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 "gimple-pretty-print.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 "diagnostic-core.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
 258   /* It could not be the dot_prod pattern if the stmt is outside the loop.  */
 259   if (!gimple_bb (stmt) || !flow_bb_inside_loop_p (loop, gimple_bb (stmt)))
 260     return NULL;
 261
 262   /* FORNOW.  Can continue analyzing the def-use chain when this stmt in a phi
 263      inside the loop (in case we are analyzing an outer-loop).  */
 264   if (!is_gimple_assign (stmt))
 265     return NULL;
 266   stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 267   gcc_assert (stmt_vinfo);
 268   if (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) != vect_internal_def)
 269     return NULL;
 270   if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != MULT_EXPR)
 271     return NULL;
 272   if (STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_vinfo))
 273     {
 274       /* Has been detected as a widening multiplication?  */
 275
 276       stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_vinfo);
 277       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) != WIDEN_MULT_EXPR)
 278         return NULL;
 279       stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (stmt);
 280       gcc_assert (stmt_vinfo);
 281       gcc_assert (STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo) == vect_internal_def);
 282       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 283       oprnd01 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 284     }
 285   else
 286     {
 287       tree half_type0, half_type1;
 288       gimple def_stmt;
 289       tree oprnd0, oprnd1;
 290
 291       oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 292       oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 293       if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), prod_type)
 294           || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), prod_type))
 295         return NULL;
 296       if (!widened_name_p (oprnd0, stmt, &half_type0, &def_stmt))
 297         return NULL;
 298       oprnd00 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 299       if (!widened_name_p (oprnd1, stmt, &half_type1, &def_stmt))
 300         return NULL;
 301       oprnd01 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
 302       if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 303         return NULL;
 304       if (TYPE_PRECISION (prod_type) != TYPE_PRECISION (half_type0) * 2)
 305         return NULL;
 306     }
 307
 308   half_type = TREE_TYPE (oprnd00);
 309   *type_in = half_type;
 310   *type_out = type;
 311
 312   /* Pattern detected. Create a stmt to be used to replace the pattern: */
 313   var = vect_recog_temp_ssa_var (type, NULL);
 314   rhs = build3 (DOT_PROD_EXPR, type, oprnd00, oprnd01, oprnd1),
 315   pattern_stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
 316
 317   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 318     {
 319       fprintf (vect_dump, "vect_recog_dot_prod_pattern: detected: ");
 320       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 321     }
 322
 323   /* We don't allow changing the order of the computation in the inner-loop
 324      when doing outer-loop vectorization.  */
 325   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 326
 327   return pattern_stmt;
 328 }
 329
 330 /* Function vect_recog_widen_mult_pattern
 331
 332    Try to find the following pattern:
 333
 334      type a_t, b_t;
 335      TYPE a_T, b_T, prod_T;
 336
 337      S1  a_t = ;
 338      S2  b_t = ;
 339      S3  a_T = (TYPE) a_t;
 340      S4  b_T = (TYPE) b_t;
 341      S5  prod_T = a_T * b_T;
 342
 343    where type 'TYPE' is at least double the size of type 'type'.
 344
 345    Input:
 346
 347    * LAST_STMT: A stmt from which the pattern search begins. In the example,
 348    when this function is called with S5, the pattern {S3,S4,S5} is be detected.
 349
 350    Output:
 351
 352    * TYPE_IN: The type of the input arguments to the pattern.
 353
 354    * TYPE_OUT: The type of the output  of this pattern.
 355
 356    * Return value: A new stmt that will be used to replace the sequence of
 357    stmts that constitute the pattern. In this case it will be:
 358         WIDEN_MULT <a_t, b_t>
 359 */
 360
 361 static gimple
 362 vect_recog_widen_mult_pattern (gimple last_stmt,
 363                                tree *type_in,
 364                                tree *type_out)
 365 {
 366   gimple def_stmt0, def_stmt1;
 367   tree oprnd0, oprnd1;
 368   tree type, half_type0, half_type1;
 369   gimple pattern_stmt;
 370   tree vectype, vectype_out;
 371   tree dummy;
 372   tree var;
 373   enum tree_code dummy_code;
 374   int dummy_int;
 375   VEC (tree, heap) *dummy_vec;
 376
 377   if (!is_gimple_assign (last_stmt))
 378     return NULL;
 379
 380   type = gimple_expr_type (last_stmt);
 381
 382   /* Starting from LAST_STMT, follow the defs of its uses in search
 383      of the above pattern.  */
 384
 385   if (gimple_assign_rhs_code (last_stmt) != MULT_EXPR)
 386     return NULL;
 387
 388   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (last_stmt);
 389   oprnd1 = gimple_assign_rhs2 (last_stmt);
 390   if (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 391       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), type))
 392     return NULL;
 393
 394   /* Check argument 0 */
 395   if (!widened_name_p (oprnd0, last_stmt, &half_type0, &def_stmt0))
 396     return NULL;
 397   oprnd0 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt0);
 398
 399   /* Check argument 1 */
 400   if (!widened_name_p (oprnd1, last_stmt, &half_type1, &def_stmt1))
 401     return NULL;
 402   oprnd1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt1);
 403
 404   if (!types_compatible_p (half_type0, half_type1))
 405     return NULL;
 406
 407   /* Pattern detected.  */
 408   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 409     fprintf (vect_dump, "vect_recog_widen_mult_pattern: detected: ");
 410
 411   /* Check target support  */
 412   vectype = get_vectype_for_scalar_type (half_type0);
 413   vectype_out = get_vectype_for_scalar_type (type);
 414   if (!vectype
 415       || !vectype_out
 416       || !supportable_widening_operation (WIDEN_MULT_EXPR, last_stmt,
 417                                           vectype_out, vectype,
 418                                           &dummy, &dummy, &dummy_code,
 419                                           &dummy_code, &dummy_int, &dummy_vec))
 420     return NULL;
 421
 422   *type_in = vectype;
 423   *type_out = vectype_out;
 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 fn, base, exp = NULL;
 468   gimple stmt;
 469   tree var;
 470
 471   if (!is_gimple_call (last_stmt) || gimple_call_lhs (last_stmt) == NULL)
 472     return NULL;
 473
 474   fn = gimple_call_fndecl (last_stmt);
 475   if (fn == NULL_TREE || DECL_BUILT_IN_CLASS (fn) != BUILT_IN_NORMAL)
 476    return NULL;
 477
 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 (!types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd0), type)
 612       || !types_compatible_p (TREE_TYPE (oprnd1), 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   gcc_assert (!nested_in_vect_loop_p (loop, last_stmt));
 643
 644   return pattern_stmt;
 645 }
 646
 647
 648 /* Function vect_pattern_recog_1
 649
 650    Input:
 651    PATTERN_RECOG_FUNC: A pointer to a function that detects a certain
 652         computation pattern.
 653    STMT: A stmt from which the pattern search should start.
 654
 655    If PATTERN_RECOG_FUNC successfully detected the pattern, it creates an
 656    expression that computes the same functionality and can be used to
 657    replace the sequence of stmts that are involved in the pattern.
 658
 659    Output:
 660    This function checks if the expression returned by PATTERN_RECOG_FUNC is
 661    supported in vector form by the target.  We use 'TYPE_IN' to obtain the
 662    relevant vector type. If 'TYPE_IN' is already a vector type, then this
 663    indicates that target support had already been checked by PATTERN_RECOG_FUNC.
 664    If 'TYPE_OUT' is also returned by PATTERN_RECOG_FUNC, we check that it fits
 665    to the available target pattern.
 666
 667    This function also does some bookkeeping, as explained in the documentation
 668    for vect_recog_pattern.  */
 669
 670 static void
 671 vect_pattern_recog_1 (
 672         gimple (* vect_recog_func) (gimple, tree *, tree *),
 673         gimple_stmt_iterator si)
 674 {
 675   gimple stmt = gsi_stmt (si), pattern_stmt;
 676   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
 677   stmt_vec_info pattern_stmt_info;
 678   loop_vec_info loop_vinfo = STMT_VINFO_LOOP_VINFO (stmt_info);
 679   tree pattern_vectype;
 680   tree type_in, type_out;
 681   enum tree_code code;
 682   int i;
 683   gimple next;
 684
 685   pattern_stmt = (* vect_recog_func) (stmt, &type_in, &type_out);
 686   if (!pattern_stmt)
 687     return;
 688
 689   if (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_in)))
 690     {
 691       /* No need to check target support (already checked by the pattern
 692          recognition function).  */
 693       if (type_out)
 694         gcc_assert (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type_out)));
 695       pattern_vectype = type_out ? type_out : type_in;
 696     }
 697   else
 698     {
 699       enum machine_mode vec_mode;
 700       enum insn_code icode;
 701       optab optab;
 702
 703       /* Check target support  */
 704       type_in = get_vectype_for_scalar_type (type_in);
 705       if (!type_in)
 706         return;
 707       if (type_out)
 708         type_out = get_vectype_for_scalar_type (type_out);
 709       else
 710         type_out = type_in;
 711       if (!type_out)
 712         return;
 713       pattern_vectype = type_out;
 714
 715       if (is_gimple_assign (pattern_stmt))
 716         code = gimple_assign_rhs_code (pattern_stmt);
 717       else
 718         {
 719           gcc_assert (is_gimple_call (pattern_stmt));
 720           code = CALL_EXPR;
 721         }
 722
 723       optab = optab_for_tree_code (code, type_in, optab_default);
 724       vec_mode = TYPE_MODE (type_in);
 725       if (!optab
 726           || (icode = optab_handler (optab, vec_mode)) == CODE_FOR_nothing
 727           || (insn_data[icode].operand[0].mode != TYPE_MODE (type_out)))
 728         return;
 729     }
 730
 731   /* Found a vectorizable pattern.  */
 732   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 733     {
 734       fprintf (vect_dump, "pattern recognized: ");
 735       print_gimple_stmt (vect_dump, pattern_stmt, 0, TDF_SLIM);
 736     }
 737
 738   /* Mark the stmts that are involved in the pattern. */
 739   gsi_insert_before (&si, pattern_stmt, GSI_SAME_STMT);
 740   set_vinfo_for_stmt (pattern_stmt,
 741                       new_stmt_vec_info (pattern_stmt, loop_vinfo, NULL));
 742   pattern_stmt_info = vinfo_for_stmt (pattern_stmt);
 743
 744   STMT_VINFO_RELATED_STMT (pattern_stmt_info) = stmt;
 745   STMT_VINFO_DEF_TYPE (pattern_stmt_info) = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_info);
 746   STMT_VINFO_VECTYPE (pattern_stmt_info) = pattern_vectype;
 747   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (stmt_info) = true;
 748   STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info) = pattern_stmt;
 749
 750   /* Patterns cannot be vectorized using SLP, because they change the order of
 751      computation.  */
 752   FOR_EACH_VEC_ELT (gimple, LOOP_VINFO_REDUCTIONS (loop_vinfo), i, next)
 753     if (next == stmt)
 754       VEC_ordered_remove (gimple, LOOP_VINFO_REDUCTIONS (loop_vinfo), i);
 755 }
 756
 757
 758 /* Function vect_pattern_recog
 759
 760    Input:
 761    LOOP_VINFO - a struct_loop_info of a loop in which we want to look for
 762         computation idioms.
 763
 764    Output - for each computation idiom that is detected we insert a new stmt
 765         that provides the same functionality and that can be vectorized. We
 766         also record some information in the struct_stmt_info of the relevant
 767         stmts, as explained below:
 768
 769    At the entry to this function we have the following stmts, with the
 770    following initial value in the STMT_VINFO fields:
 771
 772          stmt                     in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 773          S1: a_i = ....                 -       -               -
 774          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 775          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 776          S4: a_0 = ..use(a_1)..         -       -               -
 777          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 778
 779    Say the sequence {S1,S2,S3,S4} was detected as a pattern that can be
 780    represented by a single stmt. We then:
 781    - create a new stmt S6 that will replace the pattern.
 782    - insert the new stmt S6 before the last stmt in the pattern
 783    - fill in the STMT_VINFO fields as follows:
 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        > S6: a_new = ....               -       S4              -
 790          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              -
 791          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 792
 793    (the last stmt in the pattern (S4) and the new pattern stmt (S6) point
 794     to each other through the RELATED_STMT field).
 795
 796    S6 will be marked as relevant in vect_mark_stmts_to_be_vectorized instead
 797    of S4 because it will replace all its uses.  Stmts {S1,S2,S3} will
 798    remain irrelevant unless used by stmts other than S4.
 799
 800    If vectorization succeeds, vect_transform_stmt will skip over {S1,S2,S3}
 801    (because they are marked as irrelevant). It will vectorize S6, and record
 802    a pointer to the new vector stmt VS6 both from S6 (as usual), and also
 803    from S4. We do that so that when we get to vectorizing stmts that use the
 804    def of S4 (like S5 that uses a_0), we'll know where to take the relevant
 805    vector-def from. S4 will be skipped, and S5 will be vectorized as usual:
 806
 807                                   in_pattern_p  related_stmt    vec_stmt
 808          S1: a_i = ....                 -       -               -
 809          S2: a_2 = ..use(a_i)..         -       -               -
 810          S3: a_1 = ..use(a_2)..         -       -               -
 811        > VS6: va_new = ....             -       -               -
 812          S6: a_new = ....               -       S4              VS6
 813          S4: a_0 = ..use(a_1)..         true    S6              VS6
 814        > VS5: ... = ..vuse(va_new)..    -       -               -
 815          S5: ... = ..use(a_0)..         -       -               -
 816
 817    DCE could then get rid of {S1,S2,S3,S4,S5,S6} (if their defs are not used
 818    elsewhere), and we'll end up with:
 819
 820         VS6: va_new = ....
 821         VS5: ... = ..vuse(va_new)..
 822
 823    If vectorization does not succeed, DCE will clean S6 away (its def is
 824    not used), and we'll end up with the original sequence.
 825 */
 826
 827 void
 828 vect_pattern_recog (loop_vec_info loop_vinfo)
 829 {
 830   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
 831   basic_block *bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
 832   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
 833   gimple_stmt_iterator si;
 834   unsigned int i, j;
 835   gimple (* vect_recog_func_ptr) (gimple, tree *, tree *);
 836
 837   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
 838     fprintf (vect_dump, "=== vect_pattern_recog ===");
 839
 840   /* Scan through the loop stmts, applying the pattern recognition
 841      functions starting at each stmt visited:  */
 842   for (i = 0; i < nbbs; i++)
 843     {
 844       basic_block bb = bbs[i];
 845       for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
 846         {
 847           /* Scan over all generic vect_recog_xxx_pattern functions.  */
 848           for (j = 0; j < NUM_PATTERNS; j++)
 849             {
 850               vect_recog_func_ptr = vect_vect_recog_func_ptrs[j];
 851               vect_pattern_recog_1 (vect_recog_func_ptr, si);
 852             }
 853         }
 854     }
 855 }