OSDN Git Service

* tree-pas.h (TODO_remove_function): New flag.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-vectorizer.c
1 /* Loop Vectorization
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Dorit Naishlos <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 2, 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 COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 /* Loop Vectorization Pass.
23
24    This pass tries to vectorize loops. This first implementation focuses on
25    simple inner-most loops, with no conditional control flow, and a set of
26    simple operations which vector form can be expressed using existing
27    tree codes (PLUS, MULT etc).
28
29    For example, the vectorizer transforms the following simple loop:
30
31         short a[N]; short b[N]; short c[N]; int i;
32
33         for (i=0; i<N; i++){
34           a[i] = b[i] + c[i];
35         }
36
37    as if it was manually vectorized by rewriting the source code into:
38
39         typedef int __attribute__((mode(V8HI))) v8hi;
40         short a[N];  short b[N]; short c[N];   int i;
41         v8hi *pa = (v8hi*)a, *pb = (v8hi*)b, *pc = (v8hi*)c;
42         v8hi va, vb, vc;
43
44         for (i=0; i<N/8; i++){
45           vb = pb[i];
46           vc = pc[i];
47           va = vb + vc;
48           pa[i] = va;
49         }
50
51         The main entry to this pass is vectorize_loops(), in which
52    the vectorizer applies a set of analyses on a given set of loops,
53    followed by the actual vectorization transformation for the loops that
54    had successfully passed the analysis phase.
55
56         Throughout this pass we make a distinction between two types of
57    data: scalars (which are represented by SSA_NAMES), and memory references
58    ("data-refs"). These two types of data require different handling both 
59    during analysis and transformation. The types of data-refs that the 
60    vectorizer currently supports are ARRAY_REFS which base is an array DECL 
61    (not a pointer), and INDIRECT_REFS through pointers; both array and pointer
62    accesses are required to have a  simple (consecutive) access pattern.
63
64    Analysis phase:
65    ===============
66         The driver for the analysis phase is vect_analyze_loop_nest().
67    It applies a set of analyses, some of which rely on the scalar evolution 
68    analyzer (scev) developed by Sebastian Pop.
69
70         During the analysis phase the vectorizer records some information
71    per stmt in a "stmt_vec_info" struct which is attached to each stmt in the 
72    loop, as well as general information about the loop as a whole, which is
73    recorded in a "loop_vec_info" struct attached to each loop.
74
75    Transformation phase:
76    =====================
77         The loop transformation phase scans all the stmts in the loop, and
78    creates a vector stmt (or a sequence of stmts) for each scalar stmt S in
79    the loop that needs to be vectorized. It insert the vector code sequence
80    just before the scalar stmt S, and records a pointer to the vector code
81    in STMT_VINFO_VEC_STMT (stmt_info) (stmt_info is the stmt_vec_info struct 
82    attached to S). This pointer will be used for the vectorization of following
83    stmts which use the def of stmt S. Stmt S is removed if it writes to memory;
84    otherwise, we rely on dead code elimination for removing it.
85
86         For example, say stmt S1 was vectorized into stmt VS1:
87
88    VS1: vb = px[i];
89    S1:  b = x[i];    STMT_VINFO_VEC_STMT (stmt_info (S1)) = VS1
90    S2:  a = b;
91
92    To vectorize stmt S2, the vectorizer first finds the stmt that defines
93    the operand 'b' (S1), and gets the relevant vector def 'vb' from the
94    vector stmt VS1 pointed to by STMT_VINFO_VEC_STMT (stmt_info (S1)). The
95    resulting sequence would be:
96
97    VS1: vb = px[i];
98    S1:  b = x[i];       STMT_VINFO_VEC_STMT (stmt_info (S1)) = VS1
99    VS2: va = vb;
100    S2:  a = b;          STMT_VINFO_VEC_STMT (stmt_info (S2)) = VS2
101
102         Operands that are not SSA_NAMEs, are data-refs that appear in 
103    load/store operations (like 'x[i]' in S1), and are handled differently.
104
105    Target modeling:
106    =================
107         Currently the only target specific information that is used is the
108    size of the vector (in bytes) - "UNITS_PER_SIMD_WORD". Targets that can 
109    support different sizes of vectors, for now will need to specify one value 
110    for "UNITS_PER_SIMD_WORD". More flexibility will be added in the future.
111
112         Since we only vectorize operations which vector form can be
113    expressed using existing tree codes, to verify that an operation is
114    supported, the vectorizer checks the relevant optab at the relevant
115    machine_mode (e.g, add_optab->handlers[(int) V8HImode].insn_code). If
116    the value found is CODE_FOR_nothing, then there's no target support, and
117    we can't vectorize the stmt.
118
119    For additional information on this project see:
120    http://gcc.gnu.org/projects/tree-ssa/vectorization.html
121 */
122
123 #include "config.h"
124 #include "system.h"
125 #include "coretypes.h"
126 #include "tm.h"
127 #include "ggc.h"
128 #include "tree.h"
129 #include "target.h"
130 #include "rtl.h"
131 #include "basic-block.h"
132 #include "diagnostic.h"
133 #include "tree-flow.h"
134 #include "tree-dump.h"
135 #include "timevar.h"
136 #include "cfgloop.h"
137 #include "cfglayout.h"
138 #include "expr.h"
139 #include "recog.h"
140 #include "optabs.h"
141 #include "params.h"
142 #include "toplev.h"
143 #include "tree-chrec.h"
144 #include "tree-data-ref.h"
145 #include "tree-scalar-evolution.h"
146 #include "input.h"
147 #include "tree-vectorizer.h"
148 #include "tree-pass.h"
149
150 /*************************************************************************
151   Simple Loop Peeling Utilities
152  *************************************************************************/
153 static void slpeel_update_phis_for_duplicate_loop 
154   (struct loop *, struct loop *, bool after);
155 static void slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 
156   (edge, struct loop *, bool, basic_block *, bitmap *); 
157 static void slpeel_update_phi_nodes_for_guard2 
158   (edge, struct loop *, bool, basic_block *);
159 static edge slpeel_add_loop_guard (basic_block, tree, basic_block, basic_block);
160
161 static void rename_use_op (use_operand_p);
162 static void rename_variables_in_bb (basic_block);
163 static void rename_variables_in_loop (struct loop *);
164
165 /*************************************************************************
166   General Vectorization Utilities
167  *************************************************************************/
168 static void vect_set_dump_settings (void);
169
170 /* vect_dump will be set to stderr or dump_file if exist.  */
171 FILE *vect_dump;
172
173 /* vect_verbosity_level set to an invalid value 
174    to mark that it's uninitialized.  */
175 enum verbosity_levels vect_verbosity_level = MAX_VERBOSITY_LEVEL;
176
177 /* Loop location.  */
178 static LOC vect_loop_location;
179
180 /* Bitmap of virtual variables to be renamed.  */
181 bitmap vect_memsyms_to_rename;
182 \f
183 /*************************************************************************
184   Simple Loop Peeling Utilities
185
186   Utilities to support loop peeling for vectorization purposes.
187  *************************************************************************/
188
189
190 /* Renames the use *OP_P.  */
191
192 static void
193 rename_use_op (use_operand_p op_p)
194 {
195   tree new_name;
196
197   if (TREE_CODE (USE_FROM_PTR (op_p)) != SSA_NAME)
198     return;
199
200   new_name = get_current_def (USE_FROM_PTR (op_p));
201
202   /* Something defined outside of the loop.  */
203   if (!new_name)
204     return;
205
206   /* An ordinary ssa name defined in the loop.  */
207
208   SET_USE (op_p, new_name);
209 }
210
211
212 /* Renames the variables in basic block BB.  */
213
214 static void
215 rename_variables_in_bb (basic_block bb)
216 {
217   tree phi;
218   block_stmt_iterator bsi;
219   tree stmt;
220   use_operand_p use_p;
221   ssa_op_iter iter;
222   edge e;
223   edge_iterator ei;
224   struct loop *loop = bb->loop_father;
225
226   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
227     {
228       stmt = bsi_stmt (bsi);
229       FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use_p, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES)
230         rename_use_op (use_p);
231     }
232
233   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
234     {
235       if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
236         continue;
237       for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
238         rename_use_op (PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, e));
239     }
240 }
241
242
243 /* Renames variables in new generated LOOP.  */
244
245 static void
246 rename_variables_in_loop (struct loop *loop)
247 {
248   unsigned i;
249   basic_block *bbs;
250
251   bbs = get_loop_body (loop);
252
253   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
254     rename_variables_in_bb (bbs[i]);
255
256   free (bbs);
257 }
258
259
260 /* Update the PHI nodes of NEW_LOOP.
261
262    NEW_LOOP is a duplicate of ORIG_LOOP.
263    AFTER indicates whether NEW_LOOP executes before or after ORIG_LOOP:
264    AFTER is true if NEW_LOOP executes after ORIG_LOOP, and false if it
265    executes before it.  */
266
267 static void
268 slpeel_update_phis_for_duplicate_loop (struct loop *orig_loop,
269                                        struct loop *new_loop, bool after)
270 {
271   tree new_ssa_name;
272   tree phi_new, phi_orig;
273   tree def;
274   edge orig_loop_latch = loop_latch_edge (orig_loop);
275   edge orig_entry_e = loop_preheader_edge (orig_loop);
276   edge new_loop_exit_e = single_exit (new_loop);
277   edge new_loop_entry_e = loop_preheader_edge (new_loop);
278   edge entry_arg_e = (after ? orig_loop_latch : orig_entry_e);
279
280   /*
281      step 1. For each loop-header-phi:
282              Add the first phi argument for the phi in NEW_LOOP
283             (the one associated with the entry of NEW_LOOP)
284
285      step 2. For each loop-header-phi:
286              Add the second phi argument for the phi in NEW_LOOP
287             (the one associated with the latch of NEW_LOOP)
288
289      step 3. Update the phis in the successor block of NEW_LOOP.
290
291         case 1: NEW_LOOP was placed before ORIG_LOOP:
292                 The successor block of NEW_LOOP is the header of ORIG_LOOP.
293                 Updating the phis in the successor block can therefore be done
294                 along with the scanning of the loop header phis, because the
295                 header blocks of ORIG_LOOP and NEW_LOOP have exactly the same
296                 phi nodes, organized in the same order.
297
298         case 2: NEW_LOOP was placed after ORIG_LOOP:
299                 The successor block of NEW_LOOP is the original exit block of 
300                 ORIG_LOOP - the phis to be updated are the loop-closed-ssa phis.
301                 We postpone updating these phis to a later stage (when
302                 loop guards are added).
303    */
304
305
306   /* Scan the phis in the headers of the old and new loops
307      (they are organized in exactly the same order).  */
308
309   for (phi_new = phi_nodes (new_loop->header),
310        phi_orig = phi_nodes (orig_loop->header);
311        phi_new && phi_orig;
312        phi_new = PHI_CHAIN (phi_new), phi_orig = PHI_CHAIN (phi_orig))
313     {
314       /* step 1.  */
315       def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_orig, entry_arg_e);
316       add_phi_arg (phi_new, def, new_loop_entry_e);
317
318       /* step 2.  */
319       def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_orig, orig_loop_latch);
320       if (TREE_CODE (def) != SSA_NAME)
321         continue;
322
323       new_ssa_name = get_current_def (def);
324       if (!new_ssa_name)
325         {
326           /* This only happens if there are no definitions
327              inside the loop. use the phi_result in this case.  */
328           new_ssa_name = PHI_RESULT (phi_new);
329         }
330
331       /* An ordinary ssa name defined in the loop.  */
332       add_phi_arg (phi_new, new_ssa_name, loop_latch_edge (new_loop));
333
334       /* step 3 (case 1).  */
335       if (!after)
336         {
337           gcc_assert (new_loop_exit_e == orig_entry_e);
338           SET_PHI_ARG_DEF (phi_orig,
339                            new_loop_exit_e->dest_idx,
340                            new_ssa_name);
341         }
342     }
343 }
344
345
346 /* Update PHI nodes for a guard of the LOOP.
347
348    Input:
349    - LOOP, GUARD_EDGE: LOOP is a loop for which we added guard code that
350         controls whether LOOP is to be executed.  GUARD_EDGE is the edge that
351         originates from the guard-bb, skips LOOP and reaches the (unique) exit
352         bb of LOOP.  This loop-exit-bb is an empty bb with one successor.
353         We denote this bb NEW_MERGE_BB because before the guard code was added
354         it had a single predecessor (the LOOP header), and now it became a merge
355         point of two paths - the path that ends with the LOOP exit-edge, and
356         the path that ends with GUARD_EDGE.
357    - NEW_EXIT_BB: New basic block that is added by this function between LOOP
358         and NEW_MERGE_BB. It is used to place loop-closed-ssa-form exit-phis.
359
360    ===> The CFG before the guard-code was added:
361         LOOP_header_bb:
362           loop_body
363           if (exit_loop) goto update_bb
364           else           goto LOOP_header_bb
365         update_bb:
366
367    ==> The CFG after the guard-code was added:
368         guard_bb:
369           if (LOOP_guard_condition) goto new_merge_bb
370           else                      goto LOOP_header_bb
371         LOOP_header_bb:
372           loop_body
373           if (exit_loop_condition) goto new_merge_bb
374           else                     goto LOOP_header_bb
375         new_merge_bb:
376           goto update_bb
377         update_bb:
378
379    ==> The CFG after this function:
380         guard_bb:
381           if (LOOP_guard_condition) goto new_merge_bb
382           else                      goto LOOP_header_bb
383         LOOP_header_bb:
384           loop_body
385           if (exit_loop_condition) goto new_exit_bb
386           else                     goto LOOP_header_bb
387         new_exit_bb:
388         new_merge_bb:
389           goto update_bb
390         update_bb:
391
392    This function:
393    1. creates and updates the relevant phi nodes to account for the new
394       incoming edge (GUARD_EDGE) into NEW_MERGE_BB. This involves:
395       1.1. Create phi nodes at NEW_MERGE_BB.
396       1.2. Update the phi nodes at the successor of NEW_MERGE_BB (denoted
397            UPDATE_BB).  UPDATE_BB was the exit-bb of LOOP before NEW_MERGE_BB
398    2. preserves loop-closed-ssa-form by creating the required phi nodes
399       at the exit of LOOP (i.e, in NEW_EXIT_BB).
400
401    There are two flavors to this function:
402
403    slpeel_update_phi_nodes_for_guard1:
404      Here the guard controls whether we enter or skip LOOP, where LOOP is a
405      prolog_loop (loop1 below), and the new phis created in NEW_MERGE_BB are
406      for variables that have phis in the loop header.
407
408    slpeel_update_phi_nodes_for_guard2:
409      Here the guard controls whether we enter or skip LOOP, where LOOP is an
410      epilog_loop (loop2 below), and the new phis created in NEW_MERGE_BB are
411      for variables that have phis in the loop exit.
412
413    I.E., the overall structure is:
414
415         loop1_preheader_bb:
416                 guard1 (goto loop1/merg1_bb)
417         loop1
418         loop1_exit_bb:
419                 guard2 (goto merge1_bb/merge2_bb)
420         merge1_bb
421         loop2
422         loop2_exit_bb
423         merge2_bb
424         next_bb
425
426    slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 takes care of creating phis in
427    loop1_exit_bb and merge1_bb. These are entry phis (phis for the vars
428    that have phis in loop1->header).
429
430    slpeel_update_phi_nodes_for_guard2 takes care of creating phis in
431    loop2_exit_bb and merge2_bb. These are exit phis (phis for the vars
432    that have phis in next_bb). It also adds some of these phis to
433    loop1_exit_bb.
434
435    slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 is always called before
436    slpeel_update_phi_nodes_for_guard2. They are both needed in order
437    to create correct data-flow and loop-closed-ssa-form.
438
439    Generally slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 creates phis for variables
440    that change between iterations of a loop (and therefore have a phi-node
441    at the loop entry), whereas slpeel_update_phi_nodes_for_guard2 creates
442    phis for variables that are used out of the loop (and therefore have 
443    loop-closed exit phis). Some variables may be both updated between 
444    iterations and used after the loop. This is why in loop1_exit_bb we
445    may need both entry_phis (created by slpeel_update_phi_nodes_for_guard1)
446    and exit phis (created by slpeel_update_phi_nodes_for_guard2).
447
448    - IS_NEW_LOOP: if IS_NEW_LOOP is true, then LOOP is a newly created copy of
449      an original loop. i.e., we have:
450
451            orig_loop
452            guard_bb (goto LOOP/new_merge)
453            new_loop <-- LOOP
454            new_exit
455            new_merge
456            next_bb
457
458      If IS_NEW_LOOP is false, then LOOP is an original loop, in which case we
459      have:
460
461            new_loop
462            guard_bb (goto LOOP/new_merge)
463            orig_loop <-- LOOP
464            new_exit
465            new_merge
466            next_bb
467
468      The SSA names defined in the original loop have a current
469      reaching definition that that records the corresponding new
470      ssa-name used in the new duplicated loop copy.
471   */
472
473 /* Function slpeel_update_phi_nodes_for_guard1
474    
475    Input:
476    - GUARD_EDGE, LOOP, IS_NEW_LOOP, NEW_EXIT_BB - as explained above.
477    - DEFS - a bitmap of ssa names to mark new names for which we recorded
478             information. 
479    
480    In the context of the overall structure, we have:
481
482         loop1_preheader_bb: 
483                 guard1 (goto loop1/merg1_bb)
484 LOOP->  loop1
485         loop1_exit_bb:
486                 guard2 (goto merge1_bb/merge2_bb)
487         merge1_bb
488         loop2
489         loop2_exit_bb
490         merge2_bb
491         next_bb
492
493    For each name updated between loop iterations (i.e - for each name that has
494    an entry (loop-header) phi in LOOP) we create a new phi in:
495    1. merge1_bb (to account for the edge from guard1)
496    2. loop1_exit_bb (an exit-phi to keep LOOP in loop-closed form)
497 */
498
499 static void
500 slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 (edge guard_edge, struct loop *loop,
501                                     bool is_new_loop, basic_block *new_exit_bb,
502                                     bitmap *defs)
503 {
504   tree orig_phi, new_phi;
505   tree update_phi, update_phi2;
506   tree guard_arg, loop_arg;
507   basic_block new_merge_bb = guard_edge->dest;
508   edge e = EDGE_SUCC (new_merge_bb, 0);
509   basic_block update_bb = e->dest;
510   basic_block orig_bb = loop->header;
511   edge new_exit_e;
512   tree current_new_name;
513   tree name;
514
515   /* Create new bb between loop and new_merge_bb.  */
516   *new_exit_bb = split_edge (single_exit (loop));
517
518   new_exit_e = EDGE_SUCC (*new_exit_bb, 0);
519
520   for (orig_phi = phi_nodes (orig_bb), update_phi = phi_nodes (update_bb);
521        orig_phi && update_phi;
522        orig_phi = PHI_CHAIN (orig_phi), update_phi = PHI_CHAIN (update_phi))
523     {
524       /* Virtual phi; Mark it for renaming. We actually want to call
525          mar_sym_for_renaming, but since all ssa renaming datastructures
526          are going to be freed before we get to call ssa_upate, we just
527          record this name for now in a bitmap, and will mark it for
528          renaming later.  */
529       name = PHI_RESULT (orig_phi);
530       if (!is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (name)))
531         bitmap_set_bit (vect_memsyms_to_rename, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (name)));
532
533       /** 1. Handle new-merge-point phis  **/
534
535       /* 1.1. Generate new phi node in NEW_MERGE_BB:  */
536       new_phi = create_phi_node (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (orig_phi)),
537                                  new_merge_bb);
538
539       /* 1.2. NEW_MERGE_BB has two incoming edges: GUARD_EDGE and the exit-edge
540             of LOOP. Set the two phi args in NEW_PHI for these edges:  */
541       loop_arg = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (orig_phi, EDGE_SUCC (loop->latch, 0));
542       guard_arg = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (orig_phi, loop_preheader_edge (loop));
543
544       add_phi_arg (new_phi, loop_arg, new_exit_e);
545       add_phi_arg (new_phi, guard_arg, guard_edge);
546
547       /* 1.3. Update phi in successor block.  */
548       gcc_assert (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi, e) == loop_arg
549                   || PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi, e) == guard_arg);
550       SET_PHI_ARG_DEF (update_phi, e->dest_idx, PHI_RESULT (new_phi));
551       update_phi2 = new_phi;
552
553
554       /** 2. Handle loop-closed-ssa-form phis  **/
555
556       if (!is_gimple_reg (PHI_RESULT (orig_phi)))
557         continue;
558
559       /* 2.1. Generate new phi node in NEW_EXIT_BB:  */
560       new_phi = create_phi_node (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (orig_phi)),
561                                  *new_exit_bb);
562
563       /* 2.2. NEW_EXIT_BB has one incoming edge: the exit-edge of the loop.  */
564       add_phi_arg (new_phi, loop_arg, single_exit (loop));
565
566       /* 2.3. Update phi in successor of NEW_EXIT_BB:  */
567       gcc_assert (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi2, new_exit_e) == loop_arg);
568       SET_PHI_ARG_DEF (update_phi2, new_exit_e->dest_idx, PHI_RESULT (new_phi));
569
570       /* 2.4. Record the newly created name with set_current_def.
571          We want to find a name such that
572                 name = get_current_def (orig_loop_name)
573          and to set its current definition as follows:
574                 set_current_def (name, new_phi_name)
575
576          If LOOP is a new loop then loop_arg is already the name we're
577          looking for. If LOOP is the original loop, then loop_arg is
578          the orig_loop_name and the relevant name is recorded in its
579          current reaching definition.  */
580       if (is_new_loop)
581         current_new_name = loop_arg;
582       else
583         {
584           current_new_name = get_current_def (loop_arg);
585           /* current_def is not available only if the variable does not
586              change inside the loop, in which case we also don't care
587              about recording a current_def for it because we won't be
588              trying to create loop-exit-phis for it.  */
589           if (!current_new_name)
590             continue;
591         }
592       gcc_assert (get_current_def (current_new_name) == NULL_TREE);
593
594       set_current_def (current_new_name, PHI_RESULT (new_phi));
595       bitmap_set_bit (*defs, SSA_NAME_VERSION (current_new_name));
596     }
597
598   set_phi_nodes (new_merge_bb, phi_reverse (phi_nodes (new_merge_bb)));
599 }
600
601
602 /* Function slpeel_update_phi_nodes_for_guard2
603
604    Input:
605    - GUARD_EDGE, LOOP, IS_NEW_LOOP, NEW_EXIT_BB - as explained above.
606
607    In the context of the overall structure, we have:
608
609         loop1_preheader_bb: 
610                 guard1 (goto loop1/merg1_bb)
611         loop1
612         loop1_exit_bb: 
613                 guard2 (goto merge1_bb/merge2_bb)
614         merge1_bb
615 LOOP->  loop2
616         loop2_exit_bb
617         merge2_bb
618         next_bb
619
620    For each name used out side the loop (i.e - for each name that has an exit
621    phi in next_bb) we create a new phi in:
622    1. merge2_bb (to account for the edge from guard_bb) 
623    2. loop2_exit_bb (an exit-phi to keep LOOP in loop-closed form)
624    3. guard2 bb (an exit phi to keep the preceding loop in loop-closed form),
625       if needed (if it wasn't handled by slpeel_update_phis_nodes_for_phi1).
626 */
627
628 static void
629 slpeel_update_phi_nodes_for_guard2 (edge guard_edge, struct loop *loop,
630                                     bool is_new_loop, basic_block *new_exit_bb)
631 {
632   tree orig_phi, new_phi;
633   tree update_phi, update_phi2;
634   tree guard_arg, loop_arg;
635   basic_block new_merge_bb = guard_edge->dest;
636   edge e = EDGE_SUCC (new_merge_bb, 0);
637   basic_block update_bb = e->dest;
638   edge new_exit_e;
639   tree orig_def, orig_def_new_name;
640   tree new_name, new_name2;
641   tree arg;
642
643   /* Create new bb between loop and new_merge_bb.  */
644   *new_exit_bb = split_edge (single_exit (loop));
645
646   new_exit_e = EDGE_SUCC (*new_exit_bb, 0);
647
648   for (update_phi = phi_nodes (update_bb); update_phi; 
649        update_phi = PHI_CHAIN (update_phi))
650     {
651       orig_phi = update_phi;
652       orig_def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (orig_phi, e);
653       /* This loop-closed-phi actually doesn't represent a use
654          out of the loop - the phi arg is a constant.  */ 
655       if (TREE_CODE (orig_def) != SSA_NAME)
656         continue;
657       orig_def_new_name = get_current_def (orig_def);
658       arg = NULL_TREE;
659
660       /** 1. Handle new-merge-point phis  **/
661
662       /* 1.1. Generate new phi node in NEW_MERGE_BB:  */
663       new_phi = create_phi_node (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (orig_phi)),
664                                  new_merge_bb);
665
666       /* 1.2. NEW_MERGE_BB has two incoming edges: GUARD_EDGE and the exit-edge
667             of LOOP. Set the two PHI args in NEW_PHI for these edges:  */
668       new_name = orig_def;
669       new_name2 = NULL_TREE;
670       if (orig_def_new_name)
671         {
672           new_name = orig_def_new_name;
673           /* Some variables have both loop-entry-phis and loop-exit-phis.
674              Such variables were given yet newer names by phis placed in
675              guard_bb by slpeel_update_phi_nodes_for_guard1. I.e:
676              new_name2 = get_current_def (get_current_def (orig_name)).  */
677           new_name2 = get_current_def (new_name);
678         }
679   
680       if (is_new_loop)
681         {
682           guard_arg = orig_def;
683           loop_arg = new_name;
684         }
685       else
686         {
687           guard_arg = new_name;
688           loop_arg = orig_def;
689         }
690       if (new_name2)
691         guard_arg = new_name2;
692   
693       add_phi_arg (new_phi, loop_arg, new_exit_e);
694       add_phi_arg (new_phi, guard_arg, guard_edge);
695
696       /* 1.3. Update phi in successor block.  */
697       gcc_assert (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi, e) == orig_def);
698       SET_PHI_ARG_DEF (update_phi, e->dest_idx, PHI_RESULT (new_phi));
699       update_phi2 = new_phi;
700
701
702       /** 2. Handle loop-closed-ssa-form phis  **/
703
704       /* 2.1. Generate new phi node in NEW_EXIT_BB:  */
705       new_phi = create_phi_node (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (orig_phi)),
706                                  *new_exit_bb);
707
708       /* 2.2. NEW_EXIT_BB has one incoming edge: the exit-edge of the loop.  */
709       add_phi_arg (new_phi, loop_arg, single_exit (loop));
710
711       /* 2.3. Update phi in successor of NEW_EXIT_BB:  */
712       gcc_assert (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi2, new_exit_e) == loop_arg);
713       SET_PHI_ARG_DEF (update_phi2, new_exit_e->dest_idx, PHI_RESULT (new_phi));
714
715
716       /** 3. Handle loop-closed-ssa-form phis for first loop  **/
717
718       /* 3.1. Find the relevant names that need an exit-phi in
719          GUARD_BB, i.e. names for which
720          slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 had not already created a
721          phi node. This is the case for names that are used outside
722          the loop (and therefore need an exit phi) but are not updated
723          across loop iterations (and therefore don't have a
724          loop-header-phi).
725
726          slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 is responsible for
727          creating loop-exit phis in GUARD_BB for names that have a
728          loop-header-phi.  When such a phi is created we also record
729          the new name in its current definition.  If this new name
730          exists, then guard_arg was set to this new name (see 1.2
731          above).  Therefore, if guard_arg is not this new name, this
732          is an indication that an exit-phi in GUARD_BB was not yet
733          created, so we take care of it here.  */
734       if (guard_arg == new_name2)
735         continue;
736       arg = guard_arg;
737
738       /* 3.2. Generate new phi node in GUARD_BB:  */
739       new_phi = create_phi_node (SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (orig_phi)),
740                                  guard_edge->src);
741
742       /* 3.3. GUARD_BB has one incoming edge:  */
743       gcc_assert (EDGE_COUNT (guard_edge->src->preds) == 1);
744       add_phi_arg (new_phi, arg, EDGE_PRED (guard_edge->src, 0));
745
746       /* 3.4. Update phi in successor of GUARD_BB:  */
747       gcc_assert (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (update_phi2, guard_edge)
748                                                                 == guard_arg);
749       SET_PHI_ARG_DEF (update_phi2, guard_edge->dest_idx, PHI_RESULT (new_phi));
750     }
751
752   set_phi_nodes (new_merge_bb, phi_reverse (phi_nodes (new_merge_bb)));
753 }
754
755
756 /* Make the LOOP iterate NITERS times. This is done by adding a new IV
757    that starts at zero, increases by one and its limit is NITERS.
758
759    Assumption: the exit-condition of LOOP is the last stmt in the loop.  */
760
761 void
762 slpeel_make_loop_iterate_ntimes (struct loop *loop, tree niters)
763 {
764   tree indx_before_incr, indx_after_incr, cond_stmt, cond;
765   tree orig_cond;
766   edge exit_edge = single_exit (loop);
767   block_stmt_iterator loop_cond_bsi;
768   block_stmt_iterator incr_bsi;
769   bool insert_after;
770   tree begin_label = tree_block_label (loop->latch);
771   tree exit_label = tree_block_label (single_exit (loop)->dest);
772   tree init = build_int_cst (TREE_TYPE (niters), 0);
773   tree step = build_int_cst (TREE_TYPE (niters), 1);
774   tree then_label;
775   tree else_label;
776   LOC loop_loc;
777
778   orig_cond = get_loop_exit_condition (loop);
779   gcc_assert (orig_cond);
780   loop_cond_bsi = bsi_for_stmt (orig_cond);
781
782   standard_iv_increment_position (loop, &incr_bsi, &insert_after);
783   create_iv (init, step, NULL_TREE, loop,
784              &incr_bsi, insert_after, &indx_before_incr, &indx_after_incr);
785
786   if (exit_edge->flags & EDGE_TRUE_VALUE) /* 'then' edge exits the loop.  */
787     {
788       cond = build2 (GE_EXPR, boolean_type_node, indx_after_incr, niters);
789       then_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, exit_label);
790       else_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, begin_label);
791     }
792   else /* 'then' edge loops back.  */
793     {
794       cond = build2 (LT_EXPR, boolean_type_node, indx_after_incr, niters);
795       then_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, begin_label);
796       else_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, exit_label);
797     }
798
799   cond_stmt = build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (orig_cond), cond,
800                      then_label, else_label);
801   bsi_insert_before (&loop_cond_bsi, cond_stmt, BSI_SAME_STMT);
802
803   /* Remove old loop exit test:  */
804   bsi_remove (&loop_cond_bsi, true);
805
806   loop_loc = find_loop_location (loop);
807   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
808     {
809       if (loop_loc != UNKNOWN_LOC)
810         fprintf (dump_file, "\nloop at %s:%d: ",
811                  LOC_FILE (loop_loc), LOC_LINE (loop_loc));
812       print_generic_expr (dump_file, cond_stmt, TDF_SLIM);
813     }
814
815   loop->nb_iterations = niters;
816 }
817
818
819 /* Given LOOP this function generates a new copy of it and puts it 
820    on E which is either the entry or exit of LOOP.  */
821
822 static struct loop *
823 slpeel_tree_duplicate_loop_to_edge_cfg (struct loop *loop, edge e)
824 {
825   struct loop *new_loop;
826   basic_block *new_bbs, *bbs;
827   bool at_exit;
828   bool was_imm_dom;
829   basic_block exit_dest; 
830   tree phi, phi_arg;
831   edge exit, new_exit;
832
833   at_exit = (e == single_exit (loop)); 
834   if (!at_exit && e != loop_preheader_edge (loop))
835     return NULL;
836
837   bbs = get_loop_body (loop);
838
839   /* Check whether duplication is possible.  */
840   if (!can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes))
841     {
842       free (bbs);
843       return NULL;
844     }
845
846   /* Generate new loop structure.  */
847   new_loop = duplicate_loop (loop, loop->outer);
848   if (!new_loop)
849     {
850       free (bbs);
851       return NULL;
852     }
853
854   exit_dest = single_exit (loop)->dest;
855   was_imm_dom = (get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, 
856                                           exit_dest) == loop->header ? 
857                  true : false);
858
859   new_bbs = XNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
860
861   exit = single_exit (loop);
862   copy_bbs (bbs, loop->num_nodes, new_bbs,
863             &exit, 1, &new_exit, NULL,
864             e->src);
865   set_single_exit (new_loop, new_exit);
866
867   /* Duplicating phi args at exit bbs as coming 
868      also from exit of duplicated loop.  */
869   for (phi = phi_nodes (exit_dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
870     {
871       phi_arg = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, single_exit (loop));
872       if (phi_arg)
873         {
874           edge new_loop_exit_edge;
875
876           if (EDGE_SUCC (new_loop->header, 0)->dest == new_loop->latch)
877             new_loop_exit_edge = EDGE_SUCC (new_loop->header, 1);
878           else
879             new_loop_exit_edge = EDGE_SUCC (new_loop->header, 0);
880   
881           add_phi_arg (phi, phi_arg, new_loop_exit_edge);       
882         }
883     }    
884    
885   if (at_exit) /* Add the loop copy at exit.  */
886     {
887       redirect_edge_and_branch_force (e, new_loop->header);
888       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_loop->header, e->src);
889       if (was_imm_dom)
890         set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, exit_dest, new_loop->header);
891     }
892   else /* Add the copy at entry.  */
893     {
894       edge new_exit_e;
895       edge entry_e = loop_preheader_edge (loop);
896       basic_block preheader = entry_e->src;
897            
898       if (!flow_bb_inside_loop_p (new_loop, 
899                                   EDGE_SUCC (new_loop->header, 0)->dest))
900         new_exit_e = EDGE_SUCC (new_loop->header, 0);
901       else
902         new_exit_e = EDGE_SUCC (new_loop->header, 1); 
903
904       redirect_edge_and_branch_force (new_exit_e, loop->header);
905       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop->header,
906                                new_exit_e->src);
907
908       /* We have to add phi args to the loop->header here as coming 
909          from new_exit_e edge.  */
910       for (phi = phi_nodes (loop->header); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
911         {
912           phi_arg = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, entry_e);
913           if (phi_arg)
914             add_phi_arg (phi, phi_arg, new_exit_e);     
915         }    
916
917       redirect_edge_and_branch_force (entry_e, new_loop->header);
918       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_loop->header, preheader);
919     }
920
921   free (new_bbs);
922   free (bbs);
923
924   return new_loop;
925 }
926
927
928 /* Given the condition statement COND, put it as the last statement
929    of GUARD_BB; EXIT_BB is the basic block to skip the loop;
930    Assumes that this is the single exit of the guarded loop.  
931    Returns the skip edge.  */
932
933 static edge
934 slpeel_add_loop_guard (basic_block guard_bb, tree cond, basic_block exit_bb,
935                         basic_block dom_bb)
936 {
937   block_stmt_iterator bsi;
938   edge new_e, enter_e;
939   tree cond_stmt, then_label, else_label;
940
941   enter_e = EDGE_SUCC (guard_bb, 0);
942   enter_e->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
943   enter_e->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
944   bsi = bsi_last (guard_bb);
945
946   then_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node,
947                        tree_block_label (exit_bb));
948   else_label = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node,
949                        tree_block_label (enter_e->dest));
950   cond_stmt = build3 (COND_EXPR, void_type_node, cond,
951                      then_label, else_label);
952   bsi_insert_after (&bsi, cond_stmt, BSI_NEW_STMT);
953   /* Add new edge to connect guard block to the merge/loop-exit block.  */
954   new_e = make_edge (guard_bb, exit_bb, EDGE_TRUE_VALUE);
955   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, exit_bb, dom_bb);
956   return new_e;
957 }
958
959
960 /* This function verifies that the following restrictions apply to LOOP:
961    (1) it is innermost
962    (2) it consists of exactly 2 basic blocks - header, and an empty latch.
963    (3) it is single entry, single exit
964    (4) its exit condition is the last stmt in the header
965    (5) E is the entry/exit edge of LOOP.
966  */
967
968 bool
969 slpeel_can_duplicate_loop_p (struct loop *loop, edge e)
970 {
971   edge exit_e = single_exit (loop);
972   edge entry_e = loop_preheader_edge (loop);
973   tree orig_cond = get_loop_exit_condition (loop);
974   block_stmt_iterator loop_exit_bsi = bsi_last (exit_e->src);
975
976   if (need_ssa_update_p ())
977     return false;
978
979   if (loop->inner
980       /* All loops have an outer scope; the only case loop->outer is NULL is for
981          the function itself.  */
982       || !loop->outer
983       || loop->num_nodes != 2
984       || !empty_block_p (loop->latch)
985       || !single_exit (loop)
986       /* Verify that new loop exit condition can be trivially modified.  */
987       || (!orig_cond || orig_cond != bsi_stmt (loop_exit_bsi))
988       || (e != exit_e && e != entry_e))
989     return false;
990
991   return true;
992 }
993
994 #ifdef ENABLE_CHECKING
995 void
996 slpeel_verify_cfg_after_peeling (struct loop *first_loop,
997                                  struct loop *second_loop)
998 {
999   basic_block loop1_exit_bb = single_exit (first_loop)->dest;
1000   basic_block loop2_entry_bb = loop_preheader_edge (second_loop)->src;
1001   basic_block loop1_entry_bb = loop_preheader_edge (first_loop)->src;
1002
1003   /* A guard that controls whether the second_loop is to be executed or skipped
1004      is placed in first_loop->exit.  first_loopt->exit therefore has two
1005      successors - one is the preheader of second_loop, and the other is a bb
1006      after second_loop.
1007    */
1008   gcc_assert (EDGE_COUNT (loop1_exit_bb->succs) == 2);
1009    
1010   /* 1. Verify that one of the successors of first_loopt->exit is the preheader
1011         of second_loop.  */
1012    
1013   /* The preheader of new_loop is expected to have two predecessors:
1014      first_loop->exit and the block that precedes first_loop.  */
1015
1016   gcc_assert (EDGE_COUNT (loop2_entry_bb->preds) == 2 
1017               && ((EDGE_PRED (loop2_entry_bb, 0)->src == loop1_exit_bb
1018                    && EDGE_PRED (loop2_entry_bb, 1)->src == loop1_entry_bb)
1019                || (EDGE_PRED (loop2_entry_bb, 1)->src ==  loop1_exit_bb
1020                    && EDGE_PRED (loop2_entry_bb, 0)->src == loop1_entry_bb)));
1021   
1022   /* Verify that the other successor of first_loopt->exit is after the
1023      second_loop.  */
1024   /* TODO */
1025 }
1026 #endif
1027
1028 /* Function slpeel_tree_peel_loop_to_edge.
1029
1030    Peel the first (last) iterations of LOOP into a new prolog (epilog) loop
1031    that is placed on the entry (exit) edge E of LOOP. After this transformation
1032    we have two loops one after the other - first-loop iterates FIRST_NITERS
1033    times, and second-loop iterates the remainder NITERS - FIRST_NITERS times.
1034
1035    Input:
1036    - LOOP: the loop to be peeled.
1037    - E: the exit or entry edge of LOOP.
1038         If it is the entry edge, we peel the first iterations of LOOP. In this
1039         case first-loop is LOOP, and second-loop is the newly created loop.
1040         If it is the exit edge, we peel the last iterations of LOOP. In this
1041         case, first-loop is the newly created loop, and second-loop is LOOP.
1042    - NITERS: the number of iterations that LOOP iterates.
1043    - FIRST_NITERS: the number of iterations that the first-loop should iterate.
1044    - UPDATE_FIRST_LOOP_COUNT:  specified whether this function is responsible
1045         for updating the loop bound of the first-loop to FIRST_NITERS.  If it
1046         is false, the caller of this function may want to take care of this
1047         (this can be useful if we don't want new stmts added to first-loop).
1048
1049    Output:
1050    The function returns a pointer to the new loop-copy, or NULL if it failed
1051    to perform the transformation.
1052
1053    The function generates two if-then-else guards: one before the first loop,
1054    and the other before the second loop:
1055    The first guard is:
1056      if (FIRST_NITERS == 0) then skip the first loop,
1057      and go directly to the second loop.
1058    The second guard is:
1059      if (FIRST_NITERS == NITERS) then skip the second loop.
1060
1061    FORNOW only simple loops are supported (see slpeel_can_duplicate_loop_p).
1062    FORNOW the resulting code will not be in loop-closed-ssa form.
1063 */
1064
1065 struct loop*
1066 slpeel_tree_peel_loop_to_edge (struct loop *loop, 
1067                                edge e, tree first_niters, 
1068                                tree niters, bool update_first_loop_count)
1069 {
1070   struct loop *new_loop = NULL, *first_loop, *second_loop;
1071   edge skip_e;
1072   tree pre_condition;
1073   bitmap definitions;
1074   basic_block bb_before_second_loop, bb_after_second_loop;
1075   basic_block bb_before_first_loop;
1076   basic_block bb_between_loops;
1077   basic_block new_exit_bb;
1078   edge exit_e = single_exit (loop);
1079   LOC loop_loc;
1080   
1081   if (!slpeel_can_duplicate_loop_p (loop, e))
1082     return NULL;
1083   
1084   /* We have to initialize cfg_hooks. Then, when calling
1085    cfg_hooks->split_edge, the function tree_split_edge 
1086    is actually called and, when calling cfg_hooks->duplicate_block,
1087    the function tree_duplicate_bb is called.  */
1088   tree_register_cfg_hooks ();
1089
1090
1091   /* 1. Generate a copy of LOOP and put it on E (E is the entry/exit of LOOP).
1092         Resulting CFG would be:
1093
1094         first_loop:
1095         do {
1096         } while ...
1097
1098         second_loop:
1099         do {
1100         } while ...
1101
1102         orig_exit_bb:
1103    */
1104   
1105   if (!(new_loop = slpeel_tree_duplicate_loop_to_edge_cfg (loop, e)))
1106     {
1107       loop_loc = find_loop_location (loop);
1108       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1109         {
1110           if (loop_loc != UNKNOWN_LOC)
1111             fprintf (dump_file, "\n%s:%d: note: ",
1112                      LOC_FILE (loop_loc), LOC_LINE (loop_loc));
1113           fprintf (dump_file, "tree_duplicate_loop_to_edge_cfg failed.\n");
1114         }
1115       return NULL;
1116     }
1117   
1118   if (e == exit_e)
1119     {
1120       /* NEW_LOOP was placed after LOOP.  */
1121       first_loop = loop;
1122       second_loop = new_loop;
1123     }
1124   else
1125     {
1126       /* NEW_LOOP was placed before LOOP.  */
1127       first_loop = new_loop;
1128       second_loop = loop;
1129     }
1130
1131   definitions = ssa_names_to_replace ();
1132   slpeel_update_phis_for_duplicate_loop (loop, new_loop, e == exit_e);
1133   rename_variables_in_loop (new_loop);
1134
1135
1136   /* 2. Add the guard that controls whether the first loop is executed.
1137         Resulting CFG would be:
1138
1139         bb_before_first_loop:
1140         if (FIRST_NITERS == 0) GOTO bb_before_second_loop
1141                                GOTO first-loop
1142
1143         first_loop:
1144         do {
1145         } while ...
1146
1147         bb_before_second_loop:
1148
1149         second_loop:
1150         do {
1151         } while ...
1152
1153         orig_exit_bb:
1154    */
1155
1156   bb_before_first_loop = split_edge (loop_preheader_edge (first_loop));
1157   bb_before_second_loop = split_edge (single_exit (first_loop));
1158
1159   pre_condition =
1160     fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node, first_niters, 
1161                  build_int_cst (TREE_TYPE (first_niters), 0));
1162   skip_e = slpeel_add_loop_guard (bb_before_first_loop, pre_condition,
1163                                   bb_before_second_loop, bb_before_first_loop);
1164   slpeel_update_phi_nodes_for_guard1 (skip_e, first_loop,
1165                                       first_loop == new_loop,
1166                                       &new_exit_bb, &definitions);
1167
1168
1169   /* 3. Add the guard that controls whether the second loop is executed.
1170         Resulting CFG would be:
1171
1172         bb_before_first_loop:
1173         if (FIRST_NITERS == 0) GOTO bb_before_second_loop (skip first loop)
1174                                GOTO first-loop
1175
1176         first_loop:
1177         do {
1178         } while ...
1179
1180         bb_between_loops:
1181         if (FIRST_NITERS == NITERS) GOTO bb_after_second_loop (skip second loop)
1182                                     GOTO bb_before_second_loop
1183
1184         bb_before_second_loop:
1185
1186         second_loop:
1187         do {
1188         } while ...
1189
1190         bb_after_second_loop:
1191
1192         orig_exit_bb:
1193    */
1194
1195   bb_between_loops = new_exit_bb;
1196   bb_after_second_loop = split_edge (single_exit (second_loop));
1197
1198   pre_condition = 
1199         fold_build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, first_niters, niters);
1200   skip_e = slpeel_add_loop_guard (bb_between_loops, pre_condition,
1201                                   bb_after_second_loop, bb_before_first_loop);
1202   slpeel_update_phi_nodes_for_guard2 (skip_e, second_loop,
1203                                      second_loop == new_loop, &new_exit_bb);
1204
1205   /* 4. Make first-loop iterate FIRST_NITERS times, if requested.
1206    */
1207   if (update_first_loop_count)
1208     slpeel_make_loop_iterate_ntimes (first_loop, first_niters);
1209
1210   BITMAP_FREE (definitions);
1211   delete_update_ssa ();
1212
1213   return new_loop;
1214 }
1215
1216 /* Function vect_get_loop_location.
1217
1218    Extract the location of the loop in the source code.
1219    If the loop is not well formed for vectorization, an estimated
1220    location is calculated.
1221    Return the loop location if succeed and NULL if not.  */
1222
1223 LOC
1224 find_loop_location (struct loop *loop)
1225 {
1226   tree node = NULL_TREE;
1227   basic_block bb;
1228   block_stmt_iterator si;
1229
1230   if (!loop)
1231     return UNKNOWN_LOC;
1232
1233   node = get_loop_exit_condition (loop);
1234
1235   if (node && CAN_HAVE_LOCATION_P (node) && EXPR_HAS_LOCATION (node)
1236       && EXPR_FILENAME (node) && EXPR_LINENO (node))
1237     return EXPR_LOC (node);
1238
1239   /* If we got here the loop is probably not "well formed",
1240      try to estimate the loop location */
1241
1242   if (!loop->header)
1243     return UNKNOWN_LOC;
1244
1245   bb = loop->header;
1246
1247   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
1248     {
1249       node = bsi_stmt (si);
1250       if (node && CAN_HAVE_LOCATION_P (node) && EXPR_HAS_LOCATION (node))
1251         return EXPR_LOC (node);
1252     }
1253
1254   return UNKNOWN_LOC;
1255 }
1256
1257
1258 /*************************************************************************
1259   Vectorization Debug Information.
1260  *************************************************************************/
1261
1262 /* Function vect_set_verbosity_level.
1263
1264    Called from toplev.c upon detection of the
1265    -ftree-vectorizer-verbose=N option.  */
1266
1267 void
1268 vect_set_verbosity_level (const char *val)
1269 {
1270    unsigned int vl;
1271
1272    vl = atoi (val);
1273    if (vl < MAX_VERBOSITY_LEVEL)
1274      vect_verbosity_level = vl;
1275    else
1276      vect_verbosity_level = MAX_VERBOSITY_LEVEL - 1;
1277 }
1278
1279
1280 /* Function vect_set_dump_settings.
1281
1282    Fix the verbosity level of the vectorizer if the
1283    requested level was not set explicitly using the flag
1284    -ftree-vectorizer-verbose=N.
1285    Decide where to print the debugging information (dump_file/stderr).
1286    If the user defined the verbosity level, but there is no dump file,
1287    print to stderr, otherwise print to the dump file.  */
1288
1289 static void
1290 vect_set_dump_settings (void)
1291 {
1292   vect_dump = dump_file;
1293
1294   /* Check if the verbosity level was defined by the user:  */
1295   if (vect_verbosity_level != MAX_VERBOSITY_LEVEL)
1296     {
1297       /* If there is no dump file, print to stderr.  */
1298       if (!dump_file)
1299         vect_dump = stderr;
1300       return;
1301     }
1302
1303   /* User didn't specify verbosity level:  */
1304   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1305     vect_verbosity_level = REPORT_DETAILS;
1306   else if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1307     vect_verbosity_level = REPORT_UNVECTORIZED_LOOPS;
1308   else
1309     vect_verbosity_level = REPORT_NONE;
1310
1311   gcc_assert (dump_file || vect_verbosity_level == REPORT_NONE);
1312 }
1313
1314
1315 /* Function debug_loop_details.
1316
1317    For vectorization debug dumps.  */
1318
1319 bool
1320 vect_print_dump_info (enum verbosity_levels vl)
1321 {
1322   if (vl > vect_verbosity_level)
1323     return false;
1324
1325   if (!current_function_decl || !vect_dump)
1326     return false;
1327
1328   if (vect_loop_location == UNKNOWN_LOC)
1329     fprintf (vect_dump, "\n%s:%d: note: ",
1330              DECL_SOURCE_FILE (current_function_decl),
1331              DECL_SOURCE_LINE (current_function_decl));
1332   else
1333     fprintf (vect_dump, "\n%s:%d: note: ", 
1334              LOC_FILE (vect_loop_location), LOC_LINE (vect_loop_location));
1335
1336   return true;
1337 }
1338
1339
1340 /*************************************************************************
1341   Vectorization Utilities.
1342  *************************************************************************/
1343
1344 /* Function new_stmt_vec_info.
1345
1346    Create and initialize a new stmt_vec_info struct for STMT.  */
1347
1348 stmt_vec_info
1349 new_stmt_vec_info (tree stmt, loop_vec_info loop_vinfo)
1350 {
1351   stmt_vec_info res;
1352   res = (stmt_vec_info) xcalloc (1, sizeof (struct _stmt_vec_info));
1353
1354   STMT_VINFO_TYPE (res) = undef_vec_info_type;
1355   STMT_VINFO_STMT (res) = stmt;
1356   STMT_VINFO_LOOP_VINFO (res) = loop_vinfo;
1357   STMT_VINFO_RELEVANT (res) = 0;
1358   STMT_VINFO_LIVE_P (res) = false;
1359   STMT_VINFO_VECTYPE (res) = NULL;
1360   STMT_VINFO_VEC_STMT (res) = NULL;
1361   STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (res) = false;
1362   STMT_VINFO_RELATED_STMT (res) = NULL;
1363   STMT_VINFO_DATA_REF (res) = NULL;
1364   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
1365     STMT_VINFO_DEF_TYPE (res) = vect_unknown_def_type;
1366   else
1367     STMT_VINFO_DEF_TYPE (res) = vect_loop_def;
1368   STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS (res) = VEC_alloc (dr_p, heap, 5);
1369   DR_GROUP_FIRST_DR (res) = NULL_TREE;
1370   DR_GROUP_NEXT_DR (res) = NULL_TREE;
1371   DR_GROUP_SIZE (res) = 0;
1372   DR_GROUP_STORE_COUNT (res) = 0;
1373   DR_GROUP_GAP (res) = 0;
1374   DR_GROUP_SAME_DR_STMT (res) = NULL_TREE;
1375
1376   return res;
1377 }
1378
1379
1380 /* Function new_loop_vec_info.
1381
1382    Create and initialize a new loop_vec_info struct for LOOP, as well as
1383    stmt_vec_info structs for all the stmts in LOOP.  */
1384
1385 loop_vec_info
1386 new_loop_vec_info (struct loop *loop)
1387 {
1388   loop_vec_info res;
1389   basic_block *bbs;
1390   block_stmt_iterator si;
1391   unsigned int i;
1392
1393   res = (loop_vec_info) xcalloc (1, sizeof (struct _loop_vec_info));
1394
1395   bbs = get_loop_body (loop);
1396
1397   /* Create stmt_info for all stmts in the loop.  */
1398   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1399     {
1400       basic_block bb = bbs[i];
1401       tree phi;
1402
1403       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1404         {
1405           stmt_ann_t ann = get_stmt_ann (phi);
1406           set_stmt_info (ann, new_stmt_vec_info (phi, res));
1407         }
1408
1409       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
1410         {
1411           tree stmt = bsi_stmt (si);
1412           stmt_ann_t ann;
1413
1414           ann = stmt_ann (stmt);
1415           set_stmt_info (ann, new_stmt_vec_info (stmt, res));
1416         }
1417     }
1418
1419   LOOP_VINFO_LOOP (res) = loop;
1420   LOOP_VINFO_BBS (res) = bbs;
1421   LOOP_VINFO_EXIT_COND (res) = NULL;
1422   LOOP_VINFO_NITERS (res) = NULL;
1423   LOOP_VINFO_VECTORIZABLE_P (res) = 0;
1424   LOOP_PEELING_FOR_ALIGNMENT (res) = 0;
1425   LOOP_VINFO_VECT_FACTOR (res) = 0;
1426   LOOP_VINFO_DATAREFS (res) = VEC_alloc (data_reference_p, heap, 10);
1427   LOOP_VINFO_DDRS (res) = VEC_alloc (ddr_p, heap, 10 * 10);
1428   LOOP_VINFO_UNALIGNED_DR (res) = NULL;
1429   LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (res)
1430     = VEC_alloc (tree, heap, PARAM_VALUE (PARAM_VECT_MAX_VERSION_CHECKS));
1431
1432   return res;
1433 }
1434
1435
1436 /* Function destroy_loop_vec_info.
1437  
1438    Free LOOP_VINFO struct, as well as all the stmt_vec_info structs of all the 
1439    stmts in the loop.  */
1440
1441 void
1442 destroy_loop_vec_info (loop_vec_info loop_vinfo)
1443 {
1444   struct loop *loop;
1445   basic_block *bbs;
1446   int nbbs;
1447   block_stmt_iterator si;
1448   int j;
1449
1450   if (!loop_vinfo)
1451     return;
1452
1453   loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
1454
1455   bbs = LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo);
1456   nbbs = loop->num_nodes;
1457
1458   for (j = 0; j < nbbs; j++)
1459     {
1460       basic_block bb = bbs[j];
1461       tree phi;
1462       stmt_vec_info stmt_info;
1463
1464       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1465         {
1466           stmt_ann_t ann = stmt_ann (phi);
1467
1468           stmt_info = vinfo_for_stmt (phi);
1469           free (stmt_info);
1470           set_stmt_info (ann, NULL);
1471         }
1472
1473       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); )
1474         {
1475           tree stmt = bsi_stmt (si);
1476           stmt_ann_t ann = stmt_ann (stmt);
1477           stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1478
1479           if (stmt_info)
1480             {
1481               /* Check if this is a "pattern stmt" (introduced by the 
1482                  vectorizer during the pattern recognition pass).  */
1483               bool remove_stmt_p = false;
1484               tree orig_stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info);
1485               if (orig_stmt)
1486                 {
1487                   stmt_vec_info orig_stmt_info = vinfo_for_stmt (orig_stmt);
1488                   if (orig_stmt_info
1489                       && STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (orig_stmt_info))
1490                     remove_stmt_p = true; 
1491                 }
1492                         
1493               /* Free stmt_vec_info.  */
1494               VEC_free (dr_p, heap, STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS (stmt_info));
1495               free (stmt_info);
1496               set_stmt_info (ann, NULL);
1497
1498               /* Remove dead "pattern stmts".  */
1499               if (remove_stmt_p)
1500                 bsi_remove (&si, true);
1501             }
1502           bsi_next (&si);
1503         }
1504     }
1505
1506   free (LOOP_VINFO_BBS (loop_vinfo));
1507   free_data_refs (LOOP_VINFO_DATAREFS (loop_vinfo));
1508   free_dependence_relations (LOOP_VINFO_DDRS (loop_vinfo));
1509   VEC_free (tree, heap, LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS (loop_vinfo));
1510
1511   free (loop_vinfo);
1512 }
1513
1514
1515 /* Function vect_force_dr_alignment_p.
1516
1517    Returns whether the alignment of a DECL can be forced to be aligned
1518    on ALIGNMENT bit boundary.  */
1519
1520 bool 
1521 vect_can_force_dr_alignment_p (tree decl, unsigned int alignment)
1522 {
1523   if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
1524     return false;
1525
1526   if (DECL_EXTERNAL (decl))
1527     return false;
1528
1529   if (TREE_ASM_WRITTEN (decl))
1530     return false;
1531
1532   if (TREE_STATIC (decl))
1533     return (alignment <= MAX_OFILE_ALIGNMENT);
1534   else
1535     /* This is not 100% correct.  The absolute correct stack alignment
1536        is STACK_BOUNDARY.  We're supposed to hope, but not assume, that
1537        PREFERRED_STACK_BOUNDARY is honored by all translation units.
1538        However, until someone implements forced stack alignment, SSE
1539        isn't really usable without this.  */  
1540     return (alignment <= PREFERRED_STACK_BOUNDARY); 
1541 }
1542
1543
1544 /* Function get_vectype_for_scalar_type.
1545
1546    Returns the vector type corresponding to SCALAR_TYPE as supported
1547    by the target.  */
1548
1549 tree
1550 get_vectype_for_scalar_type (tree scalar_type)
1551 {
1552   enum machine_mode inner_mode = TYPE_MODE (scalar_type);
1553   int nbytes = GET_MODE_SIZE (inner_mode);
1554   int nunits;
1555   tree vectype;
1556
1557   if (nbytes == 0 || nbytes >= UNITS_PER_SIMD_WORD)
1558     return NULL_TREE;
1559
1560   /* FORNOW: Only a single vector size per target (UNITS_PER_SIMD_WORD)
1561      is expected.  */
1562   nunits = UNITS_PER_SIMD_WORD / nbytes;
1563
1564   vectype = build_vector_type (scalar_type, nunits);
1565   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1566     {
1567       fprintf (vect_dump, "get vectype with %d units of type ", nunits);
1568       print_generic_expr (vect_dump, scalar_type, TDF_SLIM);
1569     }
1570
1571   if (!vectype)
1572     return NULL_TREE;
1573
1574   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1575     {
1576       fprintf (vect_dump, "vectype: ");
1577       print_generic_expr (vect_dump, vectype, TDF_SLIM);
1578     }
1579
1580   if (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (vectype))
1581       && !INTEGRAL_MODE_P (TYPE_MODE (vectype)))
1582     {
1583       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1584         fprintf (vect_dump, "mode not supported by target.");
1585       return NULL_TREE;
1586     }
1587
1588   return vectype;
1589 }
1590
1591
1592 /* Function vect_supportable_dr_alignment
1593
1594    Return whether the data reference DR is supported with respect to its
1595    alignment.  */
1596
1597 enum dr_alignment_support
1598 vect_supportable_dr_alignment (struct data_reference *dr)
1599 {
1600   tree vectype = STMT_VINFO_VECTYPE (vinfo_for_stmt (DR_STMT (dr)));
1601   enum machine_mode mode = (int) TYPE_MODE (vectype);
1602
1603   if (aligned_access_p (dr))
1604     return dr_aligned;
1605
1606   /* Possibly unaligned access.  */
1607   
1608   if (DR_IS_READ (dr))
1609     {
1610       if (vec_realign_load_optab->handlers[mode].insn_code != CODE_FOR_nothing
1611           && (!targetm.vectorize.builtin_mask_for_load
1612               || targetm.vectorize.builtin_mask_for_load ()))
1613         return dr_unaligned_software_pipeline;
1614
1615       if (movmisalign_optab->handlers[mode].insn_code != CODE_FOR_nothing)
1616         /* Can't software pipeline the loads, but can at least do them.  */
1617         return dr_unaligned_supported;
1618     }
1619
1620   /* Unsupported.  */
1621   return dr_unaligned_unsupported;
1622 }
1623
1624
1625 /* Function vect_is_simple_use.
1626
1627    Input:
1628    LOOP - the loop that is being vectorized.
1629    OPERAND - operand of a stmt in LOOP.
1630    DEF - the defining stmt in case OPERAND is an SSA_NAME.
1631
1632    Returns whether a stmt with OPERAND can be vectorized.
1633    Supportable operands are constants, loop invariants, and operands that are
1634    defined by the current iteration of the loop. Unsupportable operands are 
1635    those that are defined by a previous iteration of the loop (as is the case
1636    in reduction/induction computations).  */
1637
1638 bool
1639 vect_is_simple_use (tree operand, loop_vec_info loop_vinfo, tree *def_stmt,
1640                     tree *def, enum vect_def_type *dt)
1641
1642   basic_block bb;
1643   stmt_vec_info stmt_vinfo;
1644   struct loop *loop = LOOP_VINFO_LOOP (loop_vinfo);
1645
1646   *def_stmt = NULL_TREE;
1647   *def = NULL_TREE;
1648   
1649   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1650     {
1651       fprintf (vect_dump, "vect_is_simple_use: operand ");
1652       print_generic_expr (vect_dump, operand, TDF_SLIM);
1653     }
1654     
1655   if (TREE_CODE (operand) == INTEGER_CST || TREE_CODE (operand) == REAL_CST)
1656     {
1657       *dt = vect_constant_def;
1658       return true;
1659     }
1660     
1661   if (TREE_CODE (operand) != SSA_NAME)
1662     {
1663       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1664         fprintf (vect_dump, "not ssa-name.");
1665       return false;
1666     }
1667     
1668   *def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (operand);
1669   if (*def_stmt == NULL_TREE )
1670     {
1671       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1672         fprintf (vect_dump, "no def_stmt.");
1673       return false;
1674     }
1675
1676   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1677     {
1678       fprintf (vect_dump, "def_stmt: ");
1679       print_generic_expr (vect_dump, *def_stmt, TDF_SLIM);
1680     }
1681
1682   /* empty stmt is expected only in case of a function argument.
1683      (Otherwise - we expect a phi_node or a GIMPLE_MODIFY_STMT).  */
1684   if (IS_EMPTY_STMT (*def_stmt))
1685     {
1686       tree arg = TREE_OPERAND (*def_stmt, 0);
1687       if (TREE_CODE (arg) == INTEGER_CST || TREE_CODE (arg) == REAL_CST)
1688         {
1689           *def = operand;
1690           *dt = vect_invariant_def;
1691           return true;
1692         }
1693
1694       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1695         fprintf (vect_dump, "Unexpected empty stmt.");
1696       return false;
1697     }
1698
1699   bb = bb_for_stmt (*def_stmt);
1700   if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
1701     *dt = vect_invariant_def;
1702   else
1703     {
1704       stmt_vinfo = vinfo_for_stmt (*def_stmt);
1705       *dt = STMT_VINFO_DEF_TYPE (stmt_vinfo);
1706     }
1707
1708   if (*dt == vect_unknown_def_type)
1709     {
1710       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1711         fprintf (vect_dump, "Unsupported pattern.");
1712       return false;
1713     }
1714
1715   /* stmts inside the loop that have been identified as performing
1716      a reduction operation cannot have uses in the loop.  */
1717   if (*dt == vect_reduction_def && TREE_CODE (*def_stmt) != PHI_NODE)
1718     {
1719       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1720         fprintf (vect_dump, "reduction used in loop.");
1721       return false;
1722     }
1723
1724   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1725     fprintf (vect_dump, "type of def: %d.",*dt);
1726
1727   switch (TREE_CODE (*def_stmt))
1728     {
1729     case PHI_NODE:
1730       *def = PHI_RESULT (*def_stmt);
1731       gcc_assert (*dt == vect_induction_def || *dt == vect_reduction_def
1732                   || *dt == vect_invariant_def);
1733       break;
1734
1735     case GIMPLE_MODIFY_STMT:
1736       *def = GIMPLE_STMT_OPERAND (*def_stmt, 0);
1737       gcc_assert (*dt == vect_loop_def || *dt == vect_invariant_def);
1738       break;
1739
1740     default:
1741       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1742         fprintf (vect_dump, "unsupported defining stmt: ");
1743       return false;
1744     }
1745
1746   if (*dt == vect_induction_def)
1747     {
1748       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1749         fprintf (vect_dump, "induction not supported.");
1750       return false;
1751     }
1752
1753   return true;
1754 }
1755
1756
1757 /* Function supportable_widening_operation
1758
1759    Check whether an operation represented by the code CODE is a 
1760    widening operation that is supported by the target platform in 
1761    vector form (i.e., when operating on arguments of type VECTYPE).
1762     
1763    The two kinds of widening operations we currently support are
1764    NOP and WIDEN_MULT. This function checks if these operations
1765    are supported by the target platform either directly (via vector 
1766    tree-codes), or via target builtins.
1767
1768    Output:
1769    - CODE1 and CODE2 are codes of vector operations to be used when 
1770    vectorizing the operation, if available. 
1771    - DECL1 and DECL2 are decls of target builtin functions to be used
1772    when vectorizing the operation, if available. In this case,
1773    CODE1 and CODE2 are CALL_EXPR.  */
1774
1775 bool
1776 supportable_widening_operation (enum tree_code code, tree stmt, tree vectype,
1777                                 tree *decl1, tree *decl2,
1778                                 enum tree_code *code1, enum tree_code *code2)
1779 {
1780   stmt_vec_info stmt_info = vinfo_for_stmt (stmt);
1781   bool ordered_p;
1782   enum machine_mode vec_mode;
1783   enum insn_code icode1, icode2;
1784   optab optab1, optab2;
1785   tree expr = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
1786   tree type = TREE_TYPE (expr);
1787   tree wide_vectype = get_vectype_for_scalar_type (type);
1788   enum tree_code c1, c2;
1789
1790   /* The result of a vectorized widening operation usually requires two vectors 
1791      (because the widened results do not fit int one vector). The generated 
1792      vector results would normally be expected to be generated in the same 
1793      order as in the original scalar computation. i.e. if 8 results are 
1794      generated in each vector iteration, they are to be organized as follows:
1795         vect1: [res1,res2,res3,res4], vect2: [res5,res6,res7,res8]. 
1796
1797      However, in the special case that the result of the widening operation is 
1798      used in a reduction computation only, the order doesn't matter (because
1799      when vectorizing a reduction we change the order of the computation). 
1800      Some targets can take advantage of this and generate more efficient code.
1801      For example, targets like Altivec, that support widen_mult using a sequence
1802      of {mult_even,mult_odd} generate the following vectors:
1803         vect1: [res1,res3,res5,res7], vect2: [res2,res4,res6,res8].  */
1804
1805    if (STMT_VINFO_RELEVANT (stmt_info) == vect_used_by_reduction)
1806      ordered_p = false;
1807    else
1808      ordered_p = true;
1809
1810   if (!ordered_p
1811       && code == WIDEN_MULT_EXPR
1812       && targetm.vectorize.builtin_mul_widen_even
1813       && targetm.vectorize.builtin_mul_widen_even (vectype)
1814       && targetm.vectorize.builtin_mul_widen_odd
1815       && targetm.vectorize.builtin_mul_widen_odd (vectype))
1816     {
1817       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1818         fprintf (vect_dump, "Unordered widening operation detected.");
1819
1820       *code1 = *code2 = CALL_EXPR;
1821       *decl1 = targetm.vectorize.builtin_mul_widen_even (vectype);
1822       *decl2 = targetm.vectorize.builtin_mul_widen_odd (vectype);
1823       return true;
1824     }
1825
1826   switch (code)
1827     {
1828     case WIDEN_MULT_EXPR:
1829       if (BYTES_BIG_ENDIAN)
1830         {
1831           c1 = VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR;
1832           c2 = VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR;
1833         }
1834       else
1835         {
1836           c2 = VEC_WIDEN_MULT_HI_EXPR;
1837           c1 = VEC_WIDEN_MULT_LO_EXPR;
1838         }
1839       break;
1840
1841     case NOP_EXPR:
1842       if (BYTES_BIG_ENDIAN)
1843         {
1844           c1 = VEC_UNPACK_HI_EXPR;
1845           c2 = VEC_UNPACK_LO_EXPR;
1846         }
1847       else
1848         {
1849           c2 = VEC_UNPACK_HI_EXPR;
1850           c1 = VEC_UNPACK_LO_EXPR;
1851         }
1852       break;
1853
1854     default:
1855       gcc_unreachable ();
1856     }
1857
1858   *code1 = c1;
1859   *code2 = c2;
1860   optab1 = optab_for_tree_code (c1, vectype);
1861   optab2 = optab_for_tree_code (c2, vectype);
1862
1863   if (!optab1 || !optab2)
1864     return false;
1865
1866   vec_mode = TYPE_MODE (vectype);
1867   if ((icode1 = optab1->handlers[(int) vec_mode].insn_code) == CODE_FOR_nothing
1868       || insn_data[icode1].operand[0].mode != TYPE_MODE (wide_vectype)
1869       || (icode2 = optab2->handlers[(int) vec_mode].insn_code)
1870                                                         == CODE_FOR_nothing
1871       || insn_data[icode2].operand[0].mode != TYPE_MODE (wide_vectype))
1872     return false;
1873
1874   return true;
1875 }
1876
1877
1878 /* Function reduction_code_for_scalar_code
1879
1880    Input:
1881    CODE - tree_code of a reduction operations.
1882
1883    Output:
1884    REDUC_CODE - the corresponding tree-code to be used to reduce the
1885       vector of partial results into a single scalar result (which
1886       will also reside in a vector).
1887
1888    Return TRUE if a corresponding REDUC_CODE was found, FALSE otherwise.  */
1889
1890 bool
1891 reduction_code_for_scalar_code (enum tree_code code,
1892                                 enum tree_code *reduc_code)
1893 {
1894   switch (code)
1895   {
1896   case MAX_EXPR:
1897     *reduc_code = REDUC_MAX_EXPR;
1898     return true;
1899
1900   case MIN_EXPR:
1901     *reduc_code = REDUC_MIN_EXPR;
1902     return true;
1903
1904   case PLUS_EXPR:
1905     *reduc_code = REDUC_PLUS_EXPR;
1906     return true;
1907
1908   default:
1909     return false;
1910   }
1911 }
1912
1913
1914 /* Function vect_is_simple_reduction
1915
1916    Detect a cross-iteration def-use cucle that represents a simple
1917    reduction computation. We look for the following pattern:
1918
1919    loop_header:
1920      a1 = phi < a0, a2 >
1921      a3 = ...
1922      a2 = operation (a3, a1)
1923   
1924    such that:
1925    1. operation is commutative and associative and it is safe to 
1926       change the order of the computation.
1927    2. no uses for a2 in the loop (a2 is used out of the loop)
1928    3. no uses of a1 in the loop besides the reduction operation.
1929
1930    Condition 1 is tested here.
1931    Conditions 2,3 are tested in vect_mark_stmts_to_be_vectorized.  */
1932
1933 tree
1934 vect_is_simple_reduction (struct loop *loop, tree phi)
1935 {
1936   edge latch_e = loop_latch_edge (loop);
1937   tree loop_arg = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, latch_e);
1938   tree def_stmt, def1, def2;
1939   enum tree_code code;
1940   int op_type;
1941   tree operation, op1, op2;
1942   tree type;
1943
1944   if (TREE_CODE (loop_arg) != SSA_NAME)
1945     {
1946       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1947         {
1948           fprintf (vect_dump, "reduction: not ssa_name: ");
1949           print_generic_expr (vect_dump, loop_arg, TDF_SLIM);
1950         }
1951       return NULL_TREE;
1952     }
1953
1954   def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (loop_arg);
1955   if (!def_stmt)
1956     {
1957       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1958         fprintf (vect_dump, "reduction: no def_stmt.");
1959       return NULL_TREE;
1960     }
1961
1962   if (TREE_CODE (def_stmt) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
1963     {
1964       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1965         {
1966           print_generic_expr (vect_dump, def_stmt, TDF_SLIM);
1967         }
1968       return NULL_TREE;
1969     }
1970
1971   operation = GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1);
1972   code = TREE_CODE (operation);
1973   if (!commutative_tree_code (code) || !associative_tree_code (code))
1974     {
1975       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1976         {
1977           fprintf (vect_dump, "reduction: not commutative/associative: ");
1978           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
1979         }
1980       return NULL_TREE;
1981     }
1982
1983   op_type = TREE_CODE_LENGTH (code);
1984   if (op_type != binary_op)
1985     {
1986       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1987         {
1988           fprintf (vect_dump, "reduction: not binary operation: ");
1989           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
1990         }
1991       return NULL_TREE;
1992     }
1993
1994   op1 = TREE_OPERAND (operation, 0);
1995   op2 = TREE_OPERAND (operation, 1);
1996   if (TREE_CODE (op1) != SSA_NAME || TREE_CODE (op2) != SSA_NAME)
1997     {
1998       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
1999         {
2000           fprintf (vect_dump, "reduction: uses not ssa_names: ");
2001           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2002         }
2003       return NULL_TREE;
2004     }
2005
2006   /* Check that it's ok to change the order of the computation.  */
2007   type = TREE_TYPE (operation);
2008   if (TYPE_MAIN_VARIANT (type) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (op1))
2009       || TYPE_MAIN_VARIANT (type) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (op2)))
2010     {
2011       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2012         {
2013           fprintf (vect_dump, "reduction: multiple types: operation type: ");
2014           print_generic_expr (vect_dump, type, TDF_SLIM);
2015           fprintf (vect_dump, ", operands types: ");
2016           print_generic_expr (vect_dump, TREE_TYPE (op1), TDF_SLIM);
2017           fprintf (vect_dump, ",");
2018           print_generic_expr (vect_dump, TREE_TYPE (op2), TDF_SLIM);
2019         }
2020       return NULL_TREE;
2021     }
2022
2023   /* CHECKME: check for !flag_finite_math_only too?  */
2024   if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type) && !flag_unsafe_math_optimizations)
2025     {
2026       /* Changing the order of operations changes the semantics.  */
2027       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2028         {
2029           fprintf (vect_dump, "reduction: unsafe fp math optimization: ");
2030           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2031         }
2032       return NULL_TREE;
2033     }
2034   else if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_UNSIGNED (type) && flag_trapv)
2035     {
2036       /* Changing the order of operations changes the semantics.  */
2037       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2038         {
2039           fprintf (vect_dump, "reduction: unsafe int math optimization: ");
2040           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2041         }
2042       return NULL_TREE;
2043     }
2044
2045   /* reduction is safe. we're dealing with one of the following:
2046      1) integer arithmetic and no trapv
2047      2) floating point arithmetic, and special flags permit this optimization.
2048    */
2049   def1 = SSA_NAME_DEF_STMT (op1);
2050   def2 = SSA_NAME_DEF_STMT (op2);
2051   if (!def1 || !def2)
2052     {
2053       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2054         {
2055           fprintf (vect_dump, "reduction: no defs for operands: ");
2056           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2057         }
2058       return NULL_TREE;
2059     }
2060
2061   if (TREE_CODE (def1) == GIMPLE_MODIFY_STMT
2062       && flow_bb_inside_loop_p (loop, bb_for_stmt (def1))
2063       && def2 == phi)
2064     {
2065       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2066         {
2067           fprintf (vect_dump, "detected reduction:");
2068           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2069         }
2070       return def_stmt;
2071     }
2072   else if (TREE_CODE (def2) == GIMPLE_MODIFY_STMT
2073       && flow_bb_inside_loop_p (loop, bb_for_stmt (def2))
2074       && def1 == phi)
2075     {
2076       /* Swap operands (just for simplicity - so that the rest of the code
2077          can assume that the reduction variable is always the last (second)
2078          argument).  */
2079       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2080         {
2081           fprintf (vect_dump, "detected reduction: need to swap operands:");
2082           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2083         }
2084       swap_tree_operands (def_stmt, &TREE_OPERAND (operation, 0), 
2085                                     &TREE_OPERAND (operation, 1));
2086       return def_stmt;
2087     }
2088   else
2089     {
2090       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2091         {
2092           fprintf (vect_dump, "reduction: unknown pattern.");
2093           print_generic_expr (vect_dump, operation, TDF_SLIM);
2094         }
2095       return NULL_TREE;
2096     }
2097 }
2098
2099
2100 /* Function vect_is_simple_iv_evolution.
2101
2102    FORNOW: A simple evolution of an induction variables in the loop is
2103    considered a polynomial evolution with constant step.  */
2104
2105 bool
2106 vect_is_simple_iv_evolution (unsigned loop_nb, tree access_fn, tree * init, 
2107                              tree * step)
2108 {
2109   tree init_expr;
2110   tree step_expr;
2111   
2112   tree evolution_part = evolution_part_in_loop_num (access_fn, loop_nb);
2113
2114   /* When there is no evolution in this loop, the evolution function
2115      is not "simple".  */  
2116   if (evolution_part == NULL_TREE)
2117     return false;
2118   
2119   /* When the evolution is a polynomial of degree >= 2
2120      the evolution function is not "simple".  */
2121   if (tree_is_chrec (evolution_part))
2122     return false;
2123   
2124   step_expr = evolution_part;
2125   init_expr = unshare_expr (initial_condition_in_loop_num (access_fn,
2126                                                            loop_nb));
2127
2128   if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2129     {
2130       fprintf (vect_dump, "step: ");
2131       print_generic_expr (vect_dump, step_expr, TDF_SLIM);
2132       fprintf (vect_dump, ",  init: ");
2133       print_generic_expr (vect_dump, init_expr, TDF_SLIM);
2134     }
2135
2136   *init = init_expr;
2137   *step = step_expr;
2138
2139   if (TREE_CODE (step_expr) != INTEGER_CST)
2140     {
2141       if (vect_print_dump_info (REPORT_DETAILS))
2142         fprintf (vect_dump, "step unknown.");
2143       return false;
2144     }
2145
2146   return true;
2147 }
2148
2149
2150 /* Function vectorize_loops.
2151    
2152    Entry Point to loop vectorization phase.  */
2153
2154 unsigned
2155 vectorize_loops (void)
2156 {
2157   unsigned int i;
2158   unsigned int num_vectorized_loops = 0;
2159   unsigned int vect_loops_num;
2160   loop_iterator li;
2161   struct loop *loop;
2162
2163   /* Fix the verbosity level if not defined explicitly by the user.  */
2164   vect_set_dump_settings ();
2165
2166   /* Allocate the bitmap that records which virtual variables that 
2167      need to be renamed.  */
2168   vect_memsyms_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
2169
2170   /*  ----------- Analyze loops. -----------  */
2171
2172   /* If some loop was duplicated, it gets bigger number 
2173      than all previously defined loops. This fact allows us to run 
2174      only over initial loops skipping newly generated ones.  */
2175   vect_loops_num = number_of_loops ();
2176   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_ONLY_OLD)
2177     {
2178       loop_vec_info loop_vinfo;
2179
2180       vect_loop_location = find_loop_location (loop);
2181       loop_vinfo = vect_analyze_loop (loop);
2182       loop->aux = loop_vinfo;
2183
2184       if (!loop_vinfo || !LOOP_VINFO_VECTORIZABLE_P (loop_vinfo))
2185         continue;
2186
2187       vect_transform_loop (loop_vinfo);
2188       num_vectorized_loops++;
2189     }
2190   vect_loop_location = UNKNOWN_LOC;
2191
2192   if (vect_print_dump_info (REPORT_VECTORIZED_LOOPS))
2193     fprintf (vect_dump, "vectorized %u loops in function.\n",
2194              num_vectorized_loops);
2195
2196   /*  ----------- Finalize. -----------  */
2197
2198   BITMAP_FREE (vect_memsyms_to_rename);
2199
2200   for (i = 1; i < vect_loops_num; i++)
2201     {
2202       loop_vec_info loop_vinfo;
2203
2204       loop = get_loop (i);
2205       if (!loop)
2206         continue;
2207       loop_vinfo = loop->aux;
2208       destroy_loop_vec_info (loop_vinfo);
2209       loop->aux = NULL;
2210     }
2211
2212   return num_vectorized_loops > 0 ? TODO_cleanup_cfg : 0;
2213 }
2214
2215 /* Increase alignment of global arrays to improve vectorization potential.
2216    TODO:
2217    - Consider also structs that have an array field.
2218    - Use ipa analysis to prune arrays that can't be vectorized?
2219      This should involve global alignment analysis and in the future also
2220      array padding.  */
2221
2222 static unsigned int
2223 increase_alignment (void)
2224 {
2225   struct varpool_node *vnode;
2226
2227   /* Increase the alignment of all global arrays for vectorization.  */
2228   for (vnode = varpool_nodes_queue;
2229        vnode;
2230        vnode = vnode->next_needed)
2231     {
2232       tree vectype, decl = vnode->decl;
2233       unsigned int alignment;
2234
2235       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ARRAY_TYPE)
2236         continue;
2237       vectype = get_vectype_for_scalar_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)));
2238       if (!vectype)
2239         continue;
2240       alignment = TYPE_ALIGN (vectype);
2241       if (DECL_ALIGN (decl) >= alignment)
2242         continue;
2243
2244       if (vect_can_force_dr_alignment_p (decl, alignment))
2245         { 
2246           DECL_ALIGN (decl) = TYPE_ALIGN (vectype);
2247           DECL_USER_ALIGN (decl) = 1;
2248           if (dump_file)
2249             { 
2250               fprintf (dump_file, "Increasing alignment of decl: ");
2251               print_generic_expr (dump_file, decl, TDF_SLIM);
2252             }
2253         }
2254     }
2255   return 0;
2256 }
2257
2258 static int
2259 gate_increase_alignment (void)
2260 {
2261   return flag_section_anchors && flag_tree_vectorize;
2262 }
2263
2264 struct tree_opt_pass pass_ipa_increase_alignment = 
2265 {
2266   "increase_alignment",                 /* name */
2267   gate_increase_alignment,              /* gate */
2268   increase_alignment,                   /* execute */
2269   NULL,                                 /* sub */
2270   NULL,                                 /* next */
2271   0,                                    /* static_pass_number */
2272   0,                                    /* tv_id */
2273   0,                                    /* properties_required */
2274   0,                                    /* properties_provided */
2275   0,                                    /* properties_destroyed */
2276   0,                                    /* todo_flags_start */
2277   0,                                    /* todo_flags_finish */
2278   0                                     /* letter */
2279 };