumed that the data references in the statements
1748          in LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS will be aligned in the version
1749          of the loop being vectorized.  */
1750       for (i = 0; VEC_iterate (tree, may_misalign_stmts, i, stmt); i++)
1751         {
1752           stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1753           dr = STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info);
1754           SET_DR_MISALIGNMENT (dr, 0);
1755           if (vect_print_dump_info (REPORT_ALIGNMENT))
1756             fprintf (vect_dump, "Alignment of access forced using versioning.");
1757         }
1758
1759       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1760         fprintf (vect_dump, "Versioning for alignment will be applied.");
1761
1762       /* Peeling and versioning can't be done together at this time.  */
1763       gcc_assert (! (do_peeling && do_versioning));
1764
1765       stat = vect_verify_datarefs_alignment (loop_vinfo);
1766       gcc_assert (stat);
1767       return stat;
1768     }
1769
1770   /* This point is reached if neither peeling nor versioning is being done.  */
1771   gcc_assert (! (do_peeling || do_versioning));
1772
1773   stat = vect_verify_datarefs_alignment (loop_vinfo);
1774   return stat;
1775 }
1776
1777
1778 /* Function vect_analyze_data_refs_alignment
1779
1780    Analyze the alignment of the data-references in the loop.
1781    Return FALSE if a data reference is found that cannot be vectorized.  */
1782
1783 static bool
1784 vect_analyze_data_refs_alignment (loop_vec_info loop_vinfo)
1785 {
1786   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1787     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_data_refs_alignment ===");
1788
1789   if (!vect_compute_data_refs_alignment (loop_vinfo))
1790     {
1791       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
1792         fprintf (vect_dump, 
1793                  "not vectorized: can't calculate alignment for data ref.");
1794       return false;
1795     }
1796
1797   return true;
1798 }
1799
1800
1801 /* Function vect_analyze_data_ref_access.
1802
1803    Analyze the access pattern of the data-reference DR. For now, a data access
1804    has to be consecutive to be considered vectorizable.  */
1805
1806 static bool
1807 vect_analyze_data_ref_access (struct data_reference *dr)
1808 {
1809   tree step = DR_STEP (dr);
1810   HOST_WIDE_INT dr_step = TREE_INT_CST_LOW (step);
1811   tree scalar_type = TREE_TYPE (DR_REF (dr));
1812   HOST_WIDE_INT type_size = TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (scalar_type));
1813   tree stmt = DR_STMT (dr);
1814   /* For interleaving, STRIDE is STEP counted in elements, i.e., the size of the 
1815      interleaving group (including gaps).  */
1816   HOST_WIDE_INT stride = dr_step / type_size;
1817
1818   if (!step)
1819     {
1820       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1821         fprintf (vect_dump, "bad data-ref access");
1822       return false;
1823     }
1824
1825   /* Consecutive?  */
1826   if (!tree_int_cst_compare (step, TYPE_SIZE_UNIT (scalar_type)))
1827     {
1828       /* Mark that it is not interleaving.  */
1829       DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (stmt)) = NULL_TREE;
1830       return true;
1831     }
1832
1833   /* Not consecutive access is possible only if it is a part of interleaving.  */
1834   if (!DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (stmt)))
1835     {
1836       /* Check if it this DR is a part of interleaving, and is a single
1837          element of the group that is accessed in the loop.  */
1838       
1839       /* Gaps are supported only for loads. STEP must be a multiple of the type
1840          size.  The size of the group must be a power of 2.  */
1841       if (DR_IS_READ (dr)
1842           && (dr_step % type_size) == 0
1843           && stride > 0
1844           && exact_log2 (stride) != -1)
1845         {
1846           DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (stmt)) = stmt;
1847           DR_GROUP_SIZE (vinfo_for_stmt (stmt)) = stride;
1848           if (vect_print_dump_info (REPORT_DR_DETAILS))
1849             {
1850               fprintf (vect_dump, "Detected single element interleaving %d ",
1851                        DR_GROUP_SIZE (vinfo_for_stmt (stmt)));
1852               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dr), TDF_SLIM);
1853               fprintf (vect_dump, " step ");
1854               print_generic_expr (vect_dump, step, TDF_SLIM);
1855             }
1856           return true;
1857         }
1858       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1859         fprintf (vect_dump, "not consecutive access");
1860       return false;
1861     }
1862
1863   if (DR_GROUP_FIRST_DR (vinfo_for_stmt (stmt)) == stmt)
1864     {
1865       /* First stmt in the interleaving chain. Check the chain.  */
1866       tree next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (stmt));
1867       struct data_reference *data_ref = dr;
1868       unsigned int count = 1;
1869       tree next_step;
1870       tree prev_init = DR_INIT (data_ref);
1871       tree prev = stmt;
1872       HOST_WIDE_INT diff, count_in_bytes;
1873
1874       while (next)
1875         {
1876           /* Skip same data-refs. In case that two or more stmts share data-ref
1877              (supported only for loads), we vectorize only the first stmt, and
1878              the rest get their vectorized loads from the first one.  */
1879           if (!tree_int_cst_compare (DR_INIT (data_ref),
1880                                      DR_INIT (STMT_VINFO_DATA_REF (
1881                                                       vinfo_for_stmt (next)))))
1882             {
1883               if (!DR_IS_READ (data_ref))
1884                 { 
1885                   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1886                     fprintf (vect_dump, "Two store stmts share the same dr.");
1887                   return false; 
1888                 }
1889
1890               /* Check that there is no load-store dependencies for this loads 
1891                  to prevent a case of load-store-load to the same location.  */
1892               if (DR_GROUP_READ_WRITE_DEPENDENCE (vinfo_for_stmt (next))
1893                   || DR_GROUP_READ_WRITE_DEPENDENCE (vinfo_for_stmt (prev)))
1894                 {
1895                   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1896                     fprintf (vect_dump, 
1897                              "READ_WRITE dependence in interleaving.");
1898                   return false;
1899                 }
1900
1901               /* For load use the same data-ref load.  */
1902               DR_GROUP_SAME_DR_STMT (vinfo_for_stmt (next)) = prev;
1903
1904               prev = next;
1905               next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (next));
1906               continue;
1907             }
1908           prev = next;
1909
1910           /* Check that all the accesses have the same STEP.  */
1911           next_step = DR_STEP (STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (next)));
1912           if (tree_int_cst_compare (step, next_step))
1913             {
1914               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1915                 fprintf (vect_dump, "not consecutive access in interleaving");
1916               return false;
1917             }
1918
1919           data_ref = STMT_VINFO_DATA_REF (vinfo_for_stmt (next));
1920           /* Check that the distance between two accesses is equal to the type
1921              size. Otherwise, we have gaps.  */
1922           diff = (TREE_INT_CST_LOW (DR_INIT (data_ref)) 
1923                   - TREE_INT_CST_LOW (prev_init)) / type_size;
1924           if (!DR_IS_READ (data_ref) && diff != 1)
1925             {
1926               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1927                 fprintf (vect_dump, "interleaved store with gaps");
1928               return false;
1929             }
1930           /* Store the gap from the previous member of the group. If there is no
1931              gap in the access, DR_GROUP_GAP is always 1.  */
1932           DR_GROUP_GAP (vinfo_for_stmt (next)) = diff;
1933
1934           prev_init = DR_INIT (data_ref);
1935           next = DR_GROUP_NEXT_DR (vinfo_for_stmt (next));
1936           /* Count the number of data-refs in the chain.  */
1937           count++;
1938         }
1939
1940       /* COUNT is the number of accesses found, we multiply it by the size of 
1941          the type to get COUNT_IN_BYTES.  */
1942       count_in_bytes = type_size * count;
1943
1944       /* Check that the size of the interleaving is not greater than STEP.  */
1945       if (dr_step < count_in_bytes) 
1946         {
1947           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1948             {
1949               fprintf (vect_dump, "interleaving size is greater than step for ");
1950               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dr), TDF_SLIM); 
1951             }
1952           return false;
1953         }
1954
1955       /* Check that the size of the interleaving is equal to STEP for stores, 
1956          i.e., that there are no gaps.  */ 
1957       if (!DR_IS_READ (dr) && dr_step != count_in_bytes) 
1958         {
1959           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1960             fprintf (vect_dump, "interleaved store with gaps");
1961           return false;
1962         }
1963
1964       /* Check that STEP is a multiple of type size.  */
1965       if ((dr_step % type_size) != 0)
1966         {
1967           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS)) 
1968             {
1969               fprintf (vect_dump, "step is not a multiple of type size: step ");
1970               print_generic_expr (vect_dump, step, TDF_SLIM);
1971               fprintf (vect_dump, " size ");
1972               print_generic_expr (vect_dump, TYPE_SIZE_UNIT (scalar_type),
1973                                   TDF_SLIM);
1974             }
1975           return false;
1976         }
1977
1978       /* FORNOW: we handle only interleaving that is a power of 2.  */
1979       if (exact_log2 (stride) == -1)
1980         {
1981           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1982             fprintf (vect_dump, "interleaving is not a power of 2");
1983           return false;
1984         }
1985       DR_GROUP_SIZE (vinfo_for_stmt (stmt)) = stride;
1986     }
1987   return true;
1988 }
1989
1990
1991 /* Function vect_analyze_data_ref_accesses.
1992
1993    Analyze the access pattern of all the data references in the loop.
1994
1995    FORNOW: the only access pattern that is considered vectorizable is a
1996            simple step 1 (consecutive) access.
1997
1998    FORNOW: handle only arrays and pointer accesses.  */
1999
2000 static bool
2001 vect_analyze_data_ref_accesses (loop_vec_info loop_vinfo)
2002 {
2003   unsigned int i;
2004   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs = LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo);
2005   struct data_reference *dr;
2006
2007   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2008     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_data_ref_accesses ===");
2009
2010   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
2011     if (!vect_analyze_data_ref_access (dr))
2012       {
2013         if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2014           fprintf (vect_dump, "not vectorized: complicated access pattern.");
2015         return false;
2016       }
2017
2018   return true;
2019 }
2020
2021
2022 /* Function vect_analyze_data_refs.
2023
2024   Find all the data references in the loop.
2025
2026    The general structure of the analysis of data refs in the vectorizer is as
2027    follows:
2028    1- vect_analyze_data_refs(loop): call compute_data_dependences_for_loop to
2029       find and analyze all data-refs in the loop and their dependences.
2030    2- vect_analyze_dependences(): apply dependence testing using ddrs.
2031    3- vect_analyze_drs_alignment(): check that ref_stmt.alignment is ok.
2032    4- vect_analyze_drs_access(): check that ref_stmt.step is ok.
2033
2034 */
2035
2036 static bool
2037 vect_analyze_data_refs (loop_vec_info loop_vinfo)  
2038 {
2039   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
2040   unsigned int i;
2041   VEC (data_reference_p, heap) *datarefs;
2042   struct data_reference *dr;
2043   tree scalar_type;
2044
2045   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2046     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_data_refs ===\n");
2047
2048   compute_data_dependences_for_loop (loop, true,
2049                                      &LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo),
2050                                      &LOOP_VINFO_DDRS (loop_vinfo));
2051
2052   /* Go through the data-refs, check that the analysis succeeded. Update pointer
2053      from stmt_vec_info struct to DR and vectype.  */
2054   datarefs = LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo);
2055
2056   for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
2057     {
2058       tree stmt;
2059       stmt_vec_info stmt_info;
2060    
2061       if (!dr || !DR_REF (dr))
2062         {
2063           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2064             fprintf (vect_dump, "not vectorized: unhandled data-ref ");
2065           return false;
2066         }
2067  
2068       /* Update DR field in stmt_vec_info struct.  */
2069       stmt = DR_STMT (dr);
2070       stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
2071
2072       if (STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info))
2073         {
2074           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2075             {
2076               fprintf (vect_dump,
2077                        "not vectorized: more than one data ref in stmt: ");
2078               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
2079             }
2080           return false;
2081         }
2082       STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info) = dr;
2083      
2084       /* Check that analysis of the data-ref succeeded.  */
2085       if (!DR_BASE_ADDRESS (dr) || !DR_OFFSET (dr) || !DR_INIT (dr)
2086           || !DR_STEP (dr))   
2087         {
2088           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2089             {
2090               fprintf (vect_dump, "not vectorized: data ref analysis failed ");
2091               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
2092             }
2093           return false;
2094         }
2095       if (!DR_SYMBOL_TAG (dr))
2096         {
2097           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2098             {
2099               fprintf (vect_dump, "not vectorized: no memory tag for ");
2100               print_generic_expr (vect_dump, DR_REF (dr), TDF_SLIM);
2101             }
2102           return false;
2103         }
2104                        
2105       /* Set vectype for STMT.  */
2106       scalar_type = TREE_TYPE (DR_REF (dr));
2107       STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info) =
2108                 get_vectype_for_scalar_type (scalar_type);
2109       if (!STMT_VINFO_VECTYPE (stmt_info)) 
2110         {
2111           if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2112             {
2113               fprintf (vect_dump,
2114                        "not vectorized: no vectype for stmt: ");
2115               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
2116               fprintf (vect_dump, " scalar_type: ");
2117               print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_DETAILS);
2118             }
2119           return false;
2120         }
2121     }
2122       
2123   return true;
2124 }
2125
2126
2127 /* Utility functions used by vect_mark_stmts_to_be_vectorized.  */
2128
2129 /* Function vect_mark_relevant.
2130
2131    Mark STMT as "relevant for vectorization" and add it to WORKLIST.  */
2132
2133 static void
2134 vect_mark_relevant (VEC(tree,heap) **worklist, tree stmt,
2135                     enum vect_relevant relevant, bool live_p)
2136 {
2137   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
2138   enum vect_relevant save_relevant = STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info);
2139   bool save_live_p = STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info);
2140
2141   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2142     fprintf (vect_dump, "mark relevant %d, live %d.", relevant, live_p);
2143
2144   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info))
2145     {
2146       tree pattern_stmt;
2147
2148       /* This is the last stmt in a sequence that was detected as a 
2149          pattern that can potentially be vectorized.  Don't mark the stmt
2150          as relevant/live because it's not going to vectorized.
2151          Instead mark the pattern-stmt that replaces it.  */
2152       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2153         fprintf (vect_dump, "last stmt in pattern. don't mark relevant/live.");
2154       pattern_stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info);
2155       stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
2156       gcc_assert (STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) == stmt);
2157       save_relevant = STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info);
2158       save_live_p = STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info);
2159       stmt = pattern_stmt;
2160     }
2161
2162   STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info) |= live_p;
2163   if (relevant > STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info))
2164     STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info) = relevant;
2165
2166   if (STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info) == save_relevant
2167       && STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_info) == save_live_p)
2168     {
2169       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2170         fprintf (vect_dump, "already marked relevant/live.");
2171       return;
2172     }
2173
2174   VEC_safe_push (tree, heap, *worklist, stmt);
2175 }
2176
2177
2178 /* Function vect_stmt_relevant_p.
2179
2180    Return true if STMT in loop that is represented by LOOP_VINFO is
2181    "relevant for vectorization".
2182
2183    A stmt is considered "relevant for vectorization" if:
2184    - it has uses outside the loop.
2185    - it has vdefs (it alters memory).
2186    - control stmts in the loop (except for the exit condition).
2187
2188    CHECKME: what other side effects would the vectorizer allow?  */
2189
2190 static bool
2191 vect_stmt_relevant_p (tree stmt, loop_vec_info loop_vinfo,
2192                       enum vect_relevant *relevant, bool *live_p)
2193 {
2194   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
2195   ssa_op_iter op_iter;
2196   imm_use_iterator imm_iter;
2197   use_operand_p use_p;
2198   def_operand_p def_p;
2199
2200   *relevant = vect_unused_in_loop;
2201   *live_p = false;
2202
2203   /* cond stmt other than loop exit cond.  */
2204   if (is_ctrl_stmt (stmt) && (stmt != LOOP_VINFO_EXIT_COND (loop_vinfo)))
2205     *relevant = vect_used_in_loop;
2206
2207   /* changing memory.  */
2208   if (TREE_CODE (stmt) != PHI_NODE)
2209     if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS))
2210       {
2211         if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2212           fprintf (vect_dump, "vec_stmt_relevant_p: stmt has vdefs.");
2213         *relevant = vect_used_in_loop;
2214       }
2215
2216   /* uses outside the loop.  */
2217   FOR_EACH_PHI_OR_STMT_DEF (def_p, stmt, op_iter, SSA_OP_DEF)
2218     {
2219       FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, imm_iter, DEF_FROM_PTR (def_p))
2220         {
2221           basic_block bb = bb_for_stmt (USE_STMT (use_p));
2222           if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
2223             {
2224               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2225                 fprintf (vect_dump, "vec_stmt_relevant_p: used out of loop.");
2226
2227               /* We expect all such uses to be in the loop exit phis
2228                  (because of loop closed form)   */
2229               gcc_assert (TREE_CODE (USE_STMT (use_p)) == PHI_NODE);
2230               gcc_assert (bb == single_exit (loop)->dest);
2231
2232               *live_p = true;
2233             }
2234         }
2235     }
2236
2237   return (*live_p || *relevant);
2238 }
2239
2240
2241 /* 
2242    Function process_use.
2243
2244    Inputs:
2245    - a USE in STMT in a loop represented by LOOP_VINFO
2246    - LIVE_P, RELEVANT - enum values to be set in the STMT_VINFO of the stmt 
2247      that defined USE. This is dont by calling mark_relevant and passing it
2248      the WORKLIST (to add DEF_STMT to the WORKlist in case itis relevant). 
2249
2250    Outputs:
2251    Generally, LIVE_P and RELEVANT are used to define the liveness and
2252    relevance info of the DEF_STMT of this USE:
2253        STMT_VINFO_LIVE_P (DEF_STMT_info) <-- live_p
2254        STMT_VINFO_RELEVANT (DEF_STMT_info) <-- relevant
2255    Exceptions:
2256    - case 1: If USE is used only for address computations (e.g. array indexing),
2257    which does not need to be directly vectorized, then the liveness/relevance 
2258    of the respective DEF_STMT is left unchanged.
2259    - case 2: If STMT is a reduction phi and DEF_STMT is a reduction stmt, we 
2260    skip DEF_STMT cause it had already been processed.  
2261
2262    Return true if everything is as expected. Return false otherwise.  */
2263
2264 static bool
2265 process_use (tree stmt, tree use, loop_vec_info loop_vinfo, bool live_p, 
2266              enum vect_relevant relevant, VEC(tree,heap) **worklist)
2267 {
2268   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
2269   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
2270   stmt_vec_info dstmt_vinfo;
2271   basic_block def_bb;
2272   tree def, def_stmt;
2273   enum vect_def_type dt;
2274
2275   /* case 1: we are only interested in uses that need to be vectorized.  Uses 
2276      that are used for address computation are not considered relevant.  */
2277   if (!exist_non_indexing_operands_for_use_p (use, stmt))
2278      return true;
2279
2280   if (!vect_is_simple_use (use, loop_vinfo, &def_stmt, &def, &dt))
2281     { 
2282       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2283         fprintf (vect_dump, "not vectorized: unsupported use in stmt.");
2284       return false;
2285     }
2286
2287   if (!def_stmt || IS_EMPTY_STMT (def_stmt))
2288     return true;
2289
2290   def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
2291   if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, def_bb))
2292     return true;
2293
2294   /* case 2: A reduction phi defining a reduction stmt (DEF_STMT). DEF_STMT 
2295      must have already been processed, so we just check that everything is as 
2296      expected, and we are done.  */
2297   dstmt_vinfo = vinfo_for_stmt (def_stmt);
2298   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
2299       && STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_reduction_def
2300       && TREE_CODE (def_stmt) != PHI_NODE
2301       && STMT_VINFO_DEF_TYPE (dstmt_vinfo) == vect_reduction_def)
2302     {
2303       if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (dstmt_vinfo))
2304         dstmt_vinfo = vinfo_for_stmt (STMT_VINFO_RELATED_STMT (dstmt_vinfo));
2305       gcc_assert (STMT_VINFO_RELEVANT (dstmt_vinfo) < vect_used_by_reduction);
2306       gcc_assert (STMT_VINFO_LIVE_P (dstmt_vinfo) 
2307                   || STMT_VINFO_RELEVANT (dstmt_vinfo) > vect_unused_in_loop);
2308       return true;
2309     }
2310
2311   vect_mark_relevant (worklist, def_stmt, relevant, live_p);
2312   return true;
2313 }
2314
2315
2316 /* Function vect_mark_stmts_to_be_vectorized.
2317
2318    Not all stmts in the loop need to be vectorized. For example:
2319
2320      for i...
2321        for j...
2322    1.    T0 = i + j
2323    2.    T1 = a[T0]
2324
2325    3.    j = j + 1
2326
2327    Stmt 1 and 3 do not need to be vectorized, because loop control and
2328    addressing of vectorized data-refs are handled differently.
2329
2330    This pass detects such stmts.  */
2331
2332 static bool
2333 vect_mark_stmts_to_be_vectorized (loop_vec_info loop_vinfo)
2334 {
2335   VEC(tree,heap) *worklist;
2336   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
2337   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
2338   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
2339   block_stmt_iterator si;
2340   tree stmt;
2341   stmt_ann_t ann;
2342   unsigned int i;
2343   stmt_vec_info stmt_vinfo;
2344   basic_block bb;
2345   tree phi;
2346   bool live_p;
2347   enum vect_relevant relevant;
2348
2349   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2350     fprintf (vect_dump, "=== vect_mark_stmts_to_be_vectorized ===");
2351
2352   worklist = VEC_alloc (tree, heap, 64);
2353
2354   /* 1. Init worklist.  */
2355   for (i = 0; i < nbbs; i++)
2356     {
2357       bb = bbs[i];
2358       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2359         { 
2360           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2361             {
2362               fprintf (vect_dump, "init: phi relevant? ");
2363               print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
2364             }
2365
2366           if (vect_stmt_relevant_p (phi, loop_vinfo, &relevant, &live_p))
2367             vect_mark_relevant (&worklist, phi, relevant, live_p);
2368         }
2369       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2370         {
2371           stmt = bsi_stmt (si);
2372           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2373             {
2374               fprintf (vect_dump, "init: stmt relevant? ");
2375               print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
2376             } 
2377
2378           if (vect_stmt_relevant_p (stmt, loop_vinfo, &relevant, &live_p))
2379             vect_mark_relevant (&worklist, stmt, relevant, live_p);
2380         }
2381     }
2382
2383   /* 2. Process_worklist */
2384   while (VEC_length (tree, worklist) > 0)
2385     {
2386       use_operand_p use_p;
2387       ssa_op_iter iter;
2388
2389       stmt = VEC_pop (tree, worklist);
2390       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2391         {
2392           fprintf (vect_dump, "worklist: examine stmt: ");
2393           print_generic_expr (vect_dump, stmt, TDF_SLIM);
2394         }
2395
2396       /* Examine the USEs of STMT. For each USE, mark the stmt that defines it 
2397          (DEF_STMT) as relevant/irrelevant and live/dead according to the 
2398          liveness and relevance properties of STMT.  */
2399       ann = stmt_ann (stmt);
2400       stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
2401       relevant = STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_vinfo);
2402       live_p = STMT_VINFO_LIVE_P (stmt_vinfo);
2403
2404       /* Generally, the liveness and relevance properties of STMT are
2405          propagated as is to the DEF_STMTs of its USEs:
2406           live_p <-- STMT_VINFO_LIVE_P (STMT_VINFO)
2407           relevant <-- STMT_VINFO_RELEVANT (STMT_VINFO)
2408
2409          One exception is when STMT has been identified as defining a reduction
2410          variable; in this case we set the liveness/relevance as follows:
2411            live_p = false
2412            relevant = vect_used_by_reduction
2413          This is because we distinguish between two kinds of relevant stmts -
2414          those that are used by a reduction computation, and those that are 
2415          (also) used by a regular computation. This allows us later on to 
2416          identify stmts that are used solely by a reduction, and therefore the 
2417          order of the results that they produce does not have to be kept.
2418
2419          Reduction phis are expected to be used by a reduction stmt;  Other 
2420          reduction stmts are expected to be unused in the loop.  These are the 
2421          expected values of "relevant" for reduction phis/stmts in the loop:
2422
2423          relevance:                             phi     stmt
2424          vect_unused_in_loop                            ok
2425          vect_used_by_reduction                 ok
2426          vect_used_in_loop                                                */
2427
2428       if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_reduction_def)
2429         {
2430           switch (relevant)
2431             {
2432             case vect_unused_in_loop:
2433               gcc_assert (TREE_CODE (stmt) != PHI_NODE);
2434               break;
2435             case vect_used_by_reduction:
2436               if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
2437                 break;
2438             case vect_used_in_loop:
2439             default:
2440               if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2441                 fprintf (vect_dump, "unsupported use of reduction.");
2442               VEC_free (tree, heap, worklist);
2443               return false;
2444             }
2445           relevant = vect_used_by_reduction;
2446           live_p = false;       
2447         }
2448
2449       FOR_EACH_PHI_OR_STMT_USE (use_p, stmt, iter, SSA_OP_USE)
2450         {
2451           tree op = USE_FROM_PTR (use_p);
2452           if (!process_use (stmt, op, loop_vinfo, live_p, relevant, &worklist))
2453             {
2454               VEC_free (tree, heap, worklist);
2455               return false;
2456             }
2457         }
2458     } /* while worklist */
2459
2460   VEC_free (tree, heap, worklist);
2461   return true;
2462 }
2463
2464
2465 /* Function vect_can_advance_ivs_p
2466
2467    In case the number of iterations that LOOP iterates is unknown at compile 
2468    time, an epilog loop will be generated, and the loop induction variables 
2469    (IVs) will be "advanced" to the value they are supposed to take just before 
2470    the epilog loop.  Here we check that the access function of the loop IVs
2471    and the expression that represents the loop bound are simple enough.
2472    These restrictions will be relaxed in the future.  */
2473
2474 static bool 
2475 vect_can_advance_ivs_p (loop_vec_info loop_vinfo)
2476 {
2477   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
2478   basic_block bb = loop->header;
2479   tree phi;
2480
2481   /* Analyze phi functions of the loop header.  */
2482
2483   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2484     fprintf (vect_dump, "vect_can_advance_ivs_p:");
2485
2486   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2487     {
2488       tree access_fn = NULL;
2489       tree evolution_part;
2490
2491       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2492         {
2493           fprintf (vect_dump, "Analyze phi: ");
2494           print_generic_expr (vect_dump, phi, TDF_SLIM);
2495         }
2496
2497       /* Skip virtual phi's. The data dependences that are associated with
2498          virtual defs/uses (i.e., memory accesses) are analyzed elsewhere.  */
2499
2500       if (!is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi))))
2501         {
2502           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2503             fprintf (vect_dump, "virtual phi. skip.");
2504           continue;
2505         }
2506
2507       /* Skip reduction phis.  */
2508
2509       if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (vinfo_for_stmt (phi)) == vect_reduction_def)
2510         {
2511           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2512             fprintf (vect_dump, "reduc phi. skip.");
2513           continue;
2514         }
2515
2516       /* Analyze the evolution function.  */
2517
2518       access_fn = instantiate_parameters
2519         (loop, analyze_scalar_evolution (loop, PHI_RESULT (phi)));
2520
2521       if (!access_fn)
2522         {
2523           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2524             fprintf (vect_dump, "No Access function.");
2525           return false;
2526         }
2527
2528       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2529         {
2530           fprintf (vect_dump, "Access function of PHI: ");
2531           print_generic_expr (vect_dump, access_fn, TDF_SLIM);
2532         }
2533
2534       evolution_part = evolution_part_in_loop_num (access_fn, loop->num);
2535       
2536       if (evolution_part == NULL_TREE)
2537         {
2538           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2539             fprintf (vect_dump, "No evolution.");
2540           return false;
2541         }
2542   
2543       /* FORNOW: We do not transform initial conditions of IVs 
2544          which evolution functions are a polynomial of degree >= 2.  */
2545
2546       if (tree_is_chrec (evolution_part))
2547         return false;  
2548     }
2549
2550   return true;
2551 }
2552
2553
2554 /* Function vect_get_loop_niters.
2555
2556    Determine how many iterations the loop is executed.
2557    If an expression that represents the number of iterations
2558    can be constructed, place it in NUMBER_OF_ITERATIONS.
2559    Return the loop exit condition.  */
2560
2561 static tree
2562 vect_get_loop_niters (struct loop *loop, tree *number_of_iterations)
2563 {
2564   tree niters;
2565
2566   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2567     fprintf (vect_dump, "=== get_loop_niters ===");
2568
2569   niters = number_of_exit_cond_executions (loop);
2570
2571   if (niters != NULL_TREE
2572       && niters != chrec_dont_know)
2573     {
2574       *number_of_iterations = niters;
2575
2576       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2577         {
2578           fprintf (vect_dump, "==> get_loop_niters:" );
2579           print_generic_expr (vect_dump, *number_of_iterations, TDF_SLIM);
2580         }
2581     }
2582
2583   return get_loop_exit_condition (loop);
2584 }
2585
2586
2587 /* Function vect_analyze_loop_form.
2588
2589    Verify the following restrictions (some may be relaxed in the future):
2590    - it's an inner-most loop
2591    - number of BBs = 2 (which are the loop header and the latch)
2592    - the loop has a pre-header
2593    - the loop has a single entry and exit
2594    - the loop exit condition is simple enough, and the number of iterations
2595      can be analyzed (a countable loop).  */
2596
2597 static loop_vec_info
2598 vect_analyze_loop_form (struct loop *loop)
2599 {
2600   loop_vec_info loop_vinfo;
2601   tree loop_cond;
2602   tree number_of_iterations = NULL;
2603
2604   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2605     fprintf (vect_dump, "=== vect_analyze_loop_form ===");
2606
2607   if (loop->inner)
2608     {
2609       if (vect_print_dump_info (REPORT_OUTER_LOOPS))
2610         fprintf (vect_dump, "not vectorized: nested loop.");
2611       return NULL;
2612     }
2613   
2614   if (!single_exit (loop) 
2615       || loop->num_nodes != 2
2616       || EDGE_COUNT (loop->header->preds) != 2)
2617     {
2618       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2619         {
2620           if (!single_exit (loop))
2621             fprintf (vect_dump, "not vectorized: multiple exits.");
2622           else if (loop->num_nodes != 2)
2623             fprintf (vect_dump, "not vectorized: too many BBs in loop.");
2624           else if (EDGE_COUNT (loop->header->preds) != 2)
2625             fprintf (vect_dump, "not vectorized: too many incoming edges.");
2626         }
2627
2628       return NULL;
2629     }
2630
2631   /* We assume that the loop exit condition is at the end of the loop. i.e,
2632      that the loop is represented as a do-while (with a proper if-guard
2633      before the loop if needed), where the loop header contains all the
2634      executable statements, and the latch is empty.  */
2635   if (!empty_block_p (loop->latch)
2636         || phi_nodes (loop->latch))
2637     {
2638       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2639         fprintf (vect_dump, "not vectorized: unexpected loop form.");
2640       return NULL;
2641     }
2642
2643   /* Make sure there exists a single-predecessor exit bb:  */
2644   if (!single_pred_p (single_exit (loop)->dest))
2645     {
2646       edge e = single_exit (loop);
2647       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2648         {
2649           split_loop_exit_edge (e);
2650           if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2651             fprintf (vect_dump, "split exit edge.");
2652         }
2653       else
2654         {
2655           if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2656             fprintf (vect_dump, "not vectorized: abnormal loop exit edge.");
2657           return NULL;
2658         }
2659     }
2660
2661   if (empty_block_p (loop->header))
2662     {
2663       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2664         fprintf (vect_dump, "not vectorized: empty loop.");
2665       return NULL;
2666     }
2667
2668   loop_cond = vect_get_loop_niters (loop, &number_of_iterations);
2669   if (!loop_cond)
2670     {
2671       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2672         fprintf (vect_dump, "not vectorized: complicated exit condition.");
2673       return NULL;
2674     }
2675   
2676   if (!number_of_iterations) 
2677     {
2678       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2679         fprintf (vect_dump, 
2680                  "not vectorized: number of iterations cannot be computed.");
2681       return NULL;
2682     }
2683
2684   if (chrec_contains_undetermined (number_of_iterations))
2685     {
2686       if (vect_print_dump_info (REPORT_BAD_FORM_LOOPS))
2687         fprintf (vect_dump, "Infinite number of iterations.");
2688       return false;
2689     }
2690
2691   if (!NITERS_KNOWN_P (number_of_iterations))
2692     {
2693       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2694         {
2695           fprintf (vect_dump, "Symbolic number of iterations is ");
2696           print_generic_expr (vect_dump, number_of_iterations, TDF_DETAILS);
2697         }
2698     }
2699   else if (TREE_INT_CST_LOW (number_of_iterations) == 0)
2700     {
2701       if (vect_print_dump_info (REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS))
2702         fprintf (vect_dump, "not vectorized: number of iterations = 0.");
2703       return NULL;
2704     }
2705
2706   loop_vinfo = new_loop_vec_info (loop);
2707   LOOP_VINFO_NITERS (loop_vinfo) = number_of_iterations;
2708   LOOP_VINFO_EXIT_COND (loop_vinfo) = loop_cond;
2709
2710   gcc_assert (!loop->aux);
2711   loop->aux = loop_vinfo;
2712   return loop_vinfo;
2713 }
2714
2715
2716 /* Function vect_analyze_loop.
2717
2718    Apply a set of analyses on LOOP, and create a loop_vec_info struct
2719    for it. The different analyses will record information in the
2720    loop_vec_info struct.  */
2721 loop_vec_info
2722 vect_analyze_loop (struct loop *loop)
2723 {
2724   bool ok;
2725   loop_vec_info loop_vinfo;
2726
2727   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2728     fprintf (vect_dump, "===== analyze_loop_nest =====");
2729
2730   /* Check the CFG characteristics of the loop (nesting, entry/exit, etc.  */
2731
2732   loop_vinfo = vect_analyze_loop_form (loop);
2733   if (!loop_vinfo)
2734     {
2735       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2736         fprintf (vect_dump, "bad loop form.");
2737       return NULL;
2738     }
2739
2740   /* Find all data references in the loop (which correspond to vdefs/vuses)
2741      and analyze their evolution in the loop.
2742
2743      FORNOW: Handle only simple, array references, which
2744      alignment can be forced, and aligned pointer-references.  */
2745
2746   ok = vect_analyze_data_refs (loop_vinfo);
2747   if (!ok)
2748     {
2749       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2750         fprintf (vect_dump, "bad data references.");
2751       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2752       return NULL;
2753     }
2754
2755   /* Classify all cross-iteration scalar data-flow cycles.
2756      Cross-iteration cycles caused by virtual phis are analyzed separately.  */
2757
2758   vect_analyze_scalar_cycles (loop_vinfo);
2759
2760   vect_pattern_recog (loop_vinfo);
2761
2762   /* Data-flow analysis to detect stmts that do not need to be vectorized.  */
2763
2764   ok = vect_mark_stmts_to_be_vectorized (loop_vinfo);
2765   if (!ok)
2766     {
2767       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2768         fprintf (vect_dump, "unexpected pattern.");
2769       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2770       return NULL;
2771     }
2772
2773   /* Analyze the alignment of the data-refs in the loop.
2774      Fail if a data reference is found that cannot be vectorized.  */
2775
2776   ok = vect_analyze_data_refs_alignment (loop_vinfo);
2777   if (!ok)
2778     {
2779       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2780         fprintf (vect_dump, "bad data alignment.");
2781       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2782       return NULL;
2783     }
2784
2785   ok = vect_determine_vectorization_factor (loop_vinfo);
2786   if (!ok)
2787     {
2788       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2789         fprintf (vect_dump, "can't determine vectorization factor.");
2790       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2791       return NULL;
2792     }
2793
2794   /* Analyze data dependences between the data-refs in the loop. 
2795      FORNOW: fail at the first data dependence that we encounter.  */
2796
2797   ok = vect_analyze_data_ref_dependences (loop_vinfo);
2798   if (!ok)
2799     {
2800       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2801         fprintf (vect_dump, "bad data dependence.");
2802       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2803       return NULL;
2804     }
2805
2806   /* Analyze the access patterns of the data-refs in the loop (consecutive,
2807      complex, etc.). FORNOW: Only handle consecutive access pattern.  */
2808
2809   ok = vect_analyze_data_ref_accesses (loop_vinfo);
2810   if (!ok)
2811     {
2812       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2813         fprintf (vect_dump, "bad data access.");
2814       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2815       return NULL;
2816     }
2817
2818   /* This pass will decide on using loop versioning and/or loop peeling in
2819      order to enhance the alignment of data references in the loop.  */
2820
2821   ok = vect_enhance_data_refs_alignment (loop_vinfo);
2822   if (!ok)
2823     {
2824       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2825         fprintf (vect_dump, "bad data alignment.");
2826       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2827       return NULL;
2828     }
2829
2830   /* Scan all the operations in the loop and make sure they are
2831      vectorizable.  */
2832
2833   ok = vect_analyze_operations (loop_vinfo);
2834   if (!ok)
2835     {
2836       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2837         fprintf (vect_dump, "bad operation or unsupported loop bound.");
2838       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2839       return NULL;
2840     }
2841
2842   LOOP_VINFO_VECTORIZABLE_P (loop_vinfo) = 1;
2843
2844   return loop_vinfo;
2845 }