gcc/tree-vect-patterns.c

   1 /* Analysis Utilities for Loop Vectorization.
   2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 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 "gimple-pretty-print.h"
  31 #include "tree-flow.h"
  32 #include "tree-dump.h"
  33 #include "cfgloop.h"
  34 #include "expr.h"
  35 #include "optabs.h"
  36 #include "params.h"
  37 #include "tree-data-ref.h"
  38 #include "tree-vectorizer.h"
  39 #include "recog.h"
  40 #include "toplev.h"
  41
  42 /* Function prototypes */
  43 static void vect_pattern_recog_1
  44   (gimple (* ) (gimple, tree *, tree *), gimple_stmt_iterator);
  45 static bool widened_name_p (tree, gimple, tree *, gimple *);
  46
  47 /* Pattern recognition functions  */
  48 static gimple vect_recog_widen_sum_pattern (gimple, tree *, tree *);
  49 static gimple vect_recog_widen_mult_pattern (gimple, tree *, tree *);
  50 static gimple vect_recog_dot_prod_pattern (gimple, tree *, tree *);
  51 static gimple vect_recog_pow_pattern (gimple, tree *, tree *);
  52 static vect_recog_func_ptr vect_vect_recog_func_ptrs[NUM_PATTERNS] = {
  53         vect_recog_widen_mult_pattern,
  54         vect_recog_widen_sum_pattern,
  55         vect_recog_dot_prod_pattern,
  56         vect_recog_pow_pattern};
  57
  58
  59 /* Function widened_name_p
  60
  61    Check whether NAME, an ssa-name used in USE_STMT,
  62    is a result of a type-promotion, such that:
  63      DEF_STMT: NAME = NOP (name0)
  64    where the type of name0 (HALF_TYPE) is smaller than the type of NAME.
  65 */
  66
  67 static bool
  68 widened_name_p (tree name, gimple use_stmt, tree *half_type, gimple *def_stmt)
  69 {
  70   tree dummy;
  71   gimple dummy_gimple;
  72   loop_vec_info loop_vinfo;
  73   stmt_vec_info stmt_vinfo;
  74   tree type = TREE_TYPE (name);
  75   tree oprnd0;
  76   enum vect_def_type dt;
  77   tree def;
  78
  79   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (use_stmt);
  80   loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
  81
  82   if (!vect_is_simple_use (name, loop_vinfo, NULL, def_stmt, &def, &dt))
  83     return false;
  84
  85   if (dt != vect_internal_def
  86       && dt != vect_external_def && dt != vect_constant_def)
  87     return false;
  88
  89   if (! *def_stmt)
  90     return false;
  91
  92   if (!is_gimple_assign (*def_stmt))
  93     return false;
  94
  95   if (gimple_assign_rhs_code (*def_stmt) != NOP_EXPR)
  96     return false;
  97
  98   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (*def_stmt);
  99
 100   *half_type = TREE_TYPE (oprnd0);
 101   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type) || !INTEGRAL_TYPE_P (*half_type)
 102       || (TYPE_UNSIGNED (type) != TYPE_UNSIGNED (*half_type))
 103       || (TYPE_PRECISION (type) < (TYPE_PRECISION (*half_type) * 2)))
 104     return false;
 105
 106   if (!vect_is_simple_use (oprnd0, loop_vinfo, NULL, &dummy_gimple, &dummy,
 107                            &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 (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 238           || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), 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_internal_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_internal_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 (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), prod_type)
 290           || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), prod_type))
 291         return NULL;
 292       if (!widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type0, &def_stmt))
 293         return NULL;
 294       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 295       if (!widened_name_p (oprnd1, stmt, &half_type1, &def_stmt))
 296         return NULL;
 297       oprnd01 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 298       if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 299         return NULL;
 300       if (TYPE_PRECISION (prod_type) != TYPE_PRECISION (half_type0) * 2)
 301         return NULL;
 302     }
 303
 304   half_type = TREE_TYPE (oprnd00);
 305   *type_in = half_type;
 306   *type_out = type;
 307
 308   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 309   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 310   rhs = build3 (DOT_PROD_EXPR, type, oprnd00, oprnd01, oprnd1),
 311   pattern_stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
 312
 313   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 314     {
 315       fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: detected: ");
 316       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 317     }
 318
 319   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 320      when doing outer-loop vectorization.  */
 321   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 322
 323   return pattern_stmt;
 324 }
 325
 326 /* Function vect_recog_widen_mult_pattern
 327
 328    Try to find the following pattern:
 329
 330      type a_t, b_t;
 331      TYPE a_T, b_T, prod_T;
 332
 333      S1  a_t = ;
 334      S2  b_t = ;
 335      S3  a_T = (TYPE) a_t;
 336      S4  b_T = (TYPE) b_t;
 337      S5  prod_T = a_T * b_T;
 338
 339    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type'.
 340
 341    Input:
 342
 343    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 344    when this function is called with S5, the pattern {S3,S4,S5} is be detected.
 345
 346    Output:
 347
 348    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 349
 350    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 351
 352    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 353    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 354         WIDEN_MULT <a_t, b_t>
 355 */
 356
 357 static gimple
 358 vect_recog_widen_mult_pattern (gimple last_stmt,
 359                                tree *type_in,
 360                                tree *type_out)
 361 {
 362   gimple def_stmt0, def_stmt1;
 363   tree oprnd0, oprnd1;
 364   tree type, half_type0, half_type1;
 365   gimple pattern_stmt;
 366   tree vectype, vectype_out;
 367   tree dummy;
 368   tree var;
 369   enum tree_code dummy_code;
 370   int dummy_int;
 371   VEC (tree, heap) *dummy_vec;
 372
 373   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 374     return NULL;
 375
 376   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 377
 378   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 379      of the above pattern.  */
 380
 381   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != MULT_EXPR)
 382     return NULL;
 383
 384   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 385   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 386   if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 387       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), type))
 388     return NULL;
 389
 390   /* Check argument 0 */
 391   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type0, &def_stmt0))
 392     return NULL;
 393   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt0);
 394
 395   /* Check argument 1 */
 396   if (!widened_name_p (oprnd1, last_stmt, &half_type1, &def_stmt1))
 397     return NULL;
 398   oprnd1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt1);
 399
 400   if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 401     return NULL;
 402
 403   /* Pattern detected.  */
 404   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 405     fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_mult_pattern: detected: ");
 406
 407   /* Check target support  */
 408   vectype = get_vectype_for_scalar_type (half_type0);
 409   vectype_out = get_vectype_for_scalar_type (type);
 410   if (!vectype
 411       || !supportable_widening_operation (WIDEN_MULT_EXPR, last_stmt,
 412                                           vectype_out, vectype,
 413                                           &dummy, &dummy, &dummy_code,
 414                                           &dummy_code, &dummy_int, &dummy_vec))
 415     return NULL;
 416
 417   *type_in = vectype;
 418   *type_out = vectype_out;
 419
 420   /* Pattern supported. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 421   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 422   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_MULT_EXPR, var, oprnd0,
 423                                                oprnd1);
 424   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 425
 426   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 427     print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 428
 429   return pattern_stmt;
 430 }
 431
 432
 433 /* Function vect_recog_pow_pattern
 434
 435    Try to find the following pattern:
 436
 437      x = POW (y, N);
 438
 439    with POW being one of pow, powf, powi, powif and N being
 440    either 2 or 0.5.
 441
 442    Input:
 443
 444    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins.
 445
 446    Output:
 447
 448    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 449
 450    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 451
 452    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 453    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 454         x = x * x
 455    or
 456         x = sqrt (x)
 457 */
 458
 459 static gimple
 460 vect_recog_pow_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 461 {
 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   fn = gimple_call_fndecl (last_stmt);
 470   switch (DECL_FUNCTION_CODE (fn))
 471     {
 472     case BUILT_IN_POWIF:
 473     case BUILT_IN_POWI:
 474     case BUILT_IN_POWF:
 475     case BUILT_IN_POW:
 476       base = gimple_call_arg (last_stmt, 0);
 477       exp = gimple_call_arg (last_stmt, 1);
 478       if (TREE_CODE (exp) != REAL_CST
 479           && TREE_CODE (exp) != INTEGER_CST)
 480         return NULL;
 481       break;
 482
 483     default:
 484       return NULL;
 485     }
 486
 487   /* We now have a pow or powi builtin function call with a constant
 488      exponent.  */
 489
 490   *type_out = NULL_TREE;
 491
 492   /* Catch squaring.  */
 493   if ((host_integerp (exp, 0)
 494        && tree_low_cst (exp, 0) == 2)
 495       || (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 496           && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconst2)))
 497     {
 498       *type_in = TREE_TYPE (base);
 499
 500       var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), NULL);
 501       stmt = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, var, base, base);
 502       SSA_NAME_DEF_STMT (var) = stmt;
 503       return stmt;
 504     }
 505
 506   /* Catch square root.  */
 507   if (TREE_CODE (exp) == REAL_CST
 508       && REAL_VALUES_EQUAL (TREE_REAL_CST (exp), dconsthalf))
 509     {
 510       tree newfn = mathfn_built_in (TREE_TYPE (base), BUILT_IN_SQRT);
 511       *type_in = get_vectype_for_scalar_type (TREE_TYPE (base));
 512       if (*type_in)
 513         {
 514           gimple stmt = gimple_build_call (newfn, 1, base);
 515           if (vectorizable_function (stmt, *type_in, *type_in)
 516               != NULL_TREE)
 517             {
 518               var = vect_recog_temp_ssa_var (TREE_TYPE (base), stmt);
 519               gimple_call_set_lhs (stmt, var);
 520               return stmt;
 521             }
 522         }
 523     }
 524
 525   return NULL;
 526 }
 527
 528
 529 /* Function vect_recog_widen_sum_pattern
 530
 531    Try to find the following pattern:
 532
 533      type x_t;
 534      TYPE x_T, sum = init;
 535    loop:
 536      sum_0 = phi <init, sum_1>
 537      S1  x_t = *p;
 538      S2  x_T = (TYPE) x_t;
 539      S3  sum_1 = x_T + sum_0;
 540
 541    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type', i.e - we're
 542    summing elements of type 'type' into an accumulator of type 'TYPE'. This is
 543    a special case of a reduction computation.
 544
 545    Input:
 546
 547    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 548    when this function is called with S3, the pattern {S2,S3} will be detected.
 549
 550    Output:
 551
 552    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 553
 554    * TYPE_OUT: The type of the output of this pattern.
 555
 556    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 557    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 558         WIDEN_SUM <x_t, sum_0>
 559
 560    Note: The widening-sum idiom is a widening reduction pattern that is
 561          vectorized without preserving all the intermediate results. It
 562          produces only N/2 (widened) results (by summing up pairs of
 563          intermediate results) rather than all N results.  Therefore, we
 564          cannot allow this pattern when we want to get all the results and in
 565          the correct order (as is the case when this computation is in an
 566          inner-loop nested in an outer-loop that us being vectorized).  */
 567
 568 static gimple
 569 vect_recog_widen_sum_pattern (gimple last_stmt, tree *type_in, tree *type_out)
 570 {
 571   gimple stmt;
 572   tree oprnd0, oprnd1;
 573   stmt_vec_info stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (last_stmt);
 574   tree type, half_type;
 575   gimple pattern_stmt;
 576   loop_vec_info loop_info = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_vinfo);
 577   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_info);
 578   tree var;
 579
 580   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 581     return NULL;
 582
 583   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 584
 585   /* Look for the following pattern
 586           DX = (TYPE) X;
 587           sum_1 = DX + sum_0;
 588      In which DX is at least double the size of X, and sum_1 has been
 589      recognized as a reduction variable.
 590    */
 591
 592   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 593      of the above pattern.  */
 594
 595   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != PLUS_EXPR)
 596     return NULL;
 597
 598   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_reduction_def)
 599     return NULL;
 600
 601   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 602   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 603   if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 604       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), type))
 605     return NULL;
 606
 607   /* So far so good. Since last_stmt was detected as a (summation) reduction,
 608      we know that oprnd1 is the reduction variable (defined by a loop-header
 609      phi), and oprnd0 is an ssa-name defined by a stmt in the loop body.
 610      Left to check that oprnd0 is defined by a cast from type 'type' to type
 611      'TYPE'.  */
 612
 613   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type, &stmt))
 614     return NULL;
 615
 616   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 617   *type_in = half_type;
 618   *type_out = type;
 619
 620   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 621   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 622   pattern_stmt = gimple_build_assign_with_ops (WIDEN_SUM_EXPR, var,
 623                                                oprnd0, oprnd1);
 624   SSA_NAME_DEF_STMT (var) = pattern_stmt;
 625
 626   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 627     {
 628       fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_sum_pattern: detected: ");
 629       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 630     }
 631
 632   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 633      when doing outer-loop vectorization.  */
 634   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 635
 636   return pattern_stmt;
 637 }
 638
 639
 640 /* Function vect_pattern_recog_1
 641
 642    Input:
 643    PATTERN_RECOG_FUNC: A pointer to a function that detects a certain
 644         computation pattern.
 645    STMT: A stmt from which the pattern search should start.
 646
 647    If PATTERN_RECOG_FUNC successfully detected the pattern, it creates an
 648    expression that computes the same functionality and can be used to
 649    replace the sequence of stmts that are involved in the pattern.
 650
 651    Output:
 652    This function checks if the expression returned by PATTERN_RECOG_FUNC is
 653    supported in vector form by the target.  We use 'TYPE_IN' to obtain the
 654    relevant vector type. If 'TYPE_IN' is already a vector type, then this
 655    indicates that target support had already been checked by PATTERN_RECOG_FUNC.
 656    If 'TYPE_OUT' is also returned by PATTERN_RECOG_FUNC, we check that it fits
 657    to the available target pattern.
 658
 659    This function also does some bookkeeping, as explained in the documentation
 660    for vect_recog_pattern.  */
 661
 662 static void
 663 vect_pattern_recog_1 (
 664         gimple (* vect_recog_func) (gimple, tree *, tree *),
 665         gimple_stmt_iterator si)
 666 {
 667   gimple stmt = gsi_stmt (si), pattern_stmt;
 668   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
 669   stmt_vec_info pattern_stmt_info;
 670   loop_vec_info loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_info);
 671   tree pattern_vectype;
 672   tree type_in, type_out;
 673   enum tree_code code;
 674   int i;
 675   gimple next;
 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       if (type_out)
 686         gcc_assert (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_out)));
 687       pattern_vectype = type_out ? type_out : type_in;
 688     }
 689   else
 690     {
 691       enum machine_mode vec_mode;
 692       enum insn_code icode;
 693       optab optab;
 694
 695       /* Check target support  */
 696       type_in = get_vectype_for_scalar_type (type_in);
 697       if (!type_in)
 698         return;
 699       if (type_out)
 700         type_out = get_vectype_for_scalar_type (type_out);
 701       else
 702         type_out = type_in;
 703       pattern_vectype = type_out;
 704
 705       if (is_gimple_assign (pattern_stmt))
 706         code = gimple_assign_rhs_code (pattern_stmt);
 707       else
 708         {
 709           gcc_assert (is_gimple_call (pattern_stmt));
 710           code = CALL_EXPR;
 711         }
 712
 713       optab = optab_for_tree_code (code, type_in, optab_default);
 714       vec_mode = TYPE_MODE (type_in);
 715       if (!optab
 716           || (icode = optab_handler (optab, vec_mode)->insn_code) ==
 717               CODE_FOR_nothing
 718           || (insn_data[icode].operand[0].mode != TYPE_MODE (type_out)))
 719         return;
 720     }
 721
 722   /* Found a vectorizable pattern.  */
 723   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 724     {
 725       fprintf (vect_dump, "pattern recognized: ");
 726       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 727     }
 728
 729   /* Mark the stmts that are involved in the pattern. */
 730   gsi_insert_before (&si, pattern_stmt, GSI_SAME_STMT);
 731   set_vinfo_for_stmt (pattern_stmt,
 732                       new_stmt_vec_info (pattern_stmt, loop_vinfo, NULL));
 733   pattern_stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
 734
 735   STMT_VINFO_RELATED_STMT (pattern_stmt_info) = stmt;
 736   STMT_VINFO_DEF_TYPE (pattern_stmt_info) = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info);
 737   STMT_VINFO_VECTYPE (pattern_stmt_info) = pattern_vectype;
 738   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info) = true;
 739   STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) = pattern_stmt;
 740
 741   /* Patterns cannot be vectorized using SLP, because they change the order of
 742      computation.  */
 743   for (i = 0; VEC_iterate (gimple, LOOP_VINFO_REDUCTIONS (loop_vinfo), i,
 744                            next);
 745        i++)
 746     if (next == stmt)
 747       VEC_ordered_remove (gimple, LOOP_VINFO_REDUCTIONS (loop_vinfo), i);
 748 }
 749
 750
 751 /* Function vect_pattern_recog
 752
 753    Input:
 754    LOOP_VINFO - a struct_loop_info of a loop in which we want to look for
 755         computation idioms.
 756
 757    Output - for each computation idiom that is detected we insert a new stmt
 758         that provides the same functionality and that can be vectorized. We
 759         also record some information in the struct_stmt_info of the relevant
 760         stmts, as explained below:
 761
 762    At the entry to this function we have the following stmts, with the
 763    following initial value in the STMT_VINFO fields:
 764
 765          stmt                     in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 766          S1: a_i = ....                 -       -               -
 767          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 768          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 769          S4: a_0 = ..use(a_1)..         -       -               -
 770          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 771
 772    Say the sequence {S1,S2,S3,S4} was detected as a pattern that can be
 773    represented by a single stmt. We then:
 774    - create a new stmt S6 that will replace the pattern.
 775    - insert the new stmt S6 before the last stmt in the pattern
 776    - fill in the STMT_VINFO fields as follows:
 777
 778                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 779          S1: a_i = ....                 -       -               -
 780          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 781          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 782        > S6: a_new = ....               -       S4              -
 783          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              -
 784          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 785
 786    (the last stmt in the pattern (S4) and the new pattern stmt (S6) point
 787     to each other through the RELATED_STMT field).
 788
 789    S6 will be marked as relevant in vect_mark_stmts_to_be_vectorized instead
 790    of S4 because it will replace all its uses.  Stmts {S1,S2,S3} will
 791    remain irrelevant unless used by stmts other than S4.
 792
 793    If vectorization succeeds, vect_transform_stmt will skip over {S1,S2,S3}
 794    (because they are marked as irrelevant). It will vectorize S6, and record
 795    a pointer to the new vector stmt VS6 both from S6 (as usual), and also
 796    from S4. We do that so that when we get to vectorizing stmts that use the
 797    def of S4 (like S5 that uses a_0), we'll know where to take the relevant
 798    vector-def from. S4 will be skipped, and S5 will be vectorized as usual:
 799
 800                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 801          S1: a_i = ....                 -       -               -
 802          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 803          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 804        > VS6: va_new = ....             -       -               -
 805          S6: a_new = ....               -       S4              VS6
 806          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              VS6
 807        > VS5: ... = ..vuse(va_new)..    -       -               -
 808          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 809
 810    DCE could then get rid of {S1,S2,S3,S4,S5,S6} (if their defs are not used
 811    elsewhere), and we'll end up with:
 812
 813         VS6: va_new = ....
 814         VS5: ... = ..vuse(va_new)..
 815
 816    If vectorization does not succeed, DCE will clean S6 away (its def is
 817    not used), and we'll end up with the original sequence.
 818 */
 819
 820 void
 821 vect_pattern_recog (loop_vec_info loop_vinfo)
 822 {
 823   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
 824   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
 825   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
 826   gimple_stmt_iterator si;
 827   unsigned int i, j;
 828   gimple (* vect_recog_func_ptr) (gimple, tree *, tree *);
 829
 830   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 831     fprintf (vect_dump, "=== vect_pattern_recog ===");
 832
 833   /* Scan through the loop stmts, applying the pattern recognition
 834      functions starting at each stmt visited:  */
 835   for (i = 0; i < nbbs; i++)
 836     {
 837       basic_block bb = bbs[i];
 838       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
 839         {
 840           /* Scan over all generic vect_recog_xxx_pattern functions.  */
 841           for (j = 0; j < NUM_PATTERNS; j++)
 842             {
 843               vect_recog_func_ptr = vect_vect_recog_func_ptrs[j];
 844               vect_pattern_recog_1 (vect_recog_func_ptr, si);
 845             }
 846         }
 847     }
 848 }