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 (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 237           || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), 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 (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), prod_type)
 289           || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), prod_type))
 290         return NULL;
 291       if (!widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type0, &def_stmt))
 292         return NULL;
 293       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 294       if (!widened_name_p (oprnd1, stmt, &half_type1, &def_stmt))
 295         return NULL;
 296       oprnd01 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 297       if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 298         return NULL;
 299       if (TYPE_PRECISION (prod_type) != TYPE_PRECISION (half_type0) * 2)
 300         return NULL;
 301     }
 302
 303   half_type = TREE_TYPE (oprnd00);
 304   *type_in = half_type;
 305   *type_out = type;
 306
 307   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 308   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 309   rhs = build3 (DOT_PROD_EXPR, type, oprnd00, oprnd01, oprnd1),
 310   pattern_stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
 311
 312   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 313     {
 314       fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: detected: ");
 315       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 316     }
 317
 318   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 319      when doing outer-loop vectorization.  */
 320   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 321
 322   return pattern_stmt;
 323 }
 324
 325 /* Function vect_recog_widen_mult_pattern
 326
 327    Try to find the following pattern:
 328
 329      type a_t, b_t;
 330      TYPE a_T, b_T, prod_T;
 331
 332      S1  a_t = ;
 333      S2  b_t = ;
 334      S3  a_T = (TYPE) a_t;
 335      S4  b_T = (TYPE) b_t;
 336      S5  prod_T = a_T * b_T;
 337
 338    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type'.
 339
 340    Input:
 341
 342    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 343    when this function is called with S5, the pattern {S3,S4,S5} is be detected.
 344
 345    Output:
 346
 347    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 348
 349    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 350
 351    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 352    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 353         WIDEN_MULT <a_t, b_t>
 354 */
 355
 356 static gimple
 357 vect_recog_widen_mult_pattern (gimple last_stmt,
 358                                tree *type_in,
 359                                tree *type_out)
 360 {
 361   gimple def_stmt0, def_stmt1;
 362   tree oprnd0, oprnd1;
 363   tree type, half_type0, half_type1;
 364   gimple pattern_stmt;
 365   tree vectype;
 366   tree dummy;
 367   tree var;
 368   enum tree_code dummy_code;
 369   int dummy_int;
 370   VEC (tree, heap) *dummy_vec;
 371
 372   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 373     return NULL;
 374
 375   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 376
 377   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 378      of the above pattern.  */
 379
 380   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != MULT_EXPR)
 381     return NULL;
 382
 383   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 384   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 385   if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 386       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), type))
 387     return NULL;
 388
 389   /* Check argument 0 */
 390   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type0, &def_stmt0))
 391     return NULL;
 392   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt0);
 393
 394   /* Check argument 1 */
 395   if (!widened_name_p (oprnd1, last_stmt, &half_type1, &def_stmt1))
 396     return NULL;
 397   oprnd1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt1);
 398
 399   if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 400     return NULL;
 401
 402   /* Pattern detected.  */
 403   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 404     fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_mult_pattern: detected: ");
 405
 406   /* Check target support  */
 407   vectype = get_vectype_for_scalar_type (half_type0);
 408   if (!vectype
 409       || !supportable_widening_operation (WIDEN_MULT_EXPR, last_stmt, vectype,
 410                                           &dummy, &dummy, &dummy_code,
 411                                           &dummy_code, &dummy_int, &dummy_vec))
 412     return NULL;
 413
 414   *type_in = vectype;
 415   *type_out = NULL_TREE;
 416
 417   /* Pattern supported. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 418   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 419   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_MULT_EXPR, var, oprnd0,
 420                                                oprnd1);
 421   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 422
 423   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 424     print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 425
 426   return pattern_stmt;
 427 }
 428
 429
 430 /* Function vect_recog_pow_pattern
 431
 432    Try to find the following pattern:
 433
 434      x = POW (y, N);
 435
 436    with POW being one of pow, powf, powi, powif and N being
 437    either 2 or 0.5.
 438
 439    Input:
 440
 441    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins.
 442
 443    Output:
 444
 445    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 446
 447    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 448
 449    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 450    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 451         x = x * x
 452    or
 453         x = sqrt (x)
 454 */
 455
 456 static gimple
 457 vect_recog_pow_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 458 {
 459   tree fn, base, exp = NULL;
 460   gimple stmt;
 461   tree var;
 462
 463   if (!is_gimple_call (last_stmt) || gimple_call_lhs (last_stmt) == NULL)
 464     return NULL;
 465
 466   fn = gimple_call_fndecl (last_stmt);
 467   switch (DECL_FUNCTION_CODE (fn))
 468     {
 469     case BUILT_IN_POWIF:
 470     case BUILT_IN_POWI:
 471     case BUILT_IN_POWF:
 472     case BUILT_IN_POW:
 473       base = gimple_call_arg (last_stmt, 0);
 474       exp = gimple_call_arg (last_stmt, 1);
 475       if (TREE_CODE (exp) != REAL_CST
 476           && TREE_CODE (exp) != INTEGER_CST)
 477         return NULL;
 478       break;
 479
 480     default:
 481       return NULL;
 482     }
 483
 484   /* We now have a pow or powi builtin function call with a constant
 485      exponent.  */
 486
 487   *type_out = NULL_TREE;
 488
 489   /* Catch squaring.  */
 490   if ((host_integerp (exp, 0)
 491        && tree_low_cst (exp, 0) == 2)
 492       || (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 493           && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconst2)))
 494     {
 495       *type_in = TREE_TYPE (base);
 496
 497       var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), NULL);
 498       stmt = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, var, base, base);
 499       SSA_NAME_DEF_STMT (var) = stmt;
 500       return stmt;
 501     }
 502
 503   /* Catch square root.  */
 504   if (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 505       && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconsthalf))
 506     {
 507       tree newfn = mathfn_built_in (TREE_TYPE (base), BUILT_IN_SQRT);
 508       *type_in = get_vectype_for_scalar_type (TREE_TYPE (base));
 509       if (*type_in)
 510         {
 511           gimple stmt = gimple_build_call (newfn, 1, base);
 512           if (vectorizable_function (stmt, *type_in, *type_in)
 513               != NULL_TREE)
 514             {
 515               var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), stmt);
 516               gimple_call_set_lhs (stmt, var);
 517               return stmt;
 518             }
 519         }
 520     }
 521
 522   return NULL;
 523 }
 524
 525
 526 /* Function vect_recog_widen_sum_pattern
 527
 528    Try to find the following pattern:
 529
 530      type x_t;
 531      TYPE x_T, sum = init;
 532    loop:
 533      sum_0 = phi <init, sum_1>
 534      S1  x_t = *p;
 535      S2  x_T = (TYPE) x_t;
 536      S3  sum_1 = x_T + sum_0;
 537
 538    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type', i.e - we're
 539    summing elements of type 'type' into an accumulator of type 'TYPE'. This is
 540    a special case of a reduction computation.
 541
 542    Input:
 543
 544    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 545    when this function is called with S3, the pattern {S2,S3} will be detected.
 546
 547    Output:
 548
 549    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 550
 551    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 552
 553    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 554    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 555         WIDEN_SUM <x_t, sum_0>
 556
 557    Note: The widening-sum idiom is a widening reduction pattern that is
 558          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 559          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 560          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 561          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 562          the correct order (as is the case when this computation is in an
 563          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 564
 565 static gimple
 566 vect_recog_widen_sum_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 567 {
 568   gimple stmt;
 569   tree oprnd0, oprnd1;
 570   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 571   tree type, half_type;
 572   gimple pattern_stmt;
 573   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 574   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 575   tree var;
 576
 577   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 578     return NULL;
 579
 580   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 581
 582   /* Look for the following pattern
 583           DX = (TYPE) X;
 584           sum_1 = DX + sum_0;
 585      In which DX is at least double the size of X, and sum_1 has been
 586      recognized as a reduction variable.
 587    */
 588
 589   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 590      of the above pattern.  */
 591
 592   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 593     return NULL;
 594
 595   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 596     return NULL;
 597
 598   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 599   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 600   if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 601       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), type))
 602     return NULL;
 603
 604   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 605      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 606      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 607      Left to check that oprnd0 is defined by a cast from type 'type' to type
 608      'TYPE'.  */
 609
 610   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type, &stmt))
 611     return NULL;
 612
 613   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 614   *type_in = half_type;
 615   *type_out = type;
 616
 617   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 618   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 619   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_SUM_EXPR, var,
 620                                                oprnd0, oprnd1);
 621   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 622
 623   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 624     {
 625       fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_sum_pattern: detected: ");
 626       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 627     }
 628
 629   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 630      when doing outer-loop vectorization.  */
 631   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 632
 633   return pattern_stmt;
 634 }
 635
 636
 637 /* Function vect_pattern_recog_1
 638
 639    Input:
 640    PATTERN_RECOG_FUNC: A pointer to a function that detects a certain
 641         computation pattern.
 642    STMT: A stmt from which the pattern search should start.
 643
 644    If PATTERN_RECOG_FUNC successfully detected the pattern, it creates an
 645    expression that computes the same functionality and can be used to
 646    replace the sequence of stmts that are involved in the pattern.
 647
 648    Output:
 649    This function checks if the expression returned by PATTERN_RECOG_FUNC is
 650    supported in vector form by the target.  We use 'TYPE_IN' to obtain the
 651    relevant vector type. If 'TYPE_IN' is already a vector type, then this
 652    indicates that target support had already been checked by PATTERN_RECOG_FUNC.
 653    If 'TYPE_OUT' is also returned by PATTERN_RECOG_FUNC, we check that it fits
 654    to the available target pattern.
 655
 656    This function also does some bookkeeping, as explained in the documentation
 657    for vect_recog_pattern.  */
 658
 659 static void
 660 vect_pattern_recog_1 (
 661         gimple (* vect_recog_func) (gimple, tree *, tree *),
 662         gimple_stmt_iterator si)
 663 {
 664   gimple stmt = gsi_stmt (si), pattern_stmt;
 665   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
 666   stmt_vec_info pattern_stmt_info;
 667   loop_vec_info loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_info);
 668   tree pattern_vectype;
 669   tree type_in, type_out;
 670   enum tree_code code;
 671
 672   pattern_stmt = (* vect_recog_func) (stmt, &type_in, &type_out);
 673   if (!pattern_stmt)
 674     return;
 675
 676   if (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_in)))
 677     {
 678       /* No need to check target support (already checked by the pattern
 679          recognition function).  */
 680       pattern_vectype = type_in;
 681     }
 682   else
 683     {
 684       enum machine_mode vec_mode;
 685       enum insn_code icode;
 686       optab optab;
 687
 688       /* Check target support  */
 689       pattern_vectype = get_vectype_for_scalar_type (type_in);
 690       if (!pattern_vectype)
 691         return;
 692
 693       if (is_gimple_assign (pattern_stmt))
 694         code = gimple_assign_rhs_code (pattern_stmt);
 695       else
 696         {
 697           gcc_assert (is_gimple_call (pattern_stmt));
 698           code = CALL_EXPR;
 699         }
 700
 701       optab = optab_for_tree_code (code, pattern_vectype, optab_default);
 702       vec_mode = TYPE_MODE (pattern_vectype);
 703       if (!optab
 704           || (icode = optab_handler (optab, vec_mode)->insn_code) ==
 705               CODE_FOR_nothing
 706           || (type_out
 707               && (!get_vectype_for_scalar_type (type_out)
 708                   || (insn_data[icode].operand[0].mode !=
 709                       TYPE_MODE (get_vectype_for_scalar_type (type_out))))))
 710         return;
 711     }
 712
 713   /* Found a vectorizable pattern.  */
 714   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 715     {
 716       fprintf (vect_dump, "pattern recognized: ");
 717       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 718     }
 719
 720   /* Mark the stmts that are involved in the pattern. */
 721   gsi_insert_before (&si, pattern_stmt, GSI_SAME_STMT);
 722   set_vinfo_for_stmt (pattern_stmt,
 723                       new_stmt_vec_info (pattern_stmt, loop_vinfo, NULL));
 724   pattern_stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
 725
 726   STMT_VINFO_RELATED_STMT (pattern_stmt_info) = stmt;
 727   STMT_VINFO_DEF_TYPE (pattern_stmt_info) = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info);
 728   STMT_VINFO_VECTYPE (pattern_stmt_info) = pattern_vectype;
 729   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info) = true;
 730   STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) = pattern_stmt;
 731
 732   return;
 733 }
 734
 735
 736 /* Function vect_pattern_recog
 737
 738    Input:
 739    LOOP_VINFO - a struct_loop_info of a loop in which we want to look for
 740         computation idioms.
 741
 742    Output - for each computation idiom that is detected we insert a new stmt
 743         that provides the same functionality and that can be vectorized. We
 744         also record some information in the struct_stmt_info of the relevant
 745         stmts, as explained below:
 746
 747    At the entry to this function we have the following stmts, with the
 748    following initial value in the STMT_VINFO fields:
 749
 750          stmt                     in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 751          S1: a_i = ....                 -       -               -
 752          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 753          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 754          S4: a_0 = ..use(a_1)..         -       -               -
 755          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 756
 757    Say the sequence {S1,S2,S3,S4} was detected as a pattern that can be
 758    represented by a single stmt. We then:
 759    - create a new stmt S6 that will replace the pattern.
 760    - insert the new stmt S6 before the last stmt in the pattern
 761    - fill in the STMT_VINFO fields as follows:
 762
 763                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 764          S1: a_i = ....                 -       -               -
 765          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 766          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 767        > S6: a_new = ....               -       S4              -
 768          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              -
 769          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 770
 771    (the last stmt in the pattern (S4) and the new pattern stmt (S6) point
 772     to each other through the RELATED_STMT field).
 773
 774    S6 will be marked as relevant in vect_mark_stmts_to_be_vectorized instead
 775    of S4 because it will replace all its uses.  Stmts {S1,S2,S3} will
 776    remain irrelevant unless used by stmts other than S4.
 777
 778    If vectorization succeeds, vect_transform_stmt will skip over {S1,S2,S3}
 779    (because they are marked as irrelevant). It will vectorize S6, and record
 780    a pointer to the new vector stmt VS6 both from S6 (as usual), and also
 781    from S4. We do that so that when we get to vectorizing stmts that use the
 782    def of S4 (like S5 that uses a_0), we'll know where to take the relevant
 783    vector-def from. S4 will be skipped, and S5 will be vectorized as usual:
 784
 785                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 786          S1: a_i = ....                 -       -               -
 787          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 788          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 789        > VS6: va_new = ....             -       -               -
 790          S6: a_new = ....               -       S4              VS6
 791          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              VS6
 792        > VS5: ... = ..vuse(va_new)..    -       -               -
 793          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 794
 795    DCE could then get rid of {S1,S2,S3,S4,S5,S6} (if their defs are not used
 796    elsewhere), and we'll end up with:
 797
 798         VS6: va_new = ....
 799         VS5: ... = ..vuse(va_new)..
 800
 801    If vectorization does not succeed, DCE will clean S6 away (its def is
 802    not used), and we'll end up with the original sequence.
 803 */
 804
 805 void
 806 vect_pattern_recog (loop_vec_info loop_vinfo)
 807 {
 808   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
 809   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
 810   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
 811   gimple_stmt_iterator si;
 812   unsigned int i, j;
 813   gimple (* vect_recog_func_ptr) (gimple, tree *, tree *);
 814
 815   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 816     fprintf (vect_dump, "=== vect_pattern_recog ===");
 817
 818   /* Scan through the loop stmts, applying the pattern recognition
 819      functions starting at each stmt visited:  */
 820   for (i = 0; i < nbbs; i++)
 821     {
 822       basic_block bb = bbs[i];
 823       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
 824         {
 825           /* Scan over all generic vect_recog_xxx_pattern functions.  */
 826           for (j = 0; j < NUM_PATTERNS; j++)
 827             {
 828               vect_recog_func_ptr = vect_vect_recog_func_ptrs[j];
 829               vect_pattern_recog_1 (vect_recog_func_ptr, si);
 830             }
 831         }
 832     }
 833 }