OSDN Git Service

* config/sh/elf.h (LIB_SPEC): Define.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-math-opts.c
index 76b0c3e..ed9b7a9 100644 (file)
@@ -1,22 +1,22 @@
 /* Global, SSA-based optimizations using mathematical identities.
-   Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.
-   
+   Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
+   Free Software Foundation, Inc.
+
 This file is part of GCC.
-   
+
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
 under the terms of the GNU General Public License as published by the
-Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
+Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
 later version.
-   
+
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
-   
+
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
-02110-1301, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /* Currently, the only mini-pass in this file tries to CSE reciprocal
    operations.  These are common in sequences such as this one:
@@ -92,13 +92,17 @@ Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
 #include "flags.h"
 #include "tree.h"
 #include "tree-flow.h"
-#include "real.h"
 #include "timevar.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "alloc-pool.h"
 #include "basic-block.h"
 #include "target.h"
+#include "gimple-pretty-print.h"
 
+/* FIXME: RTL headers have to be included here for optabs.  */
+#include "rtl.h"               /* Because optabs.h wants enum rtx_code.  */
+#include "expr.h"              /* Because optabs.h wants sepops.  */
+#include "optabs.h"
 
 /* This structure represents one basic block that either computes a
    division, or is a common dominator for basic block that compute a
@@ -111,9 +115,9 @@ struct occurrence {
      inserted in BB.  */
   tree recip_def;
 
-  /* If non-NULL, the MODIFY_EXPR for a reciprocal computation that
+  /* If non-NULL, the GIMPLE_ASSIGN for a reciprocal computation that
      was inserted in BB.  */
-  tree recip_def_stmt;
+  gimple recip_def_stmt;
 
   /* Pointer to a list of "struct occurrence"s for blocks dominated
      by BB.  */
@@ -151,7 +155,7 @@ occ_new (basic_block bb, struct occurrence *children)
 {
   struct occurrence *occ;
 
-  occ = bb->aux = pool_alloc (occ_pool);
+  bb->aux = occ = (struct occurrence *) pool_alloc (occ_pool);
   memset (occ, 0, sizeof (struct occurrence));
 
   occ->bb = bb;
@@ -272,11 +276,15 @@ compute_merit (struct occurrence *occ)
 
 /* Return whether USE_STMT is a floating-point division by DEF.  */
 static inline bool
-is_division_by (tree use_stmt, tree def)
+is_division_by (gimple use_stmt, tree def)
 {
-  return TREE_CODE (use_stmt) == MODIFY_EXPR
-        && TREE_CODE (TREE_OPERAND (use_stmt, 1)) == RDIV_EXPR
-        && TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (use_stmt, 1), 1) == def;
+  return is_gimple_assign (use_stmt)
+        && gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == RDIV_EXPR
+        && gimple_assign_rhs2 (use_stmt) == def
+        /* Do not recognize x / x as valid division, as we are getting
+           confused later by replacing all immediate uses x in such
+           a stmt.  */
+        && gimple_assign_rhs1 (use_stmt) != def;
 }
 
 /* Walk the subset of the dominator tree rooted at OCC, setting the
@@ -289,11 +297,12 @@ is_division_by (tree use_stmt, tree def)
    be used.  */
 
 static void
-insert_reciprocals (block_stmt_iterator *def_bsi, struct occurrence *occ,
+insert_reciprocals (gimple_stmt_iterator *def_gsi, struct occurrence *occ,
                    tree def, tree recip_def, int threshold)
 {
-  tree type, new_stmt;
-  block_stmt_iterator bsi;
+  tree type;
+  gimple new_stmt;
+  gimple_stmt_iterator gsi;
   struct occurrence *occ_child;
 
   if (!recip_def
@@ -303,33 +312,31 @@ insert_reciprocals (block_stmt_iterator *def_bsi, struct occurrence *occ,
       /* Make a variable with the replacement and substitute it.  */
       type = TREE_TYPE (def);
       recip_def = make_rename_temp (type, "reciptmp");
-      new_stmt = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, recip_def,
-                        fold_build2 (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type),
-                                     def));
-  
-  
+      new_stmt = gimple_build_assign_with_ops (RDIV_EXPR, recip_def,
+                                              build_one_cst (type), def);
+
       if (occ->bb_has_division)
         {
           /* Case 1: insert before an existing division.  */
-          bsi = bsi_after_labels (occ->bb);
-          while (!bsi_end_p (bsi) && !is_division_by (bsi_stmt (bsi), def))
-           bsi_next (&bsi);
+          gsi = gsi_after_labels (occ->bb);
+          while (!gsi_end_p (gsi) && !is_division_by (gsi_stmt (gsi), def))
+           gsi_next (&gsi);
 
-          bsi_insert_before (&bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
+          gsi_insert_before (&gsi, new_stmt, GSI_SAME_STMT);
         }
-      else if (def_bsi && occ->bb == def_bsi->bb)
+      else if (def_gsi && occ->bb == def_gsi->bb)
         {
           /* Case 2: insert right after the definition.  Note that this will
             never happen if the definition statement can throw, because in
             that case the sole successor of the statement's basic block will
             dominate all the uses as well.  */
-          bsi_insert_after (def_bsi, new_stmt, BSI_NEW_STMT);
+          gsi_insert_after (def_gsi, new_stmt, GSI_NEW_STMT);
         }
       else
         {
           /* Case 3: insert in a basic block not containing defs/uses.  */
-          bsi = bsi_after_labels (occ->bb);
-          bsi_insert_before (&bsi, new_stmt, BSI_SAME_STMT);
+          gsi = gsi_after_labels (occ->bb);
+          gsi_insert_before (&gsi, new_stmt, GSI_SAME_STMT);
         }
 
       occ->recip_def_stmt = new_stmt;
@@ -337,7 +344,7 @@ insert_reciprocals (block_stmt_iterator *def_bsi, struct occurrence *occ,
 
   occ->recip_def = recip_def;
   for (occ_child = occ->children; occ_child; occ_child = occ_child->next)
-    insert_reciprocals (def_bsi, occ_child, def, recip_def, threshold);
+    insert_reciprocals (def_gsi, occ_child, def, recip_def, threshold);
 }
 
 
@@ -347,13 +354,14 @@ insert_reciprocals (block_stmt_iterator *def_bsi, struct occurrence *occ,
 static inline void
 replace_reciprocal (use_operand_p use_p)
 {
-  tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
-  basic_block bb = bb_for_stmt (use_stmt);
+  gimple use_stmt = USE_STMT (use_p);
+  basic_block bb = gimple_bb (use_stmt);
   struct occurrence *occ = (struct occurrence *) bb->aux;
 
-  if (occ->recip_def && use_stmt != occ->recip_def_stmt)
+  if (optimize_bb_for_speed_p (bb)
+      && occ->recip_def && use_stmt != occ->recip_def_stmt)
     {
-      TREE_SET_CODE (TREE_OPERAND (use_stmt, 1), MULT_EXPR);
+      gimple_assign_set_rhs_code (use_stmt, MULT_EXPR);
       SET_USE (use_p, occ->recip_def);
       fold_stmt_inplace (use_stmt);
       update_stmt (use_stmt);
@@ -394,7 +402,7 @@ free_bb (struct occurrence *occ)
    DEF must be a GIMPLE register of a floating-point type.  */
 
 static void
-execute_cse_reciprocals_1 (block_stmt_iterator *def_bsi, tree def)
+execute_cse_reciprocals_1 (gimple_stmt_iterator *def_gsi, tree def)
 {
   use_operand_p use_p;
   imm_use_iterator use_iter;
@@ -405,23 +413,23 @@ execute_cse_reciprocals_1 (block_stmt_iterator *def_bsi, tree def)
 
   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, use_iter, def)
     {
-      tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
+      gimple use_stmt = USE_STMT (use_p);
       if (is_division_by (use_stmt, def))
        {
-         register_division_in (bb_for_stmt (use_stmt));
+         register_division_in (gimple_bb (use_stmt));
          count++;
        }
     }
-  
+
   /* Do the expensive part only if we can hope to optimize something.  */
   threshold = targetm.min_divisions_for_recip_mul (TYPE_MODE (TREE_TYPE (def)));
   if (count >= threshold)
     {
-      tree use_stmt;
+      gimple use_stmt;
       for (occ = occ_head; occ; occ = occ->next)
        {
          compute_merit (occ);
-         insert_reciprocals (def_bsi, occ, def, NULL, threshold);
+         insert_reciprocals (def_gsi, occ, def, NULL, threshold);
        }
 
       FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, use_iter, def)
@@ -440,14 +448,12 @@ execute_cse_reciprocals_1 (block_stmt_iterator *def_bsi, tree def)
   occ_head = NULL;
 }
 
-
 static bool
 gate_cse_reciprocals (void)
 {
-  return optimize && !optimize_size && flag_unsafe_math_optimizations;
+  return optimize && flag_reciprocal_math;
 }
 
-
 /* Go through all the floating-point SSA_NAMEs, and call
    execute_cse_reciprocals_1 on each of them.  */
 static unsigned int
@@ -468,7 +474,7 @@ execute_cse_reciprocals (void)
     gcc_assert (!bb->aux);
 #endif
 
-  for (arg = DECL_ARGUMENTS (cfun->decl); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
+  for (arg = DECL_ARGUMENTS (cfun->decl); arg; arg = DECL_CHAIN (arg))
     if (gimple_default_def (cfun, arg)
        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (arg))
        && is_gimple_reg (arg))
@@ -476,25 +482,101 @@ execute_cse_reciprocals (void)
 
   FOR_EACH_BB (bb)
     {
-      block_stmt_iterator bsi;
-      tree phi, def;
+      gimple_stmt_iterator gsi;
+      gimple phi;
+      tree def;
 
-      for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
+      for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
        {
+         phi = gsi_stmt (gsi);
          def = PHI_RESULT (phi);
          if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
              && is_gimple_reg (def))
            execute_cse_reciprocals_1 (NULL, def);
        }
 
-      for (bsi = bsi_after_labels (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
         {
-         tree stmt = bsi_stmt (bsi);
-         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+
+         if (gimple_has_lhs (stmt)
              && (def = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, SSA_OP_DEF)) != NULL
              && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (def))
              && TREE_CODE (def) == SSA_NAME)
-           execute_cse_reciprocals_1 (&bsi, def);
+           execute_cse_reciprocals_1 (&gsi, def);
+       }
+
+      if (optimize_bb_for_size_p (bb))
+        continue;
+
+      /* Scan for a/func(b) and convert it to reciprocal a*rfunc(b).  */
+      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+        {
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+         tree fndecl;
+
+         if (is_gimple_assign (stmt)
+             && gimple_assign_rhs_code (stmt) == RDIV_EXPR)
+           {
+             tree arg1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+             gimple stmt1;
+
+             if (TREE_CODE (arg1) != SSA_NAME)
+               continue;
+
+             stmt1 = SSA_NAME_DEF_STMT (arg1);
+
+             if (is_gimple_call (stmt1)
+                 && gimple_call_lhs (stmt1)
+                 && (fndecl = gimple_call_fndecl (stmt1))
+                 && (DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
+                     || DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_MD))
+               {
+                 enum built_in_function code;
+                 bool md_code, fail;
+                 imm_use_iterator ui;
+                 use_operand_p use_p;
+
+                 code = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
+                 md_code = DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_MD;
+
+                 fndecl = targetm.builtin_reciprocal (code, md_code, false);
+                 if (!fndecl)
+                   continue;
+
+                 /* Check that all uses of the SSA name are divisions,
+                    otherwise replacing the defining statement will do
+                    the wrong thing.  */
+                 fail = false;
+                 FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, ui, arg1)
+                   {
+                     gimple stmt2 = USE_STMT (use_p);
+                     if (is_gimple_debug (stmt2))
+                       continue;
+                     if (!is_gimple_assign (stmt2)
+                         || gimple_assign_rhs_code (stmt2) != RDIV_EXPR
+                         || gimple_assign_rhs1 (stmt2) == arg1
+                         || gimple_assign_rhs2 (stmt2) != arg1)
+                       {
+                         fail = true;
+                         break;
+                       }
+                   }
+                 if (fail)
+                   continue;
+
+                 gimple_replace_lhs (stmt1, arg1);
+                 gimple_call_set_fndecl (stmt1, fndecl);
+                 update_stmt (stmt1);
+
+                 FOR_EACH_IMM_USE_STMT (stmt, ui, arg1)
+                   {
+                     gimple_assign_set_rhs_code (stmt, MULT_EXPR);
+                     fold_stmt_inplace (stmt);
+                     update_stmt (stmt);
+                   }
+               }
+           }
        }
     }
 
@@ -504,20 +586,1191 @@ execute_cse_reciprocals (void)
   return 0;
 }
 
-struct tree_opt_pass pass_cse_reciprocals =
+struct gimple_opt_pass pass_cse_reciprocals =
 {
+ {
+  GIMPLE_PASS,
   "recip",                             /* name */
   gate_cse_reciprocals,                        /* gate */
   execute_cse_reciprocals,             /* execute */
   NULL,                                        /* sub */
   NULL,                                        /* next */
   0,                                   /* static_pass_number */
-  0,                                   /* tv_id */
+  TV_NONE,                             /* tv_id */
   PROP_ssa,                            /* properties_required */
   0,                                   /* properties_provided */
   0,                                   /* properties_destroyed */
   0,                                   /* todo_flags_start */
   TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
-    | TODO_verify_stmts,                /* todo_flags_finish */
-  0                                    /* letter */
+    | TODO_verify_stmts                /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* Records an occurrence at statement USE_STMT in the vector of trees
+   STMTS if it is dominated by *TOP_BB or dominates it or this basic block
+   is not yet initialized.  Returns true if the occurrence was pushed on
+   the vector.  Adjusts *TOP_BB to be the basic block dominating all
+   statements in the vector.  */
+
+static bool
+maybe_record_sincos (VEC(gimple, heap) **stmts,
+                    basic_block *top_bb, gimple use_stmt)
+{
+  basic_block use_bb = gimple_bb (use_stmt);
+  if (*top_bb
+      && (*top_bb == use_bb
+         || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, use_bb, *top_bb)))
+    VEC_safe_push (gimple, heap, *stmts, use_stmt);
+  else if (!*top_bb
+          || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, *top_bb, use_bb))
+    {
+      VEC_safe_push (gimple, heap, *stmts, use_stmt);
+      *top_bb = use_bb;
+    }
+  else
+    return false;
+
+  return true;
+}
+
+/* Look for sin, cos and cexpi calls with the same argument NAME and
+   create a single call to cexpi CSEing the result in this case.
+   We first walk over all immediate uses of the argument collecting
+   statements that we can CSE in a vector and in a second pass replace
+   the statement rhs with a REALPART or IMAGPART expression on the
+   result of the cexpi call we insert before the use statement that
+   dominates all other candidates.  */
+
+static bool
+execute_cse_sincos_1 (tree name)
+{
+  gimple_stmt_iterator gsi;
+  imm_use_iterator use_iter;
+  tree fndecl, res, type;
+  gimple def_stmt, use_stmt, stmt;
+  int seen_cos = 0, seen_sin = 0, seen_cexpi = 0;
+  VEC(gimple, heap) *stmts = NULL;
+  basic_block top_bb = NULL;
+  int i;
+  bool cfg_changed = false;
+
+  type = TREE_TYPE (name);
+  FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, use_iter, name)
+    {
+      if (gimple_code (use_stmt) != GIMPLE_CALL
+         || !gimple_call_lhs (use_stmt)
+         || !(fndecl = gimple_call_fndecl (use_stmt))
+         || DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) != BUILT_IN_NORMAL)
+       continue;
+
+      switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
+       {
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
+         seen_cos |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
+         break;
+
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
+         seen_sin |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
+         break;
+
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
+         seen_cexpi |= maybe_record_sincos (&stmts, &top_bb, use_stmt) ? 1 : 0;
+         break;
+
+       default:;
+       }
+    }
+
+  if (seen_cos + seen_sin + seen_cexpi <= 1)
+    {
+      VEC_free(gimple, heap, stmts);
+      return false;
+    }
+
+  /* Simply insert cexpi at the beginning of top_bb but not earlier than
+     the name def statement.  */
+  fndecl = mathfn_built_in (type, BUILT_IN_CEXPI);
+  if (!fndecl)
+    return false;
+  res = create_tmp_reg (TREE_TYPE (TREE_TYPE (fndecl)), "sincostmp");
+  stmt = gimple_build_call (fndecl, 1, name);
+  res = make_ssa_name (res, stmt);
+  gimple_call_set_lhs (stmt, res);
+
+  def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
+  if (!SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (name)
+      && gimple_code (def_stmt) != GIMPLE_PHI
+      && gimple_bb (def_stmt) == top_bb)
+    {
+      gsi = gsi_for_stmt (def_stmt);
+      gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_SAME_STMT);
+    }
+  else
+    {
+      gsi = gsi_after_labels (top_bb);
+      gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_SAME_STMT);
+    }
+  update_stmt (stmt);
+
+  /* And adjust the recorded old call sites.  */
+  for (i = 0; VEC_iterate(gimple, stmts, i, use_stmt); ++i)
+    {
+      tree rhs = NULL;
+      fndecl = gimple_call_fndecl (use_stmt);
+
+      switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
+       {
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
+         rhs = fold_build1 (REALPART_EXPR, type, res);
+         break;
+
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
+         rhs = fold_build1 (IMAGPART_EXPR, type, res);
+         break;
+
+       CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
+         rhs = res;
+         break;
+
+       default:;
+         gcc_unreachable ();
+       }
+
+       /* Replace call with a copy.  */
+       stmt = gimple_build_assign (gimple_call_lhs (use_stmt), rhs);
+
+       gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
+       gsi_replace (&gsi, stmt, true);
+       if (gimple_purge_dead_eh_edges (gimple_bb (stmt)))
+         cfg_changed = true;
+    }
+
+  VEC_free(gimple, heap, stmts);
+
+  return cfg_changed;
+}
+
+/* Go through all calls to sin, cos and cexpi and call execute_cse_sincos_1
+   on the SSA_NAME argument of each of them.  */
+
+static unsigned int
+execute_cse_sincos (void)
+{
+  basic_block bb;
+  bool cfg_changed = false;
+
+  calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi;
+
+      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+        {
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+         tree fndecl;
+
+         if (is_gimple_call (stmt)
+             && gimple_call_lhs (stmt)
+             && (fndecl = gimple_call_fndecl (stmt))
+             && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL)
+           {
+             tree arg;
+
+             switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
+               {
+               CASE_FLT_FN (BUILT_IN_COS):
+               CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SIN):
+               CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CEXPI):
+                 arg = gimple_call_arg (stmt, 0);
+                 if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
+                   cfg_changed |= execute_cse_sincos_1 (arg);
+                 break;
+
+               default:;
+               }
+           }
+       }
+    }
+
+  free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+  return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
+}
+
+static bool
+gate_cse_sincos (void)
+{
+  /* Make sure we have either sincos or cexp.  */
+  return (TARGET_HAS_SINCOS
+         || TARGET_C99_FUNCTIONS)
+        && optimize;
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_cse_sincos =
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  "sincos",                            /* name */
+  gate_cse_sincos,                     /* gate */
+  execute_cse_sincos,                  /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_NONE,                             /* tv_id */
+  PROP_ssa,                            /* properties_required */
+  0,                                   /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
+    | TODO_verify_stmts                 /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* A symbolic number is used to detect byte permutation and selection
+   patterns.  Therefore the field N contains an artificial number
+   consisting of byte size markers:
+
+   0    - byte has the value 0
+   1..size - byte contains the content of the byte
+   number indexed with that value minus one  */
+
+struct symbolic_number {
+  unsigned HOST_WIDEST_INT n;
+  int size;
+};
+
+/* Perform a SHIFT or ROTATE operation by COUNT bits on symbolic
+   number N.  Return false if the requested operation is not permitted
+   on a symbolic number.  */
+
+static inline bool
+do_shift_rotate (enum tree_code code,
+                struct symbolic_number *n,
+                int count)
+{
+  if (count % 8 != 0)
+    return false;
+
+  /* Zero out the extra bits of N in order to avoid them being shifted
+     into the significant bits.  */
+  if (n->size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
+    n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << (n->size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
+
+  switch (code)
+    {
+    case LSHIFT_EXPR:
+      n->n <<= count;
+      break;
+    case RSHIFT_EXPR:
+      n->n >>= count;
+      break;
+    case LROTATE_EXPR:
+      n->n = (n->n << count) | (n->n >> ((n->size * BITS_PER_UNIT) - count));
+      break;
+    case RROTATE_EXPR:
+      n->n = (n->n >> count) | (n->n << ((n->size * BITS_PER_UNIT) - count));
+      break;
+    default:
+      return false;
+    }
+  return true;
+}
+
+/* Perform sanity checking for the symbolic number N and the gimple
+   statement STMT.  */
+
+static inline bool
+verify_symbolic_number_p (struct symbolic_number *n, gimple stmt)
+{
+  tree lhs_type;
+
+  lhs_type = gimple_expr_type (stmt);
+
+  if (TREE_CODE (lhs_type) != INTEGER_TYPE)
+    return false;
+
+  if (TYPE_PRECISION (lhs_type) != n->size * BITS_PER_UNIT)
+    return false;
+
+  return true;
+}
+
+/* find_bswap_1 invokes itself recursively with N and tries to perform
+   the operation given by the rhs of STMT on the result.  If the
+   operation could successfully be executed the function returns the
+   tree expression of the source operand and NULL otherwise.  */
+
+static tree
+find_bswap_1 (gimple stmt, struct symbolic_number *n, int limit)
+{
+  enum tree_code code;
+  tree rhs1, rhs2 = NULL;
+  gimple rhs1_stmt, rhs2_stmt;
+  tree source_expr1;
+  enum gimple_rhs_class rhs_class;
+
+  if (!limit || !is_gimple_assign (stmt))
+    return NULL_TREE;
+
+  rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+
+  if (TREE_CODE (rhs1) != SSA_NAME)
+    return NULL_TREE;
+
+  code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+  rhs_class = gimple_assign_rhs_class (stmt);
+  rhs1_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
+    rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+
+  /* Handle unary rhs and binary rhs with integer constants as second
+     operand.  */
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS
+      || (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS
+         && TREE_CODE (rhs2) == INTEGER_CST))
+    {
+      if (code != BIT_AND_EXPR
+         && code != LSHIFT_EXPR
+         && code != RSHIFT_EXPR
+         && code != LROTATE_EXPR
+         && code != RROTATE_EXPR
+         && code != NOP_EXPR
+         && code != CONVERT_EXPR)
+       return NULL_TREE;
+
+      source_expr1 = find_bswap_1 (rhs1_stmt, n, limit - 1);
+
+      /* If find_bswap_1 returned NULL STMT is a leaf node and we have
+        to initialize the symbolic number.  */
+      if (!source_expr1)
+       {
+         /* Set up the symbolic number N by setting each byte to a
+            value between 1 and the byte size of rhs1.  The highest
+            order byte is set to n->size and the lowest order
+            byte to 1.  */
+         n->size = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (rhs1));
+         if (n->size % BITS_PER_UNIT != 0)
+           return NULL_TREE;
+         n->size /= BITS_PER_UNIT;
+         n->n = (sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8 ? 0 :
+                 (unsigned HOST_WIDEST_INT)0x08070605 << 32 | 0x04030201);
+
+         if (n->size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
+           n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 <<
+                    (n->size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
+
+         source_expr1 = rhs1;
+       }
+
+      switch (code)
+       {
+       case BIT_AND_EXPR:
+         {
+           int i;
+           unsigned HOST_WIDEST_INT val = widest_int_cst_value (rhs2);
+           unsigned HOST_WIDEST_INT tmp = val;
+
+           /* Only constants masking full bytes are allowed.  */
+           for (i = 0; i < n->size; i++, tmp >>= BITS_PER_UNIT)
+             if ((tmp & 0xff) != 0 && (tmp & 0xff) != 0xff)
+               return NULL_TREE;
+
+           n->n &= val;
+         }
+         break;
+       case LSHIFT_EXPR:
+       case RSHIFT_EXPR:
+       case LROTATE_EXPR:
+       case RROTATE_EXPR:
+         if (!do_shift_rotate (code, n, (int)TREE_INT_CST_LOW (rhs2)))
+           return NULL_TREE;
+         break;
+       CASE_CONVERT:
+         {
+           int type_size;
+
+           type_size = TYPE_PRECISION (gimple_expr_type (stmt));
+           if (type_size % BITS_PER_UNIT != 0)
+             return NULL_TREE;
+
+           if (type_size / BITS_PER_UNIT < (int)(sizeof (HOST_WIDEST_INT)))
+             {
+               /* If STMT casts to a smaller type mask out the bits not
+                  belonging to the target type.  */
+               n->n &= ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << type_size) - 1;
+             }
+           n->size = type_size / BITS_PER_UNIT;
+         }
+         break;
+       default:
+         return NULL_TREE;
+       };
+      return verify_symbolic_number_p (n, stmt) ? source_expr1 : NULL;
+    }
+
+  /* Handle binary rhs.  */
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
+    {
+      struct symbolic_number n1, n2;
+      tree source_expr2;
+
+      if (code != BIT_IOR_EXPR)
+       return NULL_TREE;
+
+      if (TREE_CODE (rhs2) != SSA_NAME)
+       return NULL_TREE;
+
+      rhs2_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs2);
+
+      switch (code)
+       {
+       case BIT_IOR_EXPR:
+         source_expr1 = find_bswap_1 (rhs1_stmt, &n1, limit - 1);
+
+         if (!source_expr1)
+           return NULL_TREE;
+
+         source_expr2 = find_bswap_1 (rhs2_stmt, &n2, limit - 1);
+
+         if (source_expr1 != source_expr2
+             || n1.size != n2.size)
+           return NULL_TREE;
+
+         n->size = n1.size;
+         n->n = n1.n | n2.n;
+
+         if (!verify_symbolic_number_p (n, stmt))
+           return NULL_TREE;
+
+         break;
+       default:
+         return NULL_TREE;
+       }
+      return source_expr1;
+    }
+  return NULL_TREE;
+}
+
+/* Check if STMT completes a bswap implementation consisting of ORs,
+   SHIFTs and ANDs.  Return the source tree expression on which the
+   byte swap is performed and NULL if no bswap was found.  */
+
+static tree
+find_bswap (gimple stmt)
+{
+/* The number which the find_bswap result should match in order to
+   have a full byte swap.  The number is shifted to the left according
+   to the size of the symbolic number before using it.  */
+  unsigned HOST_WIDEST_INT cmp =
+    sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8 ? 0 :
+    (unsigned HOST_WIDEST_INT)0x01020304 << 32 | 0x05060708;
+
+  struct symbolic_number n;
+  tree source_expr;
+
+  /* The last parameter determines the depth search limit.  It usually
+     correlates directly to the number of bytes to be touched.  We
+     increase that number by one here in order to also cover signed ->
+     unsigned conversions of the src operand as can be seen in
+     libgcc.  */
+  source_expr =  find_bswap_1 (stmt, &n,
+                              TREE_INT_CST_LOW (
+                                TYPE_SIZE_UNIT (gimple_expr_type (stmt))) + 1);
+
+  if (!source_expr)
+    return NULL_TREE;
+
+  /* Zero out the extra bits of N and CMP.  */
+  if (n.size < (int)sizeof (HOST_WIDEST_INT))
+    {
+      unsigned HOST_WIDEST_INT mask =
+       ((unsigned HOST_WIDEST_INT)1 << (n.size * BITS_PER_UNIT)) - 1;
+
+      n.n &= mask;
+      cmp >>= (sizeof (HOST_WIDEST_INT) - n.size) * BITS_PER_UNIT;
+    }
+
+  /* A complete byte swap should make the symbolic number to start
+     with the largest digit in the highest order byte.  */
+  if (cmp != n.n)
+    return NULL_TREE;
+
+  return source_expr;
+}
+
+/* Find manual byte swap implementations and turn them into a bswap
+   builtin invokation.  */
+
+static unsigned int
+execute_optimize_bswap (void)
+{
+  basic_block bb;
+  bool bswap32_p, bswap64_p;
+  bool changed = false;
+  tree bswap32_type = NULL_TREE, bswap64_type = NULL_TREE;
+
+  if (BITS_PER_UNIT != 8)
+    return 0;
+
+  if (sizeof (HOST_WIDEST_INT) < 8)
+    return 0;
+
+  bswap32_p = (built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32]
+              && optab_handler (bswap_optab, SImode) != CODE_FOR_nothing);
+  bswap64_p = (built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64]
+              && (optab_handler (bswap_optab, DImode) != CODE_FOR_nothing
+                  || (bswap32_p && word_mode == SImode)));
+
+  if (!bswap32_p && !bswap64_p)
+    return 0;
+
+  /* Determine the argument type of the builtins.  The code later on
+     assumes that the return and argument type are the same.  */
+  if (bswap32_p)
+    {
+      tree fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32];
+      bswap32_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+    }
+
+  if (bswap64_p)
+    {
+      tree fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64];
+      bswap64_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+    }
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi;
+
+      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+        {
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+         tree bswap_src, bswap_type;
+         tree bswap_tmp;
+         tree fndecl = NULL_TREE;
+         int type_size;
+         gimple call;
+
+         if (!is_gimple_assign (stmt)
+             || gimple_assign_rhs_code (stmt) != BIT_IOR_EXPR)
+           continue;
+
+         type_size = TYPE_PRECISION (gimple_expr_type (stmt));
+
+         switch (type_size)
+           {
+           case 32:
+             if (bswap32_p)
+               {
+                 fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP32];
+                 bswap_type = bswap32_type;
+               }
+             break;
+           case 64:
+             if (bswap64_p)
+               {
+                 fndecl = built_in_decls[BUILT_IN_BSWAP64];
+                 bswap_type = bswap64_type;
+               }
+             break;
+           default:
+             continue;
+           }
+
+         if (!fndecl)
+           continue;
+
+         bswap_src = find_bswap (stmt);
+
+         if (!bswap_src)
+           continue;
+
+         changed = true;
+
+         bswap_tmp = bswap_src;
+
+         /* Convert the src expression if necessary.  */
+         if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (bswap_tmp), bswap_type))
+           {
+             gimple convert_stmt;
+
+             bswap_tmp = create_tmp_var (bswap_type, "bswapsrc");
+             add_referenced_var (bswap_tmp);
+             bswap_tmp = make_ssa_name (bswap_tmp, NULL);
+
+             convert_stmt = gimple_build_assign_with_ops (
+                              CONVERT_EXPR, bswap_tmp, bswap_src, NULL);
+             gsi_insert_before (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
+           }
+
+         call = gimple_build_call (fndecl, 1, bswap_tmp);
+
+         bswap_tmp = gimple_assign_lhs (stmt);
+
+         /* Convert the result if necessary.  */
+         if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (bswap_tmp), bswap_type))
+           {
+             gimple convert_stmt;
+
+             bswap_tmp = create_tmp_var (bswap_type, "bswapdst");
+             add_referenced_var (bswap_tmp);
+             bswap_tmp = make_ssa_name (bswap_tmp, NULL);
+             convert_stmt = gimple_build_assign_with_ops (
+                              CONVERT_EXPR, gimple_assign_lhs (stmt), bswap_tmp, NULL);
+             gsi_insert_after (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
+           }
+
+         gimple_call_set_lhs (call, bswap_tmp);
+
+         if (dump_file)
+           {
+             fprintf (dump_file, "%d bit bswap implementation found at: ",
+                      (int)type_size);
+             print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, 0);
+           }
+
+         gsi_insert_after (&gsi, call, GSI_SAME_STMT);
+         gsi_remove (&gsi, true);
+       }
+    }
+
+  return (changed ? TODO_dump_func | TODO_update_ssa | TODO_verify_ssa
+         | TODO_verify_stmts : 0);
+}
+
+static bool
+gate_optimize_bswap (void)
+{
+  return flag_expensive_optimizations && optimize;
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_optimize_bswap =
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  "bswap",                             /* name */
+  gate_optimize_bswap,                  /* gate */
+  execute_optimize_bswap,              /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_NONE,                             /* tv_id */
+  PROP_ssa,                            /* properties_required */
+  0,                                   /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  0                                     /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* Return true if RHS is a suitable operand for a widening multiplication.
+   There are two cases:
+
+     - RHS makes some value twice as wide.  Store that value in *NEW_RHS_OUT
+       if so, and store its type in *TYPE_OUT.
+
+     - RHS is an integer constant.  Store that value in *NEW_RHS_OUT if so,
+       but leave *TYPE_OUT untouched.  */
+
+static bool
+is_widening_mult_rhs_p (tree rhs, tree *type_out, tree *new_rhs_out)
+{
+  gimple stmt;
+  tree type, type1, rhs1;
+  enum tree_code rhs_code;
+
+  if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME)
+    {
+      type = TREE_TYPE (rhs);
+      stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs);
+      if (!is_gimple_assign (stmt))
+       return false;
+
+      rhs_code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+      if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
+         ? !CONVERT_EXPR_CODE_P (rhs_code)
+         : rhs_code != FIXED_CONVERT_EXPR)
+       return false;
+
+      rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+      type1 = TREE_TYPE (rhs1);
+      if (TREE_CODE (type1) != TREE_CODE (type)
+         || TYPE_PRECISION (type1) * 2 != TYPE_PRECISION (type))
+       return false;
+
+      *new_rhs_out = rhs1;
+      *type_out = type1;
+      return true;
+    }
+
+  if (TREE_CODE (rhs) == INTEGER_CST)
+    {
+      *new_rhs_out = rhs;
+      *type_out = NULL;
+      return true;
+    }
+
+  return false;
+}
+
+/* Return true if STMT performs a widening multiplication.  If so,
+   store the unwidened types of the operands in *TYPE1_OUT and *TYPE2_OUT
+   respectively.  Also fill *RHS1_OUT and *RHS2_OUT such that converting
+   those operands to types *TYPE1_OUT and *TYPE2_OUT would give the
+   operands of the multiplication.  */
+
+static bool
+is_widening_mult_p (gimple stmt,
+                   tree *type1_out, tree *rhs1_out,
+                   tree *type2_out, tree *rhs2_out)
+{
+  tree type;
+
+  type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
+  if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
+      && TREE_CODE (type) != FIXED_POINT_TYPE)
+    return false;
+
+  if (!is_widening_mult_rhs_p (gimple_assign_rhs1 (stmt), type1_out, rhs1_out))
+    return false;
+
+  if (!is_widening_mult_rhs_p (gimple_assign_rhs2 (stmt), type2_out, rhs2_out))
+    return false;
+
+  if (*type1_out == NULL)
+    {
+      if (*type2_out == NULL || !int_fits_type_p (*rhs1_out, *type2_out))
+       return false;
+      *type1_out = *type2_out;
+    }
+
+  if (*type2_out == NULL)
+    {
+      if (!int_fits_type_p (*rhs2_out, *type1_out))
+       return false;
+      *type2_out = *type1_out;
+    }
+
+  return true;
+}
+
+/* Process a single gimple statement STMT, which has a MULT_EXPR as
+   its rhs, and try to convert it into a WIDEN_MULT_EXPR.  The return
+   value is true iff we converted the statement.  */
+
+static bool
+convert_mult_to_widen (gimple stmt)
+{
+  tree lhs, rhs1, rhs2, type, type1, type2;
+  enum insn_code handler;
+
+  lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
+  type = TREE_TYPE (lhs);
+  if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE)
+    return false;
+
+  if (!is_widening_mult_p (stmt, &type1, &rhs1, &type2, &rhs2))
+    return false;
+
+  if (TYPE_UNSIGNED (type1) && TYPE_UNSIGNED (type2))
+    handler = optab_handler (umul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
+  else if (!TYPE_UNSIGNED (type1) && !TYPE_UNSIGNED (type2))
+    handler = optab_handler (smul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
+  else
+    handler = optab_handler (usmul_widen_optab, TYPE_MODE (type));
+
+  if (handler == CODE_FOR_nothing)
+    return false;
+
+  gimple_assign_set_rhs1 (stmt, fold_convert (type1, rhs1));
+  gimple_assign_set_rhs2 (stmt, fold_convert (type2, rhs2));
+  gimple_assign_set_rhs_code (stmt, WIDEN_MULT_EXPR);
+  update_stmt (stmt);
+  return true;
+}
+
+/* Process a single gimple statement STMT, which is found at the
+   iterator GSI and has a either a PLUS_EXPR or a MINUS_EXPR as its
+   rhs (given by CODE), and try to convert it into a
+   WIDEN_MULT_PLUS_EXPR or a WIDEN_MULT_MINUS_EXPR.  The return value
+   is true iff we converted the statement.  */
+
+static bool
+convert_plusminus_to_widen (gimple_stmt_iterator *gsi, gimple stmt,
+                           enum tree_code code)
+{
+  gimple rhs1_stmt = NULL, rhs2_stmt = NULL;
+  tree type, type1, type2;
+  tree lhs, rhs1, rhs2, mult_rhs1, mult_rhs2, add_rhs;
+  enum tree_code rhs1_code = ERROR_MARK, rhs2_code = ERROR_MARK;
+  optab this_optab;
+  enum tree_code wmult_code;
+
+  lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
+  type = TREE_TYPE (lhs);
+  if (TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE
+      && TREE_CODE (type) != FIXED_POINT_TYPE)
+    return false;
+
+  if (code == MINUS_EXPR)
+    wmult_code = WIDEN_MULT_MINUS_EXPR;
+  else
+    wmult_code = WIDEN_MULT_PLUS_EXPR;
+
+  rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+  rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+
+  if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
+    {
+      rhs1_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
+      if (is_gimple_assign (rhs1_stmt))
+       rhs1_code = gimple_assign_rhs_code (rhs1_stmt);
+    }
+  else
+    return false;
+
+  if (TREE_CODE (rhs2) == SSA_NAME)
+    {
+      rhs2_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs2);
+      if (is_gimple_assign (rhs2_stmt))
+       rhs2_code = gimple_assign_rhs_code (rhs2_stmt);
+    }
+  else
+    return false;
+
+  if (code == PLUS_EXPR && rhs1_code == MULT_EXPR)
+    {
+      if (!is_widening_mult_p (rhs1_stmt, &type1, &mult_rhs1,
+                              &type2, &mult_rhs2))
+       return false;
+      add_rhs = rhs2;
+    }
+  else if (rhs2_code == MULT_EXPR)
+    {
+      if (!is_widening_mult_p (rhs2_stmt, &type1, &mult_rhs1,
+                              &type2, &mult_rhs2))
+       return false;
+      add_rhs = rhs1;
+    }
+  else if (code == PLUS_EXPR && rhs1_code == WIDEN_MULT_EXPR)
+    {
+      mult_rhs1 = gimple_assign_rhs1 (rhs1_stmt);
+      mult_rhs2 = gimple_assign_rhs2 (rhs1_stmt);
+      type1 = TREE_TYPE (mult_rhs1);
+      type2 = TREE_TYPE (mult_rhs2);
+      add_rhs = rhs2;
+    }
+  else if (rhs2_code == WIDEN_MULT_EXPR)
+    {
+      mult_rhs1 = gimple_assign_rhs1 (rhs2_stmt);
+      mult_rhs2 = gimple_assign_rhs2 (rhs2_stmt);
+      type1 = TREE_TYPE (mult_rhs1);
+      type2 = TREE_TYPE (mult_rhs2);
+      add_rhs = rhs1;
+    }
+  else
+    return false;
+
+  if (TYPE_UNSIGNED (type1) != TYPE_UNSIGNED (type2))
+    return false;
+
+  /* Verify that the machine can perform a widening multiply
+     accumulate in this mode/signedness combination, otherwise
+     this transformation is likely to pessimize code.  */
+  this_optab = optab_for_tree_code (wmult_code, type1, optab_default);
+  if (optab_handler (this_optab, TYPE_MODE (type)) == CODE_FOR_nothing)
+    return false;
+
+  /* ??? May need some type verification here?  */
+
+  gimple_assign_set_rhs_with_ops_1 (gsi, wmult_code,
+                                   fold_convert (type1, mult_rhs1),
+                                   fold_convert (type2, mult_rhs2),
+                                   add_rhs);
+  update_stmt (gsi_stmt (*gsi));
+  return true;
+}
+
+/* Combine the multiplication at MUL_STMT with operands MULOP1 and MULOP2
+   with uses in additions and subtractions to form fused multiply-add
+   operations.  Returns true if successful and MUL_STMT should be removed.  */
+
+static bool
+convert_mult_to_fma (gimple mul_stmt, tree op1, tree op2)
+{
+  tree mul_result = gimple_get_lhs (mul_stmt);
+  tree type = TREE_TYPE (mul_result);
+  gimple use_stmt, neguse_stmt, fma_stmt;
+  use_operand_p use_p;
+  imm_use_iterator imm_iter;
+
+  if (FLOAT_TYPE_P (type)
+      && flag_fp_contract_mode == FP_CONTRACT_OFF)
+    return false;
+
+  /* We don't want to do bitfield reduction ops.  */
+  if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
+      && (TYPE_PRECISION (type)
+         != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
+    return false;
+
+  /* If the target doesn't support it, don't generate it.  We assume that
+     if fma isn't available then fms, fnma or fnms are not either.  */
+  if (optab_handler (fma_optab, TYPE_MODE (type)) == CODE_FOR_nothing)
+    return false;
+
+  /* Make sure that the multiplication statement becomes dead after
+     the transformation, thus that all uses are transformed to FMAs.
+     This means we assume that an FMA operation has the same cost
+     as an addition.  */
+  FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, imm_iter, mul_result)
+    {
+      enum tree_code use_code;
+      tree result = mul_result;
+      bool negate_p = false;
+
+      use_stmt = USE_STMT (use_p);
+
+      if (is_gimple_debug (use_stmt))
+       continue;
+
+      /* For now restrict this operations to single basic blocks.  In theory
+        we would want to support sinking the multiplication in
+        m = a*b;
+        if ()
+          ma = m + c;
+        else
+          d = m;
+        to form a fma in the then block and sink the multiplication to the
+        else block.  */
+      if (gimple_bb (use_stmt) != gimple_bb (mul_stmt))
+       return false;
+
+      if (!is_gimple_assign (use_stmt))
+       return false;
+
+      use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
+
+      /* A negate on the multiplication leads to FNMA.  */
+      if (use_code == NEGATE_EXPR)
+       {
+         result = gimple_assign_lhs (use_stmt);
+
+         /* Make sure the negate statement becomes dead with this
+            single transformation.  */
+         if (!single_imm_use (gimple_assign_lhs (use_stmt),
+                              &use_p, &neguse_stmt))
+           return false;
+
+         /* Re-validate.  */
+         use_stmt = neguse_stmt;
+         if (gimple_bb (use_stmt) != gimple_bb (mul_stmt))
+           return false;
+         if (!is_gimple_assign (use_stmt))
+           return false;
+
+         use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
+         negate_p = true;
+       }
+
+      switch (use_code)
+       {
+       case MINUS_EXPR:
+         if (gimple_assign_rhs2 (use_stmt) == result)
+           negate_p = !negate_p;
+         break;
+       case PLUS_EXPR:
+         break;
+       default:
+         /* FMA can only be formed from PLUS and MINUS.  */
+         return false;
+       }
+
+      /* We can't handle a * b + a * b.  */
+      if (gimple_assign_rhs1 (use_stmt) == gimple_assign_rhs2 (use_stmt))
+       return false;
+
+      /* While it is possible to validate whether or not the exact form
+        that we've recognized is available in the backend, the assumption
+        is that the transformation is never a loss.  For instance, suppose
+        the target only has the plain FMA pattern available.  Consider
+        a*b-c -> fma(a,b,-c): we've exchanged MUL+SUB for FMA+NEG, which
+        is still two operations.  Consider -(a*b)-c -> fma(-a,b,-c): we
+        still have 3 operations, but in the FMA form the two NEGs are
+        independant and could be run in parallel.  */
+    }
+
+  FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, imm_iter, mul_result)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
+      enum tree_code use_code;
+      tree addop, mulop1 = op1, result = mul_result;
+      bool negate_p = false;
+
+      if (is_gimple_debug (use_stmt))
+       continue;
+
+      use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
+      if (use_code == NEGATE_EXPR)
+       {
+         result = gimple_assign_lhs (use_stmt);
+         single_imm_use (gimple_assign_lhs (use_stmt), &use_p, &neguse_stmt);
+         gsi_remove (&gsi, true);
+         release_defs (use_stmt);
+
+         use_stmt = neguse_stmt;
+         gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
+         use_code = gimple_assign_rhs_code (use_stmt);
+         negate_p = true;
+       }
+
+      if (gimple_assign_rhs1 (use_stmt) == result)
+       {
+         addop = gimple_assign_rhs2 (use_stmt);
+         /* a * b - c -> a * b + (-c)  */
+         if (gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == MINUS_EXPR)
+           addop = force_gimple_operand_gsi (&gsi,
+                                             build1 (NEGATE_EXPR,
+                                                     type, addop),
+                                             true, NULL_TREE, true,
+                                             GSI_SAME_STMT);
+       }
+      else
+       {
+         addop = gimple_assign_rhs1 (use_stmt);
+         /* a - b * c -> (-b) * c + a */
+         if (gimple_assign_rhs_code (use_stmt) == MINUS_EXPR)
+           negate_p = !negate_p;
+       }
+
+      if (negate_p)
+       mulop1 = force_gimple_operand_gsi (&gsi,
+                                          build1 (NEGATE_EXPR,
+                                                  type, mulop1),
+                                          true, NULL_TREE, true,
+                                          GSI_SAME_STMT);
+
+      fma_stmt = gimple_build_assign_with_ops3 (FMA_EXPR,
+                                               gimple_assign_lhs (use_stmt),
+                                               mulop1, op2,
+                                               addop);
+      gsi_replace (&gsi, fma_stmt, true);
+    }
+
+  return true;
+}
+
+/* Find integer multiplications where the operands are extended from
+   smaller types, and replace the MULT_EXPR with a WIDEN_MULT_EXPR
+   where appropriate.  */
+
+static unsigned int
+execute_optimize_widening_mul (void)
+{
+  basic_block bb;
+  bool cfg_changed = false;
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi;
+
+      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi);)
+        {
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+         enum tree_code code;
+
+         if (is_gimple_assign (stmt))
+           {
+             code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+             switch (code)
+               {
+               case MULT_EXPR:
+                 if (!convert_mult_to_widen (stmt)
+                     && convert_mult_to_fma (stmt,
+                                             gimple_assign_rhs1 (stmt),
+                                             gimple_assign_rhs2 (stmt)))
+                   {
+                     gsi_remove (&gsi, true);
+                     release_defs (stmt);
+                     continue;
+                   }
+                 break;
+
+               case PLUS_EXPR:
+               case MINUS_EXPR:
+                 convert_plusminus_to_widen (&gsi, stmt, code);
+                 break;
+
+               default:;
+               }
+           }
+         else if (is_gimple_call (stmt)
+                  && gimple_call_lhs (stmt))
+           {
+             tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
+             if (fndecl
+                 && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL)
+               {
+                 switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
+                   {
+                     case BUILT_IN_POWF:
+                     case BUILT_IN_POW:
+                     case BUILT_IN_POWL:
+                       if (TREE_CODE (gimple_call_arg (stmt, 1)) == REAL_CST
+                           && REAL_VALUES_EQUAL
+                                (TREE_REAL_CST (gimple_call_arg (stmt, 1)),
+                                 dconst2)
+                           && convert_mult_to_fma (stmt,
+                                                   gimple_call_arg (stmt, 0),
+                                                   gimple_call_arg (stmt, 0)))
+                         {
+                           unlink_stmt_vdef (stmt);
+                           gsi_remove (&gsi, true);
+                           release_defs (stmt);
+                           if (gimple_purge_dead_eh_edges (bb))
+                             cfg_changed = true;
+                           continue;
+                         }
+                         break;
+
+                     default:;
+                   }
+               }
+           }
+         gsi_next (&gsi);
+       }
+    }
+
+  return cfg_changed ? TODO_cleanup_cfg : 0;
+}
+
+static bool
+gate_optimize_widening_mul (void)
+{
+  return flag_expensive_optimizations && optimize;
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_optimize_widening_mul =
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  "widening_mul",                      /* name */
+  gate_optimize_widening_mul,          /* gate */
+  execute_optimize_widening_mul,       /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_NONE,                             /* tv_id */
+  PROP_ssa,                            /* properties_required */
+  0,                                   /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  TODO_verify_ssa
+  | TODO_verify_stmts
+  | TODO_dump_func
+  | TODO_update_ssa                     /* todo_flags_finish */
+ }
 };