gcc/tree-vect-patterns.c

   1 /* Analysis Utilities for Loop Vectorization.
   2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008 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
  28 #include "target.h"
  29 #include "basic-block.h"
  30 #include "diagnostic.h"
  31 #include "tree-flow.h"
  32 #include "tree-dump.h"
  33 #include "timevar.h"
  34 #include "cfgloop.h"
  35 #include "expr.h"
  36 #include "optabs.h"
  37 #include "params.h"
  38 #include "tree-data-ref.h"
  39 #include "tree-vectorizer.h"
  40 #include "recog.h"
  41 #include "toplev.h"
  42
  43 /* Function prototypes */
  44 static void vect_pattern_recog_1
  45   (gimple (* ) (gimple, tree *, tree *), gimple_stmt_iterator);
  46 static bool widened_name_p (tree, gimple, tree *, gimple *);
  47
  48 /* Pattern recognition functions  */
  49 static gimple vect_recog_widen_sum_pattern (gimple, tree *, tree *);
  50 static gimple vect_recog_widen_mult_pattern (gimple, tree *, tree *);
  51 static gimple vect_recog_dot_prod_pattern (gimple, tree *, tree *);
  52 static gimple vect_recog_pow_pattern (gimple, tree *, tree *);
  53 static vect_recog_func_ptr vect_vect_recog_func_ptrs[NUM_PATTERNS] = {
  54         vect_recog_widen_mult_pattern,
  55         vect_recog_widen_sum_pattern,
  56         vect_recog_dot_prod_pattern,
  57         vect_recog_pow_pattern};
  58
  59
  60 /* Function widened_name_p
  61
  62    Check whether NAME, an ssa-name used in USE_STMT,
  63    is a result of a type-promotion, such that:
  64      DEF_STMT: NAME = NOP (name0)
  65    where the type of name0 (HALF_TYPE) is smaller than the type of NAME.
  66 */
  67
  68 static bool
  69 widened_name_p (tree name, gimple use_stmt, tree *half_type, gimple *def_stmt)
  70 {
  71   tree dummy;
  72   gimple dummy_gimple;
  73   loop_vec_info loop_vinfo;
  74   stmt_vec_info stmt_vinfo;
  75   tree type = TREE_TYPE (name);
  76   tree oprnd0;
  77   enum vect_def_type dt;
  78   tree def;
  79
  80   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (use_stmt);
  81   loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
  82
  83   if (!vect_is_simple_use (name, loop_vinfo, def_stmt, &def, &dt))
  84     return false;
  85
  86   if (dt != vect_loop_def
  87       && dt != vect_invariant_def && dt != vect_constant_def)
  88     return false;
  89
  90   if (! *def_stmt)
  91     return false;
  92
  93   if (!is_gimple_assign (*def_stmt))
  94     return false;
  95
  96   if (gimple_assign_rhs_code (*def_stmt) != NOP_EXPR)
  97     return false;
  98
  99   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (*def_stmt);
 100
 101   *half_type = TREE_TYPE (oprnd0);
 102   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type) || !INTEGRAL_TYPE_P (*half_type)
 103       || (TYPE_UNSIGNED (type) != TYPE_UNSIGNED (*half_type))
 104       || (TYPE_PRECISION (type) < (TYPE_PRECISION (*half_type) * 2)))
 105     return false;
 106
 107   if (!vect_is_simple_use (oprnd0, loop_vinfo, &dummy_gimple, &dummy, &dt))
 108     return false;
 109
 110   return true;
 111 }
 112
 113 /* Helper to return a new temporary for pattern of TYPE for STMT.  If STMT
 114    is NULL, the caller must set SSA_NAME_DEF_STMT for the returned SSA var. */
 115
 116 static tree
 117 vect_recog_temp_ssa_var (tree type, gimple stmt)
 118 {
 119   tree var = create_tmp_var (type, "patt");
 120
 121   add_referenced_var (var);
 122   var = make_ssa_name (var, stmt);
 123   return var;
 124 }
 125
 126 /* Function vect_recog_dot_prod_pattern
 127
 128    Try to find the following pattern:
 129
 130      type x_t, y_t;
 131      TYPE1 prod;
 132      TYPE2 sum = init;
 133    loop:
 134      sum_0 = phi <init, sum_1>
 135      S1  x_t = ...
 136      S2  y_t = ...
 137      S3  x_T = (TYPE1) x_t;
 138      S4  y_T = (TYPE1) y_t;
 139      S5  prod = x_T * y_T;
 140      [S6  prod = (TYPE2) prod;  #optional]
 141      S7  sum_1 = prod + sum_0;
 142
 143    where 'TYPE1' is exactly double the size of type 'type', and 'TYPE2' is the
 144    same size of 'TYPE1' or bigger. This is a special case of a reduction
 145    computation.
 146
 147    Input:
 148
 149    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 150    when this function is called with S7, the pattern {S3,S4,S5,S6,S7} will be
 151    detected.
 152
 153    Output:
 154
 155    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 156
 157    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 158
 159    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 160    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 161         WIDEN_DOT_PRODUCT <x_t, y_t, sum_0>
 162
 163    Note: The dot-prod idiom is a widening reduction pattern that is
 164          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 165          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 166          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 167          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 168          the correct order (as is the case when this computation is in an
 169          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 170
 171 static gimple
 172 vect_recog_dot_prod_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 173 {
 174   gimple stmt;
 175   tree oprnd0, oprnd1;
 176   tree oprnd00, oprnd01;
 177   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 178   tree type, half_type;
 179   gimple pattern_stmt;
 180   tree prod_type;
 181   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 182   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 183   tree var, rhs;
 184
 185   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 186     return NULL;
 187
 188   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 189
 190   /* Look for the following pattern
 191           DX = (TYPE1) X;
 192           DY = (TYPE1) Y;
 193           DPROD = DX * DY;
 194           DDPROD = (TYPE2) DPROD;
 195           sum_1 = DDPROD + sum_0;
 196      In which
 197      - DX is double the size of X
 198      - DY is double the size of Y
 199      - DX, DY, DPROD all have the same type
 200      - sum is the same size of DPROD or bigger
 201      - sum has been recognized as a reduction variable.
 202
 203      This is equivalent to:
 204        DPROD = X w* Y;          #widen mult
 205        sum_1 = DPROD w+ sum_0;  #widen summation
 206      or
 207        DPROD = X w* Y;          #widen mult
 208        sum_1 = DPROD + sum_0;   #summation
 209    */
 210
 211   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 212      of the above pattern.  */
 213
 214   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 215     return NULL;
 216
 217   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_vinfo))
 218     {
 219       /* Has been detected as widening-summation?  */
 220
 221       stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_vinfo);
 222       type = gimple_expr_type (stmt);
 223       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != WIDEN_SUM_EXPR)
 224         return NULL;
 225       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 226       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 227       half_type = TREE_TYPE (oprnd0);
 228     }
 229   else
 230     {
 231       gimple def_stmt;
 232
 233       if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 234         return NULL;
 235       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 236       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 237       if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 238           || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 239         return NULL;
 240       stmt = last_stmt;
 241
 242       if (widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type, &def_stmt))
 243         {
 244           stmt = def_stmt;
 245           oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 246         }
 247       else
 248         half_type = type;
 249     }
 250
 251   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 252      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 253      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 254      Left to check that oprnd0 is defined by a (widen_)mult_expr  */
 255
 256   prod_type = half_type;
 257   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (oprnd0);
 258   /* FORNOW.  Can continue analyzing the def-use chain when this stmt in a phi
 259      inside the loop (in case we are analyzing an outer-loop).  */
 260   if (!is_gimple_assign (stmt))
 261     return NULL;
 262   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 263   gcc_assert (stmt_vinfo);
 264   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_loop_def)
 265     return NULL;
 266   if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != MULT_EXPR)
 267     return NULL;
 268   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_vinfo))
 269     {
 270       /* Has been detected as a widening multiplication?  */
 271
 272       stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_vinfo);
 273       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != WIDEN_MULT_EXPR)
 274         return NULL;
 275       stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 276       gcc_assert (stmt_vinfo);
 277       gcc_assert (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_loop_def);
 278       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 279       oprnd01 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 280     }
 281   else
 282     {
 283       tree half_type0, half_type1;
 284       gimple def_stmt;
 285       tree oprnd0, oprnd1;
 286
 287       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 288       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 289       if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0))
 290                                 != TYPE_MAIN_VARIANT (prod_type)
 291           || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1))
 292                                 != TYPE_MAIN_VARIANT (prod_type))
 293         return NULL;
 294       if (!widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type0, &def_stmt))
 295         return NULL;
 296       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 297       if (!widened_name_p (oprnd1, stmt, &half_type1, &def_stmt))
 298         return NULL;
 299       oprnd01 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 300       if (TYPE_MAIN_VARIANT (half_type0) != TYPE_MAIN_VARIANT (half_type1))
 301         return NULL;
 302       if (TYPE_PRECISION (prod_type) != TYPE_PRECISION (half_type0) * 2)
 303         return NULL;
 304     }
 305
 306   half_type = TREE_TYPE (oprnd00);
 307   *type_in = half_type;
 308   *type_out = type;
 309
 310   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 311   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 312   rhs = build3 (DOT_PROD_EXPR, type, oprnd00, oprnd01, oprnd1),
 313   pattern_stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
 314
 315   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 316     {
 317       fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: detected: ");
 318       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 319     }
 320
 321   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 322      when doing outer-loop vectorization.  */
 323   if (nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt))
 324     {
 325       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 326         fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: not allowed.");
 327       return NULL;
 328     }
 329
 330   return pattern_stmt;
 331 }
 332
 333 /* Function vect_recog_widen_mult_pattern
 334
 335    Try to find the following pattern:
 336
 337      type a_t, b_t;
 338      TYPE a_T, b_T, prod_T;
 339
 340      S1  a_t = ;
 341      S2  b_t = ;
 342      S3  a_T = (TYPE) a_t;
 343      S4  b_T = (TYPE) b_t;
 344      S5  prod_T = a_T * b_T;
 345
 346    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type'.
 347
 348    Input:
 349
 350    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 351    when this function is called with S5, the pattern {S3,S4,S5} is be detected.
 352
 353    Output:
 354
 355    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 356
 357    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 358
 359    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 360    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 361         WIDEN_MULT <a_t, b_t>
 362 */
 363
 364 static gimple
 365 vect_recog_widen_mult_pattern (gimple last_stmt,
 366                                tree *type_in,
 367                                tree *type_out)
 368 {
 369   gimple def_stmt0, def_stmt1;
 370   tree oprnd0, oprnd1;
 371   tree type, half_type0, half_type1;
 372   gimple pattern_stmt;
 373   tree vectype;
 374   tree dummy;
 375   tree var;
 376   enum tree_code dummy_code;
 377   int dummy_int;
 378   VEC (tree, heap) *dummy_vec;
 379
 380   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 381     return NULL;
 382
 383   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 384
 385   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 386      of the above pattern.  */
 387
 388   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != MULT_EXPR)
 389     return NULL;
 390
 391   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 392   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 393   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 394       || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 395     return NULL;
 396
 397   /* Check argument 0 */
 398   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type0, &def_stmt0))
 399     return NULL;
 400   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt0);
 401
 402   /* Check argument 1 */
 403   if (!widened_name_p (oprnd1, last_stmt, &half_type1, &def_stmt1))
 404     return NULL;
 405   oprnd1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt1);
 406
 407   if (TYPE_MAIN_VARIANT (half_type0) != TYPE_MAIN_VARIANT (half_type1))
 408     return NULL;
 409
 410   /* Pattern detected.  */
 411   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 412     fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_mult_pattern: detected: ");
 413
 414   /* Check target support  */
 415   vectype = get_vectype_for_scalar_type (half_type0);
 416   if (!vectype
 417       || !supportable_widening_operation (WIDEN_MULT_EXPR, last_stmt, vectype,
 418                                           &dummy, &dummy, &dummy_code,
 419                                           &dummy_code, &dummy_int, &dummy_vec))
 420     return NULL;
 421
 422   *type_in = vectype;
 423   *type_out = NULL_TREE;
 424
 425   /* Pattern supported. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 426   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 427   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_MULT_EXPR, var, oprnd0,
 428                                                oprnd1);
 429   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 430
 431   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 432     print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 433
 434   return pattern_stmt;
 435 }
 436
 437
 438 /* Function vect_recog_pow_pattern
 439
 440    Try to find the following pattern:
 441
 442      x = POW (y, N);
 443
 444    with POW being one of pow, powf, powi, powif and N being
 445    either 2 or 0.5.
 446
 447    Input:
 448
 449    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins.
 450
 451    Output:
 452
 453    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 454
 455    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 456
 457    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 458    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 459         x = x * x
 460    or
 461         x = sqrt (x)
 462 */
 463
 464 static gimple
 465 vect_recog_pow_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 466 {
 467   tree type;
 468   tree fn, base, exp = NULL;
 469   gimple stmt;
 470   tree var;
 471
 472   if (!is_gimple_call (last_stmt) || gimple_call_lhs (last_stmt) == NULL)
 473     return NULL;
 474
 475   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 476
 477   fn = gimple_call_fndecl (last_stmt);
 478   switch (DECL_FUNCTION_CODE (fn))
 479     {
 480     case BUILT_IN_POWIF:
 481     case BUILT_IN_POWI:
 482     case BUILT_IN_POWF:
 483     case BUILT_IN_POW:
 484       base = gimple_call_arg (last_stmt, 0);
 485       exp = gimple_call_arg (last_stmt, 1);
 486       if (TREE_CODE (exp) != REAL_CST
 487           && TREE_CODE (exp) != INTEGER_CST)
 488         return NULL;
 489       break;
 490
 491     default:
 492       return NULL;
 493     }
 494
 495   /* We now have a pow or powi builtin function call with a constant
 496      exponent.  */
 497
 498   *type_out = NULL_TREE;
 499
 500   /* Catch squaring.  */
 501   if ((host_integerp (exp, 0)
 502        && tree_low_cst (exp, 0) == 2)
 503       || (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 504           && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconst2)))
 505     {
 506       *type_in = TREE_TYPE (base);
 507
 508       var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), NULL);
 509       stmt = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, var, base, base);
 510       SSA_NAME_DEF_STMT (var) = stmt;
 511       return stmt;
 512     }
 513
 514   /* Catch square root.  */
 515   if (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 516       && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconsthalf))
 517     {
 518       tree newfn = mathfn_built_in (TREE_TYPE (base), BUILT_IN_SQRT);
 519       *type_in = get_vectype_for_scalar_type (TREE_TYPE (base));
 520       if (*type_in)
 521         {
 522           gimple stmt = gimple_build_call (newfn, 1, base);
 523           if (vectorizable_function (stmt, *type_in, *type_in)
 524               != NULL_TREE)
 525             {
 526               var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), stmt);
 527               gimple_call_set_lhs (stmt, var);
 528               return stmt;
 529             }
 530         }
 531     }
 532
 533   return NULL;
 534 }
 535
 536
 537 /* Function vect_recog_widen_sum_pattern
 538
 539    Try to find the following pattern:
 540
 541      type x_t;
 542      TYPE x_T, sum = init;
 543    loop:
 544      sum_0 = phi <init, sum_1>
 545      S1  x_t = *p;
 546      S2  x_T = (TYPE) x_t;
 547      S3  sum_1 = x_T + sum_0;
 548
 549    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type', i.e - we're
 550    summing elements of type 'type' into an accumulator of type 'TYPE'. This is
 551    a special case of a reduction computation.
 552
 553    Input:
 554
 555    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 556    when this function is called with S3, the pattern {S2,S3} will be detected.
 557
 558    Output:
 559
 560    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 561
 562    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 563
 564    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 565    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 566         WIDEN_SUM <x_t, sum_0>
 567
 568    Note: The widening-sum idiom is a widening reduction pattern that is
 569          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 570          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 571          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 572          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 573          the correct order (as is the case when this computation is in an
 574          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 575
 576 static gimple
 577 vect_recog_widen_sum_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 578 {
 579   gimple stmt;
 580   tree oprnd0, oprnd1;
 581   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 582   tree type, half_type;
 583   gimple pattern_stmt;
 584   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 585   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 586   tree var;
 587
 588   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 589     return NULL;
 590
 591   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 592
 593   /* Look for the following pattern
 594           DX = (TYPE) X;
 595           sum_1 = DX + sum_0;
 596      In which DX is at least double the size of X, and sum_1 has been
 597      recognized as a reduction variable.
 598    */
 599
 600   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 601      of the above pattern.  */
 602
 603   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 604     return NULL;
 605
 606   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 607     return NULL;
 608
 609   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 610   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 611   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd0)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type)
 612       || TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (oprnd1)) != TYPE_MAIN_VARIANT (type))
 613     return NULL;
 614
 615   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 616      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 617      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 618      Left to check that oprnd0 is defined by a cast from type 'type' to type
 619      'TYPE'.  */
 620
 621   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type, &stmt))
 622     return NULL;
 623
 624   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 625   *type_in = half_type;
 626   *type_out = type;
 627
 628   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 629   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 630   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_SUM_EXPR, var,
 631                                                oprnd0, oprnd1);
 632   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 633
 634   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 635     {
 636       fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_sum_pattern: detected: ");
 637       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 638     }
 639
 640   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 641      when doing outer-loop vectorization.  */
 642   if (nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt))
 643     {
 644       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 645         fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_sum_pattern: not allowed.");
 646       return NULL;
 647     }
 648
 649   return pattern_stmt;
 650 }
 651
 652
 653 /* Function vect_pattern_recog_1
 654
 655    Input:
 656    PATTERN_RECOG_FUNC: A pointer to a function that detects a certain
 657         computation pattern.
 658    STMT: A stmt from which the pattern search should start.
 659
 660    If PATTERN_RECOG_FUNC successfully detected the pattern, it creates an
 661    expression that computes the same functionality and can be used to
 662    replace the sequence of stmts that are involved in the pattern.
 663
 664    Output:
 665    This function checks if the expression returned by PATTERN_RECOG_FUNC is
 666    supported in vector form by the target.  We use 'TYPE_IN' to obtain the
 667    relevant vector type. If 'TYPE_IN' is already a vector type, then this
 668    indicates that target support had already been checked by PATTERN_RECOG_FUNC.
 669    If 'TYPE_OUT' is also returned by PATTERN_RECOG_FUNC, we check that it fits
 670    to the available target pattern.
 671
 672    This function also does some bookkeeping, as explained in the documentation
 673    for vect_recog_pattern.  */
 674
 675 static void
 676 vect_pattern_recog_1 (
 677         gimple (* vect_recog_func) (gimple, tree *, tree *),
 678         gimple_stmt_iterator si)
 679 {
 680   gimple stmt = gsi_stmt (si), pattern_stmt;
 681   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
 682   stmt_vec_info pattern_stmt_info;
 683   loop_vec_info loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_info);
 684   tree pattern_vectype;
 685   tree type_in, type_out;
 686   enum tree_code code;
 687
 688   pattern_stmt = (* vect_recog_func) (stmt, &type_in, &type_out);
 689   if (!pattern_stmt)
 690     return;
 691
 692   if (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_in)))
 693     {
 694       /* No need to check target support (already checked by the pattern
 695          recognition function).  */
 696       pattern_vectype = type_in;
 697     }
 698   else
 699     {
 700       enum tree_code vec_mode;
 701       enum insn_code icode;
 702       optab optab;
 703
 704       /* Check target support  */
 705       pattern_vectype = get_vectype_for_scalar_type (type_in);
 706       if (!pattern_vectype)
 707         return;
 708
 709       if (is_gimple_assign (pattern_stmt))
 710         code = gimple_assign_rhs_code (pattern_stmt);
 711       else
 712         {
 713           gcc_assert (is_gimple_call (pattern_stmt));
 714           code = CALL_EXPR;
 715         }
 716
 717       optab = optab_for_tree_code (code, pattern_vectype, optab_default);
 718       vec_mode = TYPE_MODE (pattern_vectype);
 719       if (!optab
 720           || (icode = optab_handler (optab, vec_mode)->insn_code) ==
 721               CODE_FOR_nothing
 722           || (type_out
 723               && (!get_vectype_for_scalar_type (type_out)
 724                   || (insn_data[icode].operand[0].mode !=
 725                       TYPE_MODE (get_vectype_for_scalar_type (type_out))))))
 726         return;
 727     }
 728
 729   /* Found a vectorizable pattern.  */
 730   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 731     {
 732       fprintf (vect_dump, "pattern recognized: ");
 733       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 734     }
 735
 736   /* Mark the stmts that are involved in the pattern. */
 737   gsi_insert_before (&si, pattern_stmt, GSI_SAME_STMT);
 738   set_vinfo_for_stmt (pattern_stmt,
 739                       new_stmt_vec_info (pattern_stmt, loop_vinfo));
 740   pattern_stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
 741
 742   STMT_VINFO_RELATED_STMT (pattern_stmt_info) = stmt;
 743   STMT_VINFO_DEF_TYPE (pattern_stmt_info) = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info);
 744   STMT_VINFO_VECTYPE (pattern_stmt_info) = pattern_vectype;
 745   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info) = true;
 746   STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) = pattern_stmt;
 747
 748   return;
 749 }
 750
 751
 752 /* Function vect_pattern_recog
 753
 754    Input:
 755    LOOP_VINFO - a struct_loop_info of a loop in which we want to look for
 756         computation idioms.
 757
 758    Output - for each computation idiom that is detected we insert a new stmt
 759         that provides the same functionality and that can be vectorized. We
 760         also record some information in the struct_stmt_info of the relevant
 761         stmts, as explained below:
 762
 763    At the entry to this function we have the following stmts, with the
 764    following initial value in the STMT_VINFO fields:
 765
 766          stmt                     in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 767          S1: a_i = ....                 -       -               -
 768          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 769          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 770          S4: a_0 = ..use(a_1)..         -       -               -
 771          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 772
 773    Say the sequence {S1,S2,S3,S4} was detected as a pattern that can be
 774    represented by a single stmt. We then:
 775    - create a new stmt S6 that will replace the pattern.
 776    - insert the new stmt S6 before the last stmt in the pattern
 777    - fill in the STMT_VINFO fields as follows:
 778
 779                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 780          S1: a_i = ....                 -       -               -
 781          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 782          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 783        > S6: a_new = ....               -       S4              -
 784          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              -
 785          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 786
 787    (the last stmt in the pattern (S4) and the new pattern stmt (S6) point
 788     to each other through the RELATED_STMT field).
 789
 790    S6 will be marked as relevant in vect_mark_stmts_to_be_vectorized instead
 791    of S4 because it will replace all its uses.  Stmts {S1,S2,S3} will
 792    remain irrelevant unless used by stmts other than S4.
 793
 794    If vectorization succeeds, vect_transform_stmt will skip over {S1,S2,S3}
 795    (because they are marked as irrelevant). It will vectorize S6, and record
 796    a pointer to the new vector stmt VS6 both from S6 (as usual), and also
 797    from S4. We do that so that when we get to vectorizing stmts that use the
 798    def of S4 (like S5 that uses a_0), we'll know where to take the relevant
 799    vector-def from. S4 will be skipped, and S5 will be vectorized as usual:
 800
 801                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 802          S1: a_i = ....                 -       -               -
 803          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 804          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 805        > VS6: va_new = ....             -       -               -
 806          S6: a_new = ....               -       S4              VS6
 807          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              VS6
 808        > VS5: ... = ..vuse(va_new)..    -       -               -
 809          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 810
 811    DCE could then get rid of {S1,S2,S3,S4,S5,S6} (if their defs are not used
 812    elsewhere), and we'll end up with:
 813
 814         VS6: va_new = ....
 815         VS5: ... = ..vuse(va_new)..
 816
 817    If vectorization does not succeed, DCE will clean S6 away (its def is
 818    not used), and we'll end up with the original sequence.
 819 */
 820
 821 void
 822 vect_pattern_recog (loop_vec_info loop_vinfo)
 823 {
 824   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
 825   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
 826   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
 827   gimple_stmt_iterator si;
 828   gimple stmt;
 829   unsigned int i, j;
 830   gimple (* vect_recog_func_ptr) (gimple, tree *, tree *);
 831
 832   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 833     fprintf (vect_dump, "=== vect_pattern_recog ===");
 834
 835   /* Scan through the loop stmts, applying the pattern recognition
 836      functions starting at each stmt visited:  */
 837   for (i = 0; i < nbbs; i++)
 838     {
 839       basic_block bb = bbs[i];
 840       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
 841         {
 842           stmt = gsi_stmt (si);
 843
 844           /* Scan over all generic vect_recog_xxx_pattern functions.  */
 845           for (j = 0; j < NUM_PATTERNS; j++)
 846             {
 847               vect_recog_func_ptr = vect_vect_recog_func_ptrs[j];
 848               vect_pattern_recog_1 (vect_recog_func_ptr, si);
 849             }
 850         }
 851     }
 852 }