gcc/tree-vect-patterns.c

   1 /* Analysis Utilities for Loop Vectorization.
   2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Dorit Nuzman <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 3, 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 COPYING3.  If not see
  19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  20
  21 #include "config.h"
  22 #include "system.h"
  23 #include "coretypes.h"
  24 #include "tm.h"
  25 #include "ggc.h"
  26 #include "tree.h"
  27 #include "target.h"
  28 #include "basic-block.h"
  29 #include "diagnostic.h"
  30 #include "tree-flow.h"
  31 #include "tree-dump.h"
  32 #include "cfgloop.h"
  33 #include "expr.h"
  34 #include "optabs.h"
  35 #include "params.h"
  36 #include "tree-data-ref.h"
  37 #include "tree-vectorizer.h"
  38 #include "recog.h"
  39 #include "toplev.h"
  40
  41 /* Function prototypes */
  42 static void vect_pattern_recog_1
  43   (gimple (* ) (gimple, tree *, tree *), gimple_stmt_iterator);
  44 static bool widened_name_p (tree, gimple, tree *, gimple *);
  45
  46 /* Pattern recognition functions  */
  47 static gimple vect_recog_widen_sum_pattern (gimple, tree *, tree *);
  48 static gimple vect_recog_widen_mult_pattern (gimple, tree *, tree *);
  49 static gimple vect_recog_dot_prod_pattern (gimple, tree *, tree *);
  50 static gimple vect_recog_pow_pattern (gimple, tree *, tree *);
  51 static vect_recog_func_ptr vect_vect_recog_func_ptrs[NUM_PATTERNS] = {
  52         vect_recog_widen_mult_pattern,
  53         vect_recog_widen_sum_pattern,
  54         vect_recog_dot_prod_pattern,
  55         vect_recog_pow_pattern};
  56
  57
  58 /* Function widened_name_p
  59
  60    Check whether NAME, an ssa-name used in USE_STMT,
  61    is a result of a type-promotion, such that:
  62      DEF_STMT: NAME = NOP (name0)
  63    where the type of name0 (HALF_TYPE) is smaller than the type of NAME.
  64 */
  65
  66 static bool
  67 widened_name_p (tree name, gimple use_stmt, tree *half_type, gimple *def_stmt)
  68 {
  69   tree dummy;
  70   gimple dummy_gimple;
  71   loop_vec_info loop_vinfo;
  72   stmt_vec_info stmt_vinfo;
  73   tree type = TREE_TYPE (name);
  74   tree oprnd0;
  75   enum vect_def_type dt;
  76   tree def;
  77
  78   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (use_stmt);
  79   loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
  80
  81   if (!vect_is_simple_use (name, loop_vinfo, NULL, def_stmt, &def, &dt))
  82     return false;
  83
  84   if (dt != vect_internal_def
  85       && dt != vect_external_def && dt != vect_constant_def)
  86     return false;
  87
  88   if (! *def_stmt)
  89     return false;
  90
  91   if (!is_gimple_assign (*def_stmt))
  92     return false;
  93
  94   if (gimple_assign_rhs_code (*def_stmt) != NOP_EXPR)
  95     return false;
  96
  97   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (*def_stmt);
  98
  99   *half_type = TREE_TYPE (oprnd0);
 100   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type) || !INTEGRAL_TYPE_P (*half_type)
 101       || (TYPE_UNSIGNED (type) != TYPE_UNSIGNED (*half_type))
 102       || (TYPE_PRECISION (type) < (TYPE_PRECISION (*half_type) * 2)))
 103     return false;
 104
 105   if (!vect_is_simple_use (oprnd0, loop_vinfo, NULL, &dummy_gimple, &dummy,
 106                            &dt))
 107     return false;
 108
 109   return true;
 110 }
 111
 112 /* Helper to return a new temporary for pattern of TYPE for STMT.  If STMT
 113    is NULL, the caller must set SSA_NAME_DEF_STMT for the returned SSA var. */
 114
 115 static tree
 116 vect_recog_temp_ssa_var (tree type, gimple stmt)
 117 {
 118   tree var = create_tmp_var (type, "patt");
 119
 120   add_referenced_var (var);
 121   var = make_ssa_name (var, stmt);
 122   return var;
 123 }
 124
 125 /* Function vect_recog_dot_prod_pattern
 126
 127    Try to find the following pattern:
 128
 129      type x_t, y_t;
 130      TYPE1 prod;
 131      TYPE2 sum = init;
 132    loop:
 133      sum_0 = phi <init, sum_1>
 134      S1  x_t = ...
 135      S2  y_t = ...
 136      S3  x_T = (TYPE1) x_t;
 137      S4  y_T = (TYPE1) y_t;
 138      S5  prod = x_T * y_T;
 139      [S6  prod = (TYPE2) prod;  #optional]
 140      S7  sum_1 = prod + sum_0;
 141
 142    where 'TYPE1' is exactly double the size of type 'type', and 'TYPE2' is the
 143    same size of 'TYPE1' or bigger. This is a special case of a reduction
 144    computation.
 145
 146    Input:
 147
 148    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 149    when this function is called with S7, the pattern {S3,S4,S5,S6,S7} will be
 150    detected.
 151
 152    Output:
 153
 154    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 155
 156    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 157
 158    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 159    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 160         WIDEN_DOT_PRODUCT <x_t, y_t, sum_0>
 161
 162    Note: The dot-prod idiom is a widening reduction pattern that is
 163          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 164          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 165          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 166          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 167          the correct order (as is the case when this computation is in an
 168          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 169
 170 static gimple
 171 vect_recog_dot_prod_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 172 {
 173   gimple stmt;
 174   tree oprnd0, oprnd1;
 175   tree oprnd00, oprnd01;
 176   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 177   tree type, half_type;
 178   gimple pattern_stmt;
 179   tree prod_type;
 180   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 181   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 182   tree var, rhs;
 183
 184   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 185     return NULL;
 186
 187   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 188
 189   /* Look for the following pattern
 190           DX = (TYPE1) X;
 191           DY = (TYPE1) Y;
 192           DPROD = DX * DY;
 193           DDPROD = (TYPE2) DPROD;
 194           sum_1 = DDPROD + sum_0;
 195      In which
 196      - DX is double the size of X
 197      - DY is double the size of Y
 198      - DX, DY, DPROD all have the same type
 199      - sum is the same size of DPROD or bigger
 200      - sum has been recognized as a reduction variable.
 201
 202      This is equivalent to:
 203        DPROD = X w* Y;          #widen mult
 204        sum_1 = DPROD w+ sum_0;  #widen summation
 205      or
 206        DPROD = X w* Y;          #widen mult
 207        sum_1 = DPROD + sum_0;   #summation
 208    */
 209
 210   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 211      of the above pattern.  */
 212
 213   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 214     return NULL;
 215
 216   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_vinfo))
 217     {
 218       /* Has been detected as widening-summation?  */
 219
 220       stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_vinfo);
 221       type = gimple_expr_type (stmt);
 222       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != WIDEN_SUM_EXPR)
 223         return NULL;
 224       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 225       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 226       half_type = TREE_TYPE (oprnd0);
 227     }
 228   else
 229     {
 230       gimple def_stmt;
 231
 232       if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 233         return NULL;
 234       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 235       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 236       if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 237           || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 238         return NULL;
 239       stmt = last_stmt;
 240
 241       if (widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type, &def_stmt))
 242         {
 243           stmt = def_stmt;
 244           oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 245         }
 246       else
 247         half_type = type;
 248     }
 249
 250   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 251      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 252      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 253      Left to check that oprnd0 is defined by a (widen_)mult_expr  */
 254
 255   prod_type = half_type;
 256   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (oprnd0);
 257   /* FORNOW.  Can continue analyzing the def-use chain when this stmt in a phi
 258      inside the loop (in case we are analyzing an outer-loop).  */
 259   if (!is_gimple_assign (stmt))
 260     return NULL;
 261   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 262   gcc_assert (stmt_vinfo);
 263   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_internal_def)
 264     return NULL;
 265   if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != MULT_EXPR)
 266     return NULL;
 267   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_vinfo))
 268     {
 269       /* Has been detected as a widening multiplication?  */
 270
 271       stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_vinfo);
 272       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != WIDEN_MULT_EXPR)
 273         return NULL;
 274       stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 275       gcc_assert (stmt_vinfo);
 276       gcc_assert (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_internal_def);
 277       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 278       oprnd01 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 279     }
 280   else
 281     {
 282       tree half_type0, half_type1;
 283       gimple def_stmt;
 284       tree oprnd0, oprnd1;
 285
 286       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 287       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 288       if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0))
 289                                 != TYPE_MAIN_VARIANT (prod_type)
 290           || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1))
 291                                 != TYPE_MAIN_VARIANT (prod_type))
 292         return NULL;
 293       if (!widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type0, &def_stmt))
 294         return NULL;
 295       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 296       if (!widened_name_p (oprnd1, stmt, &half_type1, &def_stmt))
 297         return NULL;
 298       oprnd01 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 299       if (TYPE_MAIN_VARIANT (half_type0) != TYPE_MAIN_VARIANT (half_type1))
 300         return NULL;
 301       if (TYPE_PRECISION (prod_type) != TYPE_PRECISION (half_type0) * 2)
 302         return NULL;
 303     }
 304
 305   half_type = TREE_TYPE (oprnd00);
 306   *type_in = half_type;
 307   *type_out = type;
 308
 309   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 310   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 311   rhs = build3 (DOT_PROD_EXPR, type, oprnd00, oprnd01, oprnd1),
 312   pattern_stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
 313
 314   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 315     {
 316       fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: detected: ");
 317       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 318     }
 319
 320   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 321      when doing outer-loop vectorization.  */
 322   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 323
 324   return pattern_stmt;
 325 }
 326
 327 /* Function vect_recog_widen_mult_pattern
 328
 329    Try to find the following pattern:
 330
 331      type a_t, b_t;
 332      TYPE a_T, b_T, prod_T;
 333
 334      S1  a_t = ;
 335      S2  b_t = ;
 336      S3  a_T = (TYPE) a_t;
 337      S4  b_T = (TYPE) b_t;
 338      S5  prod_T = a_T * b_T;
 339
 340    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type'.
 341
 342    Input:
 343
 344    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 345    when this function is called with S5, the pattern {S3,S4,S5} is be detected.
 346
 347    Output:
 348
 349    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 350
 351    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 352
 353    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 354    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 355         WIDEN_MULT <a_t, b_t>
 356 */
 357
 358 static gimple
 359 vect_recog_widen_mult_pattern (gimple last_stmt,
 360                                tree *type_in,
 361                                tree *type_out)
 362 {
 363   gimple def_stmt0, def_stmt1;
 364   tree oprnd0, oprnd1;
 365   tree type, half_type0, half_type1;
 366   gimple pattern_stmt;
 367   tree vectype;
 368   tree dummy;
 369   tree var;
 370   enum tree_code dummy_code;
 371   int dummy_int;
 372   VEC (tree, heap) *dummy_vec;
 373
 374   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 375     return NULL;
 376
 377   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 378
 379   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 380      of the above pattern.  */
 381
 382   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != MULT_EXPR)
 383     return NULL;
 384
 385   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 386   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 387   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 388       || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 389     return NULL;
 390
 391   /* Check argument 0 */
 392   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type0, &def_stmt0))
 393     return NULL;
 394   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt0);
 395
 396   /* Check argument 1 */
 397   if (!widened_name_p (oprnd1, last_stmt, &half_type1, &def_stmt1))
 398     return NULL;
 399   oprnd1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt1);
 400
 401   if (TYPE_MAIN_VARIANT (half_type0) != TYPE_MAIN_VARIANT (half_type1))
 402     return NULL;
 403
 404   /* Pattern detected.  */
 405   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 406     fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_mult_pattern: detected: ");
 407
 408   /* Check target support  */
 409   vectype = get_vectype_for_scalar_type (half_type0);
 410   if (!vectype
 411       || !supportable_widening_operation (WIDEN_MULT_EXPR, last_stmt, vectype,
 412                                           &dummy, &dummy, &dummy_code,
 413                                           &dummy_code, &dummy_int, &dummy_vec))
 414     return NULL;
 415
 416   *type_in = vectype;
 417   *type_out = NULL_TREE;
 418
 419   /* Pattern supported. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 420   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 421   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_MULT_EXPR, var, oprnd0,
 422                                                oprnd1);
 423   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 424
 425   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 426     print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 427
 428   return pattern_stmt;
 429 }
 430
 431
 432 /* Function vect_recog_pow_pattern
 433
 434    Try to find the following pattern:
 435
 436      x = POW (y, N);
 437
 438    with POW being one of pow, powf, powi, powif and N being
 439    either 2 or 0.5.
 440
 441    Input:
 442
 443    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins.
 444
 445    Output:
 446
 447    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 448
 449    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 450
 451    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 452    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 453         x = x * x
 454    or
 455         x = sqrt (x)
 456 */
 457
 458 static gimple
 459 vect_recog_pow_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 460 {
 461   tree type;
 462   tree fn, base, exp = NULL;
 463   gimple stmt;
 464   tree var;
 465
 466   if (!is_gimple_call (last_stmt) || gimple_call_lhs (last_stmt) == NULL)
 467     return NULL;
 468
 469   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 470
 471   fn = gimple_call_fndecl (last_stmt);
 472   switch (DECL_FUNCTION_CODE (fn))
 473     {
 474     case BUILT_IN_POWIF:
 475     case BUILT_IN_POWI:
 476     case BUILT_IN_POWF:
 477     case BUILT_IN_POW:
 478       base = gimple_call_arg (last_stmt, 0);
 479       exp = gimple_call_arg (last_stmt, 1);
 480       if (TREE_CODE (exp) != REAL_CST
 481           && TREE_CODE (exp) != INTEGER_CST)
 482         return NULL;
 483       break;
 484
 485     default:
 486       return NULL;
 487     }
 488
 489   /* We now have a pow or powi builtin function call with a constant
 490      exponent.  */
 491
 492   *type_out = NULL_TREE;
 493
 494   /* Catch squaring.  */
 495   if ((host_integerp (exp, 0)
 496        && tree_low_cst (exp, 0) == 2)
 497       || (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 498           && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconst2)))
 499     {
 500       *type_in = TREE_TYPE (base);
 501
 502       var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), NULL);
 503       stmt = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, var, base, base);
 504       SSA_NAME_DEF_STMT (var) = stmt;
 505       return stmt;
 506     }
 507
 508   /* Catch square root.  */
 509   if (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 510       && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconsthalf))
 511     {
 512       tree newfn = mathfn_built_in (TREE_TYPE (base), BUILT_IN_SQRT);
 513       *type_in = get_vectype_for_scalar_type (TREE_TYPE (base));
 514       if (*type_in)
 515         {
 516           gimple stmt = gimple_build_call (newfn, 1, base);
 517           if (vectorizable_function (stmt, *type_in, *type_in)
 518               != NULL_TREE)
 519             {
 520               var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), stmt);
 521               gimple_call_set_lhs (stmt, var);
 522               return stmt;
 523             }
 524         }
 525     }
 526
 527   return NULL;
 528 }
 529
 530
 531 /* Function vect_recog_widen_sum_pattern
 532
 533    Try to find the following pattern:
 534
 535      type x_t;
 536      TYPE x_T, sum = init;
 537    loop:
 538      sum_0 = phi <init, sum_1>
 539      S1  x_t = *p;
 540      S2  x_T = (TYPE) x_t;
 541      S3  sum_1 = x_T + sum_0;
 542
 543    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type', i.e - we're
 544    summing elements of type 'type' into an accumulator of type 'TYPE'. This is
 545    a special case of a reduction computation.
 546
 547    Input:
 548
 549    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 550    when this function is called with S3, the pattern {S2,S3} will be detected.
 551
 552    Output:
 553
 554    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 555
 556    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 557
 558    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 559    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 560         WIDEN_SUM <x_t, sum_0>
 561
 562    Note: The widening-sum idiom is a widening reduction pattern that is
 563          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 564          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 565          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 566          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 567          the correct order (as is the case when this computation is in an
 568          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 569
 570 static gimple
 571 vect_recog_widen_sum_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 572 {
 573   gimple stmt;
 574   tree oprnd0, oprnd1;
 575   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 576   tree type, half_type;
 577   gimple pattern_stmt;
 578   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 579   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 580   tree var;
 581
 582   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 583     return NULL;
 584
 585   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 586
 587   /* Look for the following pattern
 588           DX = (TYPE) X;
 589           sum_1 = DX + sum_0;
 590      In which DX is at least double the size of X, and sum_1 has been
 591      recognized as a reduction variable.
 592    */
 593
 594   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 595      of the above pattern.  */
 596
 597   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 598     return NULL;
 599
 600   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 601     return NULL;
 602
 603   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 604   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 605   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 606       || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 607     return NULL;
 608
 609   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 610      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 611      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 612      Left to check that oprnd0 is defined by a cast from type 'type' to type
 613      'TYPE'.  */
 614
 615   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type, &stmt))
 616     return NULL;
 617
 618   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 619   *type_in = half_type;
 620   *type_out = type;
 621
 622   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 623   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 624   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_SUM_EXPR, var,
 625                                                oprnd0, oprnd1);
 626   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 627
 628   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 629     {
 630       fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_sum_pattern: detected: ");
 631       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 632     }
 633
 634   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 635      when doing outer-loop vectorization.  */
 636   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 637
 638   return pattern_stmt;
 639 }
 640
 641
 642 /* Function vect_pattern_recog_1
 643
 644    Input:
 645    PATTERN_RECOG_FUNC: A pointer to a function that detects a certain
 646         computation pattern.
 647    STMT: A stmt from which the pattern search should start.
 648
 649    If PATTERN_RECOG_FUNC successfully detected the pattern, it creates an
 650    expression that computes the same functionality and can be used to
 651    replace the sequence of stmts that are involved in the pattern.
 652
 653    Output:
 654    This function checks if the expression returned by PATTERN_RECOG_FUNC is
 655    supported in vector form by the target.  We use 'TYPE_IN' to obtain the
 656    relevant vector type. If 'TYPE_IN' is already a vector type, then this
 657    indicates that target support had already been checked by PATTERN_RECOG_FUNC.
 658    If 'TYPE_OUT' is also returned by PATTERN_RECOG_FUNC, we check that it fits
 659    to the available target pattern.
 660
 661    This function also does some bookkeeping, as explained in the documentation
 662    for vect_recog_pattern.  */
 663
 664 static void
 665 vect_pattern_recog_1 (
 666         gimple (* vect_recog_func) (gimple, tree *, tree *),
 667         gimple_stmt_iterator si)
 668 {
 669   gimple stmt = gsi_stmt (si), pattern_stmt;
 670   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
 671   stmt_vec_info pattern_stmt_info;
 672   loop_vec_info loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_info);
 673   tree pattern_vectype;
 674   tree type_in, type_out;
 675   enum tree_code code;
 676
 677   pattern_stmt = (* vect_recog_func) (stmt, &type_in, &type_out);
 678   if (!pattern_stmt)
 679     return;
 680
 681   if (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_in)))
 682     {
 683       /* No need to check target support (already checked by the pattern
 684          recognition function).  */
 685       pattern_vectype = type_in;
 686     }
 687   else
 688     {
 689       enum machine_mode vec_mode;
 690       enum insn_code icode;
 691       optab optab;
 692
 693       /* Check target support  */
 694       pattern_vectype = get_vectype_for_scalar_type (type_in);
 695       if (!pattern_vectype)
 696         return;
 697
 698       if (is_gimple_assign (pattern_stmt))
 699         code = gimple_assign_rhs_code (pattern_stmt);
 700       else
 701         {
 702           gcc_assert (is_gimple_call (pattern_stmt));
 703           code = CALL_EXPR;
 704         }
 705
 706       optab = optab_for_tree_code (code, pattern_vectype, optab_default);
 707       vec_mode = TYPE_MODE (pattern_vectype);
 708       if (!optab
 709           || (icode = optab_handler (optab, vec_mode)->insn_code) ==
 710               CODE_FOR_nothing
 711           || (type_out
 712               && (!get_vectype_for_scalar_type (type_out)
 713                   || (insn_data[icode].operand[0].mode !=
 714                       TYPE_MODE (get_vectype_for_scalar_type (type_out))))))
 715         return;
 716     }
 717
 718   /* Found a vectorizable pattern.  */
 719   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 720     {
 721       fprintf (vect_dump, "pattern recognized: ");
 722       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 723     }
 724
 725   /* Mark the stmts that are involved in the pattern. */
 726   gsi_insert_before (&si, pattern_stmt, GSI_SAME_STMT);
 727   set_vinfo_for_stmt (pattern_stmt,
 728                       new_stmt_vec_info (pattern_stmt, loop_vinfo, NULL));
 729   pattern_stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
 730
 731   STMT_VINFO_RELATED_STMT (pattern_stmt_info) = stmt;
 732   STMT_VINFO_DEF_TYPE (pattern_stmt_info) = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info);
 733   STMT_VINFO_VECTYPE (pattern_stmt_info) = pattern_vectype;
 734   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info) = true;
 735   STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) = pattern_stmt;
 736
 737   return;
 738 }
 739
 740
 741 /* Function vect_pattern_recog
 742
 743    Input:
 744    LOOP_VINFO - a struct_loop_info of a loop in which we want to look for
 745         computation idioms.
 746
 747    Output - for each computation idiom that is detected we insert a new stmt
 748         that provides the same functionality and that can be vectorized. We
 749         also record some information in the struct_stmt_info of the relevant
 750         stmts, as explained below:
 751
 752    At the entry to this function we have the following stmts, with the
 753    following initial value in the STMT_VINFO fields:
 754
 755          stmt                     in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 756          S1: a_i = ....                 -       -               -
 757          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 758          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 759          S4: a_0 = ..use(a_1)..         -       -               -
 760          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 761
 762    Say the sequence {S1,S2,S3,S4} was detected as a pattern that can be
 763    represented by a single stmt. We then:
 764    - create a new stmt S6 that will replace the pattern.
 765    - insert the new stmt S6 before the last stmt in the pattern
 766    - fill in the STMT_VINFO fields as follows:
 767
 768                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 769          S1: a_i = ....                 -       -               -
 770          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 771          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 772        > S6: a_new = ....               -       S4              -
 773          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              -
 774          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 775
 776    (the last stmt in the pattern (S4) and the new pattern stmt (S6) point
 777     to each other through the RELATED_STMT field).
 778
 779    S6 will be marked as relevant in vect_mark_stmts_to_be_vectorized instead
 780    of S4 because it will replace all its uses.  Stmts {S1,S2,S3} will
 781    remain irrelevant unless used by stmts other than S4.
 782
 783    If vectorization succeeds, vect_transform_stmt will skip over {S1,S2,S3}
 784    (because they are marked as irrelevant). It will vectorize S6, and record
 785    a pointer to the new vector stmt VS6 both from S6 (as usual), and also
 786    from S4. We do that so that when we get to vectorizing stmts that use the
 787    def of S4 (like S5 that uses a_0), we'll know where to take the relevant
 788    vector-def from. S4 will be skipped, and S5 will be vectorized as usual:
 789
 790                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 791          S1: a_i = ....                 -       -               -
 792          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 793          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 794        > VS6: va_new = ....             -       -               -
 795          S6: a_new = ....               -       S4              VS6
 796          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              VS6
 797        > VS5: ... = ..vuse(va_new)..    -       -               -
 798          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 799
 800    DCE could then get rid of {S1,S2,S3,S4,S5,S6} (if their defs are not used
 801    elsewhere), and we'll end up with:
 802
 803         VS6: va_new = ....
 804         VS5: ... = ..vuse(va_new)..
 805
 806    If vectorization does not succeed, DCE will clean S6 away (its def is
 807    not used), and we'll end up with the original sequence.
 808 */
 809
 810 void
 811 vect_pattern_recog (loop_vec_info loop_vinfo)
 812 {
 813   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
 814   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
 815   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
 816   gimple_stmt_iterator si;
 817   gimple stmt;
 818   unsigned int i, j;
 819   gimple (* vect_recog_func_ptr) (gimple, tree *, tree *);
 820
 821   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 822     fprintf (vect_dump, "=== vect_pattern_recog ===");
 823
 824   /* Scan through the loop stmts, applying the pattern recognition
 825      functions starting at each stmt visited:  */
 826   for (i = 0; i < nbbs; i++)
 827     {
 828       basic_block bb = bbs[i];
 829       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
 830         {
 831           stmt = gsi_stmt (si);
 832
 833           /* Scan over all generic vect_recog_xxx_pattern functions.  */
 834           for (j = 0; j < NUM_PATTERNS; j++)
 835             {
 836               vect_recog_func_ptr = vect_vect_recog_func_ptrs[j];
 837               vect_pattern_recog_1 (vect_recog_func_ptr, si);
 838             }
 839         }
 840     }
 841 }