OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-reassoc.c
index 5f7c6b7..554ba3a 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
 /* Reassociation for trees.
-   Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
+   Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Daniel Berlin <dan@dberlin.org>
 
 This file is part of GCC.
@@ -22,17 +23,16 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "system.h"
 #include "coretypes.h"
 #include "tm.h"
-#include "ggc.h"
 #include "tree.h"
 #include "basic-block.h"
-#include "diagnostic.h"
+#include "tree-pretty-print.h"
+#include "gimple-pretty-print.h"
 #include "tree-inline.h"
 #include "tree-flow.h"
 #include "gimple.h"
 #include "tree-dump.h"
 #include "timevar.h"
 #include "tree-iterator.h"
-#include "real.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "alloc-pool.h"
 #include "vec.h"
@@ -40,6 +40,9 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "pointer-set.h"
 #include "cfgloop.h"
 #include "flags.h"
+#include "target.h"
+#include "params.h"
+#include "diagnostic-core.h"
 
 /*  This is a simple global reassociation pass.  It is, in part, based
     on the LLVM pass of the same name (They do some things more/less
@@ -172,11 +175,15 @@ static struct
 typedef struct operand_entry
 {
   unsigned int rank;
+  int id;
   tree op;
 } *operand_entry_t;
 
 static alloc_pool operand_entry_pool;
 
+/* This is used to assign a unique ID to each struct operand_entry
+   so that qsort results are identical on different hosts.  */
+static int next_operand_entry_id;
 
 /* Starting rank number for a given basic block, so that we can rank
    operations using unmovable instructions in that BB based on the bb
@@ -186,6 +193,114 @@ static long *bb_rank;
 /* Operand->rank hashtable.  */
 static struct pointer_map_t *operand_rank;
 
+/* Forward decls.  */
+static long get_rank (tree);
+
+
+/* Bias amount for loop-carried phis.  We want this to be larger than
+   the depth of any reassociation tree we can see, but not larger than
+   the rank difference between two blocks.  */
+#define PHI_LOOP_BIAS (1 << 15)
+
+/* Rank assigned to a phi statement.  If STMT is a loop-carried phi of
+   an innermost loop, and the phi has only a single use which is inside
+   the loop, then the rank is the block rank of the loop latch plus an
+   extra bias for the loop-carried dependence.  This causes expressions
+   calculated into an accumulator variable to be independent for each
+   iteration of the loop.  If STMT is some other phi, the rank is the
+   block rank of its containing block.  */
+static long
+phi_rank (gimple stmt)
+{
+  basic_block bb = gimple_bb (stmt);
+  struct loop *father = bb->loop_father;
+  tree res;
+  unsigned i;
+  use_operand_p use;
+  gimple use_stmt;
+
+  /* We only care about real loops (those with a latch).  */
+  if (!father->latch)
+    return bb_rank[bb->index];
+
+  /* Interesting phis must be in headers of innermost loops.  */
+  if (bb != father->header
+      || father->inner)
+    return bb_rank[bb->index];
+
+  /* Ignore virtual SSA_NAMEs.  */
+  res = gimple_phi_result (stmt);
+  if (!is_gimple_reg (SSA_NAME_VAR (res)))
+    return bb_rank[bb->index];
+
+  /* The phi definition must have a single use, and that use must be
+     within the loop.  Otherwise this isn't an accumulator pattern.  */
+  if (!single_imm_use (res, &use, &use_stmt)
+      || gimple_bb (use_stmt)->loop_father != father)
+    return bb_rank[bb->index];
+
+  /* Look for phi arguments from within the loop.  If found, bias this phi.  */
+  for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (stmt); i++)
+    {
+      tree arg = gimple_phi_arg_def (stmt, i);
+      if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME
+         && !SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (arg))
+       {
+         gimple def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (arg);
+         if (gimple_bb (def_stmt)->loop_father == father)
+           return bb_rank[father->latch->index] + PHI_LOOP_BIAS;
+       }
+    }
+
+  /* Must be an uninteresting phi.  */
+  return bb_rank[bb->index];
+}
+
+/* If EXP is an SSA_NAME defined by a PHI statement that represents a
+   loop-carried dependence of an innermost loop, return TRUE; else
+   return FALSE.  */
+static bool
+loop_carried_phi (tree exp)
+{
+  gimple phi_stmt;
+  long block_rank;
+
+  if (TREE_CODE (exp) != SSA_NAME
+      || SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (exp))
+    return false;
+
+  phi_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (exp);
+
+  if (gimple_code (SSA_NAME_DEF_STMT (exp)) != GIMPLE_PHI)
+    return false;
+
+  /* Non-loop-carried phis have block rank.  Loop-carried phis have
+     an additional bias added in.  If this phi doesn't have block rank,
+     it's biased and should not be propagated.  */
+  block_rank = bb_rank[gimple_bb (phi_stmt)->index];
+
+  if (phi_rank (phi_stmt) != block_rank)
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+/* Return the maximum of RANK and the rank that should be propagated
+   from expression OP.  For most operands, this is just the rank of OP.
+   For loop-carried phis, the value is zero to avoid undoing the bias
+   in favor of the phi.  */
+static long
+propagate_rank (long rank, tree op)
+{
+  long op_rank;
+
+  if (loop_carried_phi (op))
+    return rank;
+
+  op_rank = get_rank (op);
+
+  return MAX (rank, op_rank);
+}
 
 /* Look up the operand rank structure for expression E.  */
 
@@ -228,11 +343,38 @@ get_rank (tree e)
      I make no claims that this is optimal, however, it gives good
      results.  */
 
+  /* We make an exception to the normal ranking system to break
+     dependences of accumulator variables in loops.  Suppose we
+     have a simple one-block loop containing:
+
+       x_1 = phi(x_0, x_2)
+       b = a + x_1
+       c = b + d
+       x_2 = c + e
+
+     As shown, each iteration of the calculation into x is fully
+     dependent upon the iteration before it.  We would prefer to
+     see this in the form:
+
+       x_1 = phi(x_0, x_2)
+       b = a + d
+       c = b + e
+       x_2 = c + x_1
+
+     If the loop is unrolled, the calculations of b and c from
+     different iterations can be interleaved.
+
+     To obtain this result during reassociation, we bias the rank
+     of the phi definition x_1 upward, when it is recognized as an
+     accumulator pattern.  The artificial rank causes it to be 
+     added last, providing the desired independence.  */
+
   if (TREE_CODE (e) == SSA_NAME)
     {
       gimple stmt;
-      long rank, maxrank;
+      long rank;
       int i, n;
+      tree op;
 
       if (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (e)) == PARM_DECL
          && SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (e))
@@ -242,6 +384,9 @@ get_rank (tree e)
       if (gimple_bb (stmt) == NULL)
        return 0;
 
+      if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PHI)
+       return phi_rank (stmt);
+
       if (!is_gimple_assign (stmt)
          || gimple_vdef (stmt))
        return bb_rank[gimple_bb (stmt)->index];
@@ -251,30 +396,35 @@ get_rank (tree e)
       if (rank != -1)
        return rank;
 
-      /* Otherwise, find the maximum rank for the operands, or the bb
-        rank, whichever is less.   */
+      /* Otherwise, find the maximum rank for the operands.  As an
+        exception, remove the bias from loop-carried phis when propagating
+        the rank so that dependent operations are not also biased.  */
       rank = 0;
-      maxrank = bb_rank[gimple_bb(stmt)->index];
       if (gimple_assign_single_p (stmt))
        {
          tree rhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
          n = TREE_OPERAND_LENGTH (rhs);
          if (n == 0)
-           rank = MAX (rank, get_rank (rhs));
+           rank = propagate_rank (rank, rhs);
          else
            {
-             for (i = 0;
-                  i < n && TREE_OPERAND (rhs, i) && rank != maxrank; i++)
-               rank = MAX(rank, get_rank (TREE_OPERAND (rhs, i)));
+             for (i = 0; i < n; i++)
+               {
+                 op = TREE_OPERAND (rhs, i);
+
+                 if (op != NULL_TREE)
+                   rank = propagate_rank (rank, op);
+               }
            }
        }
       else
        {
          n = gimple_num_ops (stmt);
-         for (i = 1; i < n && rank != maxrank; i++)
+         for (i = 1; i < n; i++)
            {
-             gcc_assert (gimple_op (stmt, i));
-             rank = MAX(rank, get_rank (gimple_op (stmt, i)));
+             op = gimple_op (stmt, i);
+             gcc_assert (op);
+             rank = propagate_rank (rank, op);
            }
        }
 
@@ -328,16 +478,31 @@ sort_by_operand_rank (const void *pa, const void *pb)
      to fold when added/multiplied//whatever are put next to each
      other.  Since all constants have rank 0, order them by type.  */
   if (oeb->rank == 0 &&  oea->rank == 0)
-    return constant_type (oeb->op) - constant_type (oea->op);
+    {
+      if (constant_type (oeb->op) != constant_type (oea->op))
+       return constant_type (oeb->op) - constant_type (oea->op);
+      else
+       /* To make sorting result stable, we use unique IDs to determine
+          order.  */
+        return oeb->id - oea->id;
+    }
 
   /* Lastly, make sure the versions that are the same go next to each
      other.  We use SSA_NAME_VERSION because it's stable.  */
   if ((oeb->rank - oea->rank == 0)
       && TREE_CODE (oea->op) == SSA_NAME
       && TREE_CODE (oeb->op) == SSA_NAME)
-    return SSA_NAME_VERSION (oeb->op) - SSA_NAME_VERSION (oea->op);
+    {
+      if (SSA_NAME_VERSION (oeb->op) != SSA_NAME_VERSION (oea->op))
+       return SSA_NAME_VERSION (oeb->op) - SSA_NAME_VERSION (oea->op);
+      else
+       return oeb->id - oea->id;
+    }
 
-  return oeb->rank - oea->rank;
+  if (oeb->rank != oea->rank)
+    return oeb->rank - oea->rank;
+  else
+    return oeb->id - oea->id;
 }
 
 /* Add an operand entry to *OPS for the tree operand OP.  */
@@ -349,6 +514,7 @@ add_to_ops_vec (VEC(operand_entry_t, heap) **ops, tree op)
 
   oe->op = op;
   oe->rank = get_rank (op);
+  oe->id = next_operand_entry_id++;
   VEC_safe_push (operand_entry_t, heap, *ops, oe);
 }
 
@@ -448,8 +614,7 @@ eliminate_duplicate_pair (enum tree_code opcode,
            {
              VEC_free (operand_entry_t, heap, *ops);
              *ops = NULL;
-             add_to_ops_vec (ops, fold_convert (TREE_TYPE (last->op),
-                                                integer_zero_node));
+             add_to_ops_vec (ops, build_zero_cst (TREE_TYPE (last->op)));
              *all_done = true;
            }
          else
@@ -467,11 +632,13 @@ eliminate_duplicate_pair (enum tree_code opcode,
   return false;
 }
 
-/* If OPCODE is PLUS_EXPR, CURR->OP is really a negate expression,
-   look in OPS for a corresponding positive operation to cancel it
-   out.  If we find one, remove the other from OPS, replace
-   OPS[CURRINDEX] with 0, and return true.  Otherwise, return
-   false. */
+static VEC(tree, heap) *plus_negates;
+
+/* If OPCODE is PLUS_EXPR, CURR->OP is a negate expression or a bitwise not
+   expression, look in OPS for a corresponding positive operation to cancel
+   it out.  If we find one, remove the other from OPS, replace
+   OPS[CURRINDEX] with 0 or -1, respectively, and return true.  Otherwise,
+   return false. */
 
 static bool
 eliminate_plus_minus_pair (enum tree_code opcode,
@@ -480,6 +647,7 @@ eliminate_plus_minus_pair (enum tree_code opcode,
                           operand_entry_t curr)
 {
   tree negateop;
+  tree notop;
   unsigned int i;
   operand_entry_t oe;
 
@@ -487,7 +655,8 @@ eliminate_plus_minus_pair (enum tree_code opcode,
     return false;
 
   negateop = get_unary_op (curr->op, NEGATE_EXPR);
-  if (negateop == NULL_TREE)
+  notop = get_unary_op (curr->op, BIT_NOT_EXPR);
+  if (negateop == NULL_TREE && notop == NULL_TREE)
     return false;
 
   /* Any non-negated version will have a rank that is one less than
@@ -512,8 +681,27 @@ eliminate_plus_minus_pair (enum tree_code opcode,
            }
 
          VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, i);
-         add_to_ops_vec (ops, fold_convert(TREE_TYPE (oe->op),
-                                           integer_zero_node));
+         add_to_ops_vec (ops, build_zero_cst (TREE_TYPE (oe->op)));
+         VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, currindex);
+         reassociate_stats.ops_eliminated ++;
+
+         return true;
+       }
+      else if (oe->op == notop)
+       {
+         tree op_type = TREE_TYPE (oe->op);
+
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, "Equivalence: ");
+             print_generic_expr (dump_file, notop, 0);
+             fprintf (dump_file, " + ~");
+             print_generic_expr (dump_file, oe->op, 0);
+             fprintf (dump_file, " -> -1\n");
+           }
+
+         VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, i);
+         add_to_ops_vec (ops, build_int_cst_type (op_type, -1));
          VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, currindex);
          reassociate_stats.ops_eliminated ++;
 
@@ -521,6 +709,11 @@ eliminate_plus_minus_pair (enum tree_code opcode,
        }
     }
 
+  /* CURR->OP is a negate expr in a plus expr: save it for later
+     inspection in repropagate_negates().  */
+  if (negateop != NULL_TREE)
+    VEC_safe_push (tree, heap, plus_negates, curr->op);
+
   return false;
 }
 
@@ -575,7 +768,7 @@ eliminate_not_pairs (enum tree_code opcode,
            }
 
          if (opcode == BIT_AND_EXPR)
-           oe->op = fold_convert (TREE_TYPE (oe->op), integer_zero_node);
+           oe->op = build_zero_cst (TREE_TYPE (oe->op));
          else if (opcode == BIT_IOR_EXPR)
            oe->op = build_low_bits_mask (TREE_TYPE (oe->op),
                                          TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (oe->op)));
@@ -734,6 +927,7 @@ static void linearize_expr_tree (VEC(operand_entry_t, heap) **, gimple,
 /* Structure for tracking and counting operands.  */
 typedef struct oecount_s {
   int cnt;
+  int id;
   enum tree_code oecode;
   tree op;
 } oecount;
@@ -771,7 +965,11 @@ oecount_cmp (const void *p1, const void *p2)
 {
   const oecount *c1 = (const oecount *)p1;
   const oecount *c2 = (const oecount *)p2;
-  return c1->cnt - c2->cnt;
+  if (c1->cnt != c2->cnt)
+    return c1->cnt - c2->cnt;
+  else
+    /* If counts are identical, use unique IDs to stabilize qsort.  */
+    return c1->id - c2->id;
 }
 
 /* Walks the linear chain with result *DEF searching for an operation
@@ -953,6 +1151,7 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
   VEC (operand_entry_t, heap) **subops;
   htab_t ctable;
   bool changed = false;
+  int next_oecount_id = 0;
 
   if (length <= 1
       || opcode != PLUS_EXPR)
@@ -962,7 +1161,7 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
   candidates = sbitmap_alloc (length);
   sbitmap_zero (candidates);
   nr_candidates = 0;
-  for (i = 0; VEC_iterate (operand_entry_t, *ops, i, oe1); ++i)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (operand_entry_t, *ops, i, oe1)
     {
       enum tree_code dcode;
       gimple oe1def;
@@ -1013,13 +1212,14 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
       linearize_expr_tree (&subops[i], oedef,
                           associative_tree_code (oecode), false);
 
-      for (j = 0; VEC_iterate (operand_entry_t, subops[i], j, oe1); ++j)
+      FOR_EACH_VEC_ELT (operand_entry_t, subops[i], j, oe1)
        {
          oecount c;
          void **slot;
          size_t idx;
          c.oecode = oecode;
          c.cnt = 1;
+         c.id = next_oecount_id++;
          c.op = oe1->op;
          VEC_safe_push (oecount, heap, cvec, &c);
          idx = VEC_length (oecount, cvec) + 41;
@@ -1038,14 +1238,13 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
   htab_delete (ctable);
 
   /* Sort the counting table.  */
-  qsort (VEC_address (oecount, cvec), VEC_length (oecount, cvec),
-        sizeof (oecount), oecount_cmp);
+  VEC_qsort (oecount, cvec, oecount_cmp);
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
     {
       oecount *c;
       fprintf (dump_file, "Candidates:\n");
-      for (j = 0; VEC_iterate (oecount, cvec, j, c); ++j)
+      FOR_EACH_VEC_ELT (oecount, cvec, j, c)
        {
          fprintf (dump_file, "  %u %s: ", c->cnt,
                   c->oecode == MULT_EXPR
@@ -1084,7 +1283,7 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
          if (oecode != c->oecode)
            continue;
 
-         for (j = 0; VEC_iterate (operand_entry_t, subops[i], j, oe1); ++j)
+         FOR_EACH_VEC_ELT (operand_entry_t, subops[i], j, oe1)
            {
              if (oe1->op == c->op)
                {
@@ -1109,7 +1308,7 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
              fprintf (dump_file, "Building (");
              print_generic_expr (dump_file, oe1->op, 0);
            }
-         tmpvar = create_tmp_var (TREE_TYPE (oe1->op), NULL);
+         tmpvar = create_tmp_reg (TREE_TYPE (oe1->op), NULL);
          add_referenced_var (tmpvar);
          zero_one_operation (&oe1->op, c->oecode, c->op);
          EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (candidates2, first+1, i, sbi0)
@@ -1123,7 +1322,7 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
                }
              zero_one_operation (&oe2->op, c->oecode, c->op);
              sum = build_and_add_sum (tmpvar, oe1->op, oe2->op, opcode);
-             oe2->op = fold_convert (TREE_TYPE (oe2->op), integer_zero_node);
+             oe2->op = build_zero_cst (TREE_TYPE (oe2->op));
              oe2->rank = 0;
              oe1->op = gimple_get_lhs (sum);
            }
@@ -1159,6 +1358,136 @@ undistribute_ops_list (enum tree_code opcode,
   return changed;
 }
 
+/* If OPCODE is BIT_IOR_EXPR or BIT_AND_EXPR and CURR is a comparison
+   expression, examine the other OPS to see if any of them are comparisons
+   of the same values, which we may be able to combine or eliminate.
+   For example, we can rewrite (a < b) | (a == b) as (a <= b).  */
+
+static bool
+eliminate_redundant_comparison (enum tree_code opcode,
+                               VEC (operand_entry_t, heap) **ops,
+                               unsigned int currindex,
+                               operand_entry_t curr)
+{
+  tree op1, op2;
+  enum tree_code lcode, rcode;
+  gimple def1, def2;
+  int i;
+  operand_entry_t oe;
+
+  if (opcode != BIT_IOR_EXPR && opcode != BIT_AND_EXPR)
+    return false;
+
+  /* Check that CURR is a comparison.  */
+  if (TREE_CODE (curr->op) != SSA_NAME)
+    return false;
+  def1 = SSA_NAME_DEF_STMT (curr->op);
+  if (!is_gimple_assign (def1))
+    return false;
+  lcode = gimple_assign_rhs_code (def1);
+  if (TREE_CODE_CLASS (lcode) != tcc_comparison)
+    return false;
+  op1 = gimple_assign_rhs1 (def1);
+  op2 = gimple_assign_rhs2 (def1);
+
+  /* Now look for a similar comparison in the remaining OPS.  */
+  for (i = currindex + 1;
+       VEC_iterate (operand_entry_t, *ops, i, oe);
+       i++)
+    {
+      tree t;
+
+      if (TREE_CODE (oe->op) != SSA_NAME)
+       continue;
+      def2 = SSA_NAME_DEF_STMT (oe->op);
+      if (!is_gimple_assign (def2))
+       continue;
+      rcode = gimple_assign_rhs_code (def2);
+      if (TREE_CODE_CLASS (rcode) != tcc_comparison)
+       continue;
+
+      /* If we got here, we have a match.  See if we can combine the
+        two comparisons.  */
+      if (opcode == BIT_IOR_EXPR)
+       t = maybe_fold_or_comparisons (lcode, op1, op2,
+                                      rcode, gimple_assign_rhs1 (def2),
+                                      gimple_assign_rhs2 (def2));
+      else
+       t = maybe_fold_and_comparisons (lcode, op1, op2,
+                                       rcode, gimple_assign_rhs1 (def2),
+                                       gimple_assign_rhs2 (def2));
+      if (!t)
+       continue;
+
+      /* maybe_fold_and_comparisons and maybe_fold_or_comparisons
+        always give us a boolean_type_node value back.  If the original
+        BIT_AND_EXPR or BIT_IOR_EXPR was of a wider integer type,
+        we need to convert.  */
+      if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (curr->op), TREE_TYPE (t)))
+       t = fold_convert (TREE_TYPE (curr->op), t);
+
+      if (TREE_CODE (t) != INTEGER_CST
+         && !operand_equal_p (t, curr->op, 0))
+       {
+         enum tree_code subcode;
+         tree newop1, newop2;
+         if (!COMPARISON_CLASS_P (t))
+           continue;
+         extract_ops_from_tree (t, &subcode, &newop1, &newop2);
+         STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (newop1);
+         STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (newop2);
+         if (!is_gimple_val (newop1) || !is_gimple_val (newop2))
+           continue;
+       }
+
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       {
+         fprintf (dump_file, "Equivalence: ");
+         print_generic_expr (dump_file, curr->op, 0);
+         fprintf (dump_file, " %s ", op_symbol_code (opcode));
+         print_generic_expr (dump_file, oe->op, 0);
+         fprintf (dump_file, " -> ");
+         print_generic_expr (dump_file, t, 0);
+         fprintf (dump_file, "\n");
+       }
+
+      /* Now we can delete oe, as it has been subsumed by the new combined
+         expression t.  */
+      VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, i);
+      reassociate_stats.ops_eliminated ++;
+
+      /* If t is the same as curr->op, we're done.  Otherwise we must
+        replace curr->op with t.  Special case is if we got a constant
+        back, in which case we add it to the end instead of in place of
+        the current entry.  */
+      if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
+       {
+         VEC_ordered_remove (operand_entry_t, *ops, currindex);
+         add_to_ops_vec (ops, t);
+       }
+      else if (!operand_equal_p (t, curr->op, 0))
+       {
+         tree tmpvar;
+         gimple sum;
+         enum tree_code subcode;
+         tree newop1;
+         tree newop2;
+         gcc_assert (COMPARISON_CLASS_P (t));
+         tmpvar = create_tmp_var (TREE_TYPE (t), NULL);
+         add_referenced_var (tmpvar);
+         extract_ops_from_tree (t, &subcode, &newop1, &newop2);
+         STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (newop1);
+         STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (newop2);
+         gcc_checking_assert (is_gimple_val (newop1)
+                              && is_gimple_val (newop2));
+         sum = build_and_add_sum (tmpvar, newop1, newop2, subcode);
+         curr->op = gimple_get_lhs (sum);
+       }
+      return true;
+    }
+
+  return false;
+}
 
 /* Perform various identities and other optimizations on the list of
    operand entries, stored in OPS.  The tree code for the binary
@@ -1220,7 +1549,8 @@ optimize_ops_list (enum tree_code opcode,
       if (eliminate_not_pairs (opcode, ops, i, oe))
        return;
       if (eliminate_duplicate_pair (opcode, ops, &done, i, oe, oelast)
-         || (!done && eliminate_plus_minus_pair (opcode, ops, i, oe)))
+         || (!done && eliminate_plus_minus_pair (opcode, ops, i, oe))
+         || (!done && eliminate_redundant_comparison (opcode, ops, i, oe)))
        {
          if (done)
            return;
@@ -1239,6 +1569,459 @@ optimize_ops_list (enum tree_code opcode,
     optimize_ops_list (opcode, ops);
 }
 
+/* The following functions are subroutines to optimize_range_tests and allow
+   it to try to change a logical combination of comparisons into a range
+   test.
+
+   For example, both
+       X == 2 || X == 5 || X == 3 || X == 4
+   and
+       X >= 2 && X <= 5
+   are converted to
+       (unsigned) (X - 2) <= 3
+
+   For more information see comments above fold_test_range in fold-const.c,
+   this implementation is for GIMPLE.  */
+
+struct range_entry
+{
+  tree exp;
+  tree low;
+  tree high;
+  bool in_p;
+  bool strict_overflow_p;
+  unsigned int idx, next;
+};
+
+/* This is similar to make_range in fold-const.c, but on top of
+   GIMPLE instead of trees.  */
+
+static void
+init_range_entry (struct range_entry *r, tree exp)
+{
+  int in_p;
+  tree low, high;
+  bool is_bool, strict_overflow_p;
+
+  r->exp = NULL_TREE;
+  r->in_p = false;
+  r->strict_overflow_p = false;
+  r->low = NULL_TREE;
+  r->high = NULL_TREE;
+  if (TREE_CODE (exp) != SSA_NAME || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (exp)))
+    return;
+
+  /* Start with simply saying "EXP != 0" and then look at the code of EXP
+     and see if we can refine the range.  Some of the cases below may not
+     happen, but it doesn't seem worth worrying about this.  We "continue"
+     the outer loop when we've changed something; otherwise we "break"
+     the switch, which will "break" the while.  */
+  low = build_int_cst (TREE_TYPE (exp), 0);
+  high = low;
+  in_p = 0;
+  strict_overflow_p = false;
+  is_bool = false;
+  if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (exp)) == 1)
+    {
+      if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (exp)))
+       is_bool = true;
+      else
+       return;
+    }
+  else if (TREE_CODE (TREE_TYPE (exp)) == BOOLEAN_TYPE)
+    is_bool = true;
+
+  while (1)
+    {
+      gimple stmt;
+      enum tree_code code;
+      tree arg0, arg1, exp_type;
+      tree nexp;
+      location_t loc;
+
+      if (TREE_CODE (exp) != SSA_NAME)
+       break;
+
+      stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (exp);
+      if (!is_gimple_assign (stmt))
+       break;
+
+      code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+      arg0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+      if (TREE_CODE (arg0) != SSA_NAME)
+       break;
+      arg1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+      exp_type = TREE_TYPE (exp);
+      loc = gimple_location (stmt);
+      switch (code)
+       {
+       case BIT_NOT_EXPR:
+         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (exp)) == BOOLEAN_TYPE)
+           {
+             in_p = !in_p;
+             exp = arg0;
+             continue;
+           }
+         break;
+       case SSA_NAME:
+         exp = arg0;
+         continue;
+       CASE_CONVERT:
+         if (is_bool)
+           goto do_default;
+         if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (arg0)) == 1)
+           {
+             if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (arg0)))
+               is_bool = true;
+             else
+               return;
+           }
+         else if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg0)) == BOOLEAN_TYPE)
+           is_bool = true;
+         goto do_default;
+       case EQ_EXPR:
+       case NE_EXPR:
+       case LT_EXPR:
+       case LE_EXPR:
+       case GE_EXPR:
+       case GT_EXPR:
+         is_bool = true;
+         /* FALLTHRU */
+       default:
+         if (!is_bool)
+           return;
+       do_default:
+         nexp = make_range_step (loc, code, arg0, arg1, exp_type,
+                                 &low, &high, &in_p,
+                                 &strict_overflow_p);
+         if (nexp != NULL_TREE)
+           {
+             exp = nexp;
+             gcc_assert (TREE_CODE (exp) == SSA_NAME);
+             continue;
+           }
+         break;
+       }
+      break;
+    }
+  if (is_bool)
+    {
+      r->exp = exp;
+      r->in_p = in_p;
+      r->low = low;
+      r->high = high;
+      r->strict_overflow_p = strict_overflow_p;
+    }
+}
+
+/* Comparison function for qsort.  Sort entries
+   without SSA_NAME exp first, then with SSA_NAMEs sorted
+   by increasing SSA_NAME_VERSION, and for the same SSA_NAMEs
+   by increasing ->low and if ->low is the same, by increasing
+   ->high.  ->low == NULL_TREE means minimum, ->high == NULL_TREE
+   maximum.  */
+
+static int
+range_entry_cmp (const void *a, const void *b)
+{
+  const struct range_entry *p = (const struct range_entry *) a;
+  const struct range_entry *q = (const struct range_entry *) b;
+
+  if (p->exp != NULL_TREE && TREE_CODE (p->exp) == SSA_NAME)
+    {
+      if (q->exp != NULL_TREE && TREE_CODE (q->exp) == SSA_NAME)
+       {
+         /* Group range_entries for the same SSA_NAME together.  */
+         if (SSA_NAME_VERSION (p->exp) < SSA_NAME_VERSION (q->exp))
+           return -1;
+         else if (SSA_NAME_VERSION (p->exp) > SSA_NAME_VERSION (q->exp))
+           return 1;
+         /* If ->low is different, NULL low goes first, then by
+            ascending low.  */
+         if (p->low != NULL_TREE)
+           {
+             if (q->low != NULL_TREE)
+               {
+                 tree tem = fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node,
+                                         p->low, q->low);
+                 if (tem && integer_onep (tem))
+                   return -1;
+                 tem = fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node,
+                                    p->low, q->low);
+                 if (tem && integer_onep (tem))
+                   return 1;
+               }
+             else
+               return 1;
+           }
+         else if (q->low != NULL_TREE)
+           return -1;
+         /* If ->high is different, NULL high goes last, before that by
+            ascending high.  */
+         if (p->high != NULL_TREE)
+           {
+             if (q->high != NULL_TREE)
+               {
+                 tree tem = fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node,
+                                         p->high, q->high);
+                 if (tem && integer_onep (tem))
+                   return -1;
+                 tem = fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node,
+                                    p->high, q->high);
+                 if (tem && integer_onep (tem))
+                   return 1;
+               }
+             else
+               return -1;
+           }
+         else if (p->high != NULL_TREE)
+           return 1;
+         /* If both ranges are the same, sort below by ascending idx.  */
+       }
+      else
+       return 1;
+    }
+  else if (q->exp != NULL_TREE && TREE_CODE (q->exp) == SSA_NAME)
+    return -1;
+
+  if (p->idx < q->idx)
+    return -1;
+  else
+    {
+      gcc_checking_assert (p->idx > q->idx);
+      return 1;
+    }
+}
+
+/* Helper routine of optimize_range_test.
+   [EXP, IN_P, LOW, HIGH, STRICT_OVERFLOW_P] is a merged range for
+   RANGE and OTHERRANGE through OTHERRANGE + COUNT - 1 ranges,
+   OPCODE and OPS are arguments of optimize_range_tests.  Return
+   true if the range merge has been successful.  */
+
+static bool
+update_range_test (struct range_entry *range, struct range_entry *otherrange,
+                  unsigned int count, enum tree_code opcode,
+                  VEC (operand_entry_t, heap) **ops, tree exp, bool in_p,
+                  tree low, tree high, bool strict_overflow_p)
+{
+  tree op = VEC_index (operand_entry_t, *ops, range->idx)->op;
+  location_t loc = gimple_location (SSA_NAME_DEF_STMT (op));
+  tree tem = build_range_check (loc, TREE_TYPE (op), exp, in_p, low, high);
+  enum warn_strict_overflow_code wc = WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON;
+  gimple_stmt_iterator gsi;
+
+  if (tem == NULL_TREE)
+    return false;
+
+  if (strict_overflow_p && issue_strict_overflow_warning (wc))
+    warning_at (loc, OPT_Wstrict_overflow,
+               "assuming signed overflow does not occur "
+               "when simplifying range test");
+
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    {
+      struct range_entry *r;
+      fprintf (dump_file, "Optimizing range tests ");
+      print_generic_expr (dump_file, range->exp, 0);
+      fprintf (dump_file, " %c[", range->in_p ? '+' : '-');
+      print_generic_expr (dump_file, range->low, 0);
+      fprintf (dump_file, ", ");
+      print_generic_expr (dump_file, range->high, 0);
+      fprintf (dump_file, "]");
+      for (r = otherrange; r < otherrange + count; r++)
+       {
+         fprintf (dump_file, " and %c[", r->in_p ? '+' : '-');
+         print_generic_expr (dump_file, r->low, 0);
+         fprintf (dump_file, ", ");
+         print_generic_expr (dump_file, r->high, 0);
+         fprintf (dump_file, "]");
+       }
+      fprintf (dump_file, "\n into ");
+      print_generic_expr (dump_file, tem, 0);
+      fprintf (dump_file, "\n");
+    }
+
+  if (opcode == BIT_IOR_EXPR)
+    tem = invert_truthvalue_loc (loc, tem);
+
+  tem = fold_convert_loc (loc, TREE_TYPE (op), tem);
+  gsi = gsi_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (op));
+  tem = force_gimple_operand_gsi (&gsi, tem, true, NULL_TREE, true,
+                                 GSI_SAME_STMT);
+
+  VEC_index (operand_entry_t, *ops, range->idx)->op = tem;
+  range->exp = exp;
+  range->low = low;
+  range->high = high;
+  range->in_p = in_p;
+  range->strict_overflow_p = false;
+
+  for (range = otherrange; range < otherrange + count; range++)
+    {
+      VEC_index (operand_entry_t, *ops, range->idx)->op = error_mark_node;
+      range->exp = NULL_TREE;
+    }
+  return true;
+}
+
+/* Optimize range tests, similarly how fold_range_test optimizes
+   it on trees.  The tree code for the binary
+   operation between all the operands is OPCODE.  */
+
+static void
+optimize_range_tests (enum tree_code opcode,
+                     VEC (operand_entry_t, heap) **ops)
+{
+  unsigned int length = VEC_length (operand_entry_t, *ops), i, j, first;
+  operand_entry_t oe;
+  struct range_entry *ranges;
+  bool any_changes = false;
+
+  if (length == 1)
+    return;
+
+  ranges = XNEWVEC (struct range_entry, length);
+  for (i = 0; i < length; i++)
+    {
+      ranges[i].idx = i;
+      init_range_entry (ranges + i, VEC_index (operand_entry_t, *ops, i)->op);
+      /* For | invert it now, we will invert it again before emitting
+        the optimized expression.  */
+      if (opcode == BIT_IOR_EXPR)
+       ranges[i].in_p = !ranges[i].in_p;
+    }
+
+  qsort (ranges, length, sizeof (*ranges), range_entry_cmp);
+  for (i = 0; i < length; i++)
+    if (ranges[i].exp != NULL_TREE && TREE_CODE (ranges[i].exp) == SSA_NAME)
+      break;
+
+  /* Try to merge ranges.  */
+  for (first = i; i < length; i++)
+    {
+      tree low = ranges[i].low;
+      tree high = ranges[i].high;
+      int in_p = ranges[i].in_p;
+      bool strict_overflow_p = ranges[i].strict_overflow_p;
+      int update_fail_count = 0;
+
+      for (j = i + 1; j < length; j++)
+       {
+         if (ranges[i].exp != ranges[j].exp)
+           break;
+         if (!merge_ranges (&in_p, &low, &high, in_p, low, high,
+                            ranges[j].in_p, ranges[j].low, ranges[j].high))
+           break;
+         strict_overflow_p |= ranges[j].strict_overflow_p;
+       }
+
+      if (j == i + 1)
+       continue;
+
+      if (update_range_test (ranges + i, ranges + i + 1, j - i - 1, opcode,
+                            ops, ranges[i].exp, in_p, low, high,
+                            strict_overflow_p))
+       {
+         i = j - 1;
+         any_changes = true;
+       }
+      /* Avoid quadratic complexity if all merge_ranges calls would succeed,
+        while update_range_test would fail.  */
+      else if (update_fail_count == 64)
+       i = j - 1;
+      else
+       ++update_fail_count;
+    }
+
+  /* Optimize X == CST1 || X == CST2
+     if popcount (CST1 ^ CST2) == 1 into
+     (X & ~(CST1 ^ CST2)) == (CST1 & ~(CST1 ^ CST2)).
+     Similarly for ranges.  E.g.
+     X != 2 && X != 3 && X != 10 && X != 11
+     will be transformed by the above loop into
+     (X - 2U) <= 1U && (X - 10U) <= 1U
+     and this loop can transform that into
+     ((X & ~8) - 2U) <= 1U.  */
+  for (i = first; i < length; i++)
+    {
+      tree lowi, highi, lowj, highj, type, lowxor, highxor, tem, exp;
+
+      if (ranges[i].exp == NULL_TREE || ranges[i].in_p)
+       continue;
+      type = TREE_TYPE (ranges[i].exp);
+      if (!INTEGRAL_TYPE_P (type))
+       continue;
+      lowi = ranges[i].low;
+      if (lowi == NULL_TREE)
+       lowi = TYPE_MIN_VALUE (type);
+      highi = ranges[i].high;
+      if (highi == NULL_TREE)
+       continue;
+      for (j = i + 1; j < length && j < i + 64; j++)
+       {
+         if (ranges[j].exp == NULL_TREE)
+           continue;
+         if (ranges[i].exp != ranges[j].exp)
+           break;
+         if (ranges[j].in_p)
+           continue;
+         lowj = ranges[j].low;
+         if (lowj == NULL_TREE)
+           continue;
+         highj = ranges[j].high;
+         if (highj == NULL_TREE)
+           highj = TYPE_MAX_VALUE (type);
+         tem = fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node,
+                            lowj, highi);
+         if (tem == NULL_TREE || !integer_onep (tem))
+           continue;
+         lowxor = fold_binary (BIT_XOR_EXPR, type, lowi, lowj);
+         if (lowxor == NULL_TREE || TREE_CODE (lowxor) != INTEGER_CST)
+           continue;
+         gcc_checking_assert (!integer_zerop (lowxor));
+         tem = fold_binary (MINUS_EXPR, type, lowxor,
+                            build_int_cst (type, 1));
+         if (tem == NULL_TREE)
+           continue;
+         tem = fold_binary (BIT_AND_EXPR, type, lowxor, tem);
+         if (tem == NULL_TREE || !integer_zerop (tem))
+           continue;
+         highxor = fold_binary (BIT_XOR_EXPR, type, highi, highj);
+         if (!tree_int_cst_equal (lowxor, highxor))
+           continue;
+         tem = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, type, lowxor);
+         exp = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, type, ranges[i].exp, tem);
+         lowj = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, type, lowi, tem);
+         highj = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, type, highi, tem);
+         if (update_range_test (ranges + i, ranges + j, 1, opcode, ops, exp,
+                                ranges[i].in_p, lowj, highj,
+                                ranges[i].strict_overflow_p
+                                || ranges[j].strict_overflow_p))
+           {
+             any_changes = true;
+             break;
+           }
+       }
+    }
+
+  if (any_changes)
+    {
+      j = 0;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (operand_entry_t, *ops, i, oe)
+       {
+         if (oe->op == error_mark_node)
+           continue;
+         else if (i != j)
+           VEC_replace (operand_entry_t, *ops, j, oe);
+         j++;
+       }
+      VEC_truncate (operand_entry_t, *ops, j);
+    }
+
+  XDELETEVEC (ranges);
+}
+
 /* Return true if OPERAND is defined by a PHI node which uses the LHS
    of STMT in it's operands.  This is also known as a "destructive
    update" operation.  */
@@ -1290,6 +2073,62 @@ remove_visited_stmt_chain (tree var)
     }
 }
 
+/* This function checks three consequtive operands in
+   passed operands vector OPS starting from OPINDEX and
+   swaps two operands if it is profitable for binary operation
+   consuming OPINDEX + 1 abnd OPINDEX + 2 operands.
+
+   We pair ops with the same rank if possible.
+
+   The alternative we try is to see if STMT is a destructive
+   update style statement, which is like:
+   b = phi (a, ...)
+   a = c + b;
+   In that case, we want to use the destructive update form to
+   expose the possible vectorizer sum reduction opportunity.
+   In that case, the third operand will be the phi node. This
+   check is not performed if STMT is null.
+
+   We could, of course, try to be better as noted above, and do a
+   lot of work to try to find these opportunities in >3 operand
+   cases, but it is unlikely to be worth it.  */
+
+static void
+swap_ops_for_binary_stmt (VEC(operand_entry_t, heap) * ops,
+                         unsigned int opindex, gimple stmt)
+{
+  operand_entry_t oe1, oe2, oe3;
+
+  oe1 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex);
+  oe2 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex + 1);
+  oe3 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex + 2);
+
+  if ((oe1->rank == oe2->rank
+       && oe2->rank != oe3->rank)
+      || (stmt && is_phi_for_stmt (stmt, oe3->op)
+         && !is_phi_for_stmt (stmt, oe1->op)
+         && !is_phi_for_stmt (stmt, oe2->op)))
+    {
+      struct operand_entry temp = *oe3;
+      oe3->op = oe1->op;
+      oe3->rank = oe1->rank;
+      oe1->op = temp.op;
+      oe1->rank= temp.rank;
+    }
+  else if ((oe1->rank == oe3->rank
+           && oe2->rank != oe3->rank)
+          || (stmt && is_phi_for_stmt (stmt, oe2->op)
+              && !is_phi_for_stmt (stmt, oe1->op)
+              && !is_phi_for_stmt (stmt, oe3->op)))
+    {
+      struct operand_entry temp = *oe2;
+      oe2->op = oe1->op;
+      oe2->rank = oe1->rank;
+      oe1->op = temp.op;
+      oe1->rank= temp.rank;
+    }
+}
+
 /* Recursively rewrite our linearized statements so that the operators
    match those in OPS[OPINDEX], putting the computation in rank
    order.  */
@@ -1302,53 +2141,10 @@ rewrite_expr_tree (gimple stmt, unsigned int opindex,
   tree rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
   operand_entry_t oe;
 
-  /* If we have three operands left, then we want to make sure the one
-     that gets the double binary op are the ones with the same rank.
-
-     The alternative we try is to see if this is a destructive
-     update style statement, which is like:
-     b = phi (a, ...)
-     a = c + b;
-     In that case, we want to use the destructive update form to
-     expose the possible vectorizer sum reduction opportunity.
-     In that case, the third operand will be the phi node.
-
-     We could, of course, try to be better as noted above, and do a
-     lot of work to try to find these opportunities in >3 operand
-     cases, but it is unlikely to be worth it.  */
+  /* If we have three operands left, then we want to make sure the ones
+     that get the double binary op are chosen wisely.  */
   if (opindex + 3 == VEC_length (operand_entry_t, ops))
-    {
-      operand_entry_t oe1, oe2, oe3;
-
-      oe1 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex);
-      oe2 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex + 1);
-      oe3 = VEC_index (operand_entry_t, ops, opindex + 2);
-
-      if ((oe1->rank == oe2->rank
-          && oe2->rank != oe3->rank)
-         || (is_phi_for_stmt (stmt, oe3->op)
-             && !is_phi_for_stmt (stmt, oe1->op)
-             && !is_phi_for_stmt (stmt, oe2->op)))
-       {
-         struct operand_entry temp = *oe3;
-         oe3->op = oe1->op;
-         oe3->rank = oe1->rank;
-         oe1->op = temp.op;
-         oe1->rank= temp.rank;
-       }
-      else if ((oe1->rank == oe3->rank
-               && oe2->rank != oe3->rank)
-              || (is_phi_for_stmt (stmt, oe2->op)
-                  && !is_phi_for_stmt (stmt, oe1->op)
-                  && !is_phi_for_stmt (stmt, oe3->op)))
-       {
-         struct operand_entry temp = *oe2;
-         oe2->op = oe1->op;
-         oe2->rank = oe1->rank;
-         oe1->op = temp.op;
-         oe1->rank= temp.rank;
-       }
-    }
+    swap_ops_for_binary_stmt (ops, opindex, stmt);
 
   /* The final recursion case for this function is that you have
      exactly two operations left.
@@ -1433,6 +2229,178 @@ rewrite_expr_tree (gimple stmt, unsigned int opindex,
   rewrite_expr_tree (SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), opindex + 1, ops, moved);
 }
 
+/* Find out how many cycles we need to compute statements chain.
+   OPS_NUM holds number os statements in a chain.  CPU_WIDTH is a
+   maximum number of independent statements we may execute per cycle.  */
+
+static int
+get_required_cycles (int ops_num, int cpu_width)
+{
+  int res;
+  int elog;
+  unsigned int rest;
+
+  /* While we have more than 2 * cpu_width operands
+     we may reduce number of operands by cpu_width
+     per cycle.  */
+  res = ops_num / (2 * cpu_width);
+
+  /* Remained operands count may be reduced twice per cycle
+     until we have only one operand.  */
+  rest = (unsigned)(ops_num - res * cpu_width);
+  elog = exact_log2 (rest);
+  if (elog >= 0)
+    res += elog;
+  else
+    res += floor_log2 (rest) + 1;
+
+  return res;
+}
+
+/* Returns an optimal number of registers to use for computation of
+   given statements.  */
+
+static int
+get_reassociation_width (int ops_num, enum tree_code opc,
+                        enum machine_mode mode)
+{
+  int param_width = PARAM_VALUE (PARAM_TREE_REASSOC_WIDTH);
+  int width;
+  int width_min;
+  int cycles_best;
+
+  if (param_width > 0)
+    width = param_width;
+  else
+    width = targetm.sched.reassociation_width (opc, mode);
+
+  if (width == 1)
+    return width;
+
+  /* Get the minimal time required for sequence computation.  */
+  cycles_best = get_required_cycles (ops_num, width);
+
+  /* Check if we may use less width and still compute sequence for
+     the same time.  It will allow us to reduce registers usage.
+     get_required_cycles is monotonically increasing with lower width
+     so we can perform a binary search for the minimal width that still
+     results in the optimal cycle count.  */
+  width_min = 1;
+  while (width > width_min)
+    {
+      int width_mid = (width + width_min) / 2;
+
+      if (get_required_cycles (ops_num, width_mid) == cycles_best)
+       width = width_mid;
+      else if (width_min < width_mid)
+       width_min = width_mid;
+      else
+       break;
+    }
+
+  return width;
+}
+
+/* Recursively rewrite our linearized statements so that the operators
+   match those in OPS[OPINDEX], putting the computation in rank
+   order and trying to allow operations to be executed in
+   parallel.  */
+
+static void
+rewrite_expr_tree_parallel (gimple stmt, int width,
+                           VEC(operand_entry_t, heap) * ops)
+{
+  enum tree_code opcode = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+  int op_num = VEC_length (operand_entry_t, ops);
+  int stmt_num = op_num - 1;
+  gimple *stmts = XALLOCAVEC (gimple, stmt_num);
+  int op_index = op_num - 1;
+  int stmt_index = 0;
+  int ready_stmts_end = 0;
+  int i = 0;
+  tree last_rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+  tree lhs_var;
+
+  /* We start expression rewriting from the top statements.
+     So, in this loop we create a full list of statements
+     we will work with.  */
+  stmts[stmt_num - 1] = stmt;
+  for (i = stmt_num - 2; i >= 0; i--)
+    stmts[i] = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmts[i+1]));
+
+  lhs_var = create_tmp_reg (TREE_TYPE (last_rhs1), NULL);
+  add_referenced_var (lhs_var);
+
+  for (i = 0; i < stmt_num; i++)
+    {
+      tree op1, op2;
+
+      /* Determine whether we should use results of
+        already handled statements or not.  */
+      if (ready_stmts_end == 0
+         && (i - stmt_index >= width || op_index < 1))
+       ready_stmts_end = i;
+
+      /* Now we choose operands for the next statement.  Non zero
+        value in ready_stmts_end means here that we should use
+        the result of already generated statements as new operand.  */
+      if (ready_stmts_end > 0)
+       {
+         op1 = gimple_assign_lhs (stmts[stmt_index++]);
+         if (ready_stmts_end > stmt_index)
+           op2 = gimple_assign_lhs (stmts[stmt_index++]);
+         else if (op_index >= 0)
+           op2 = VEC_index (operand_entry_t, ops, op_index--)->op;
+         else
+           {
+             gcc_assert (stmt_index < i);
+             op2 = gimple_assign_lhs (stmts[stmt_index++]);
+           }
+
+         if (stmt_index >= ready_stmts_end)
+           ready_stmts_end = 0;
+       }
+      else
+       {
+         if (op_index > 1)
+           swap_ops_for_binary_stmt (ops, op_index - 2, NULL);
+         op2 = VEC_index (operand_entry_t, ops, op_index--)->op;
+         op1 = VEC_index (operand_entry_t, ops, op_index--)->op;
+       }
+
+      /* If we emit the last statement then we should put
+        operands into the last statement.  It will also
+        break the loop.  */
+      if (op_index < 0 && stmt_index == i)
+       i = stmt_num - 1;
+
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       {
+         fprintf (dump_file, "Transforming ");
+         print_gimple_stmt (dump_file, stmts[i], 0, 0);
+       }
+
+      /* We keep original statement only for the last one.  All
+        others are recreated.  */
+      if (i == stmt_num - 1)
+       {
+         gimple_assign_set_rhs1 (stmts[i], op1);
+         gimple_assign_set_rhs2 (stmts[i], op2);
+         update_stmt (stmts[i]);
+       }
+      else
+       stmts[i] = build_and_add_sum (lhs_var, op1, op2, opcode);
+
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       {
+         fprintf (dump_file, " into ");
+         print_gimple_stmt (dump_file, stmts[i], 0, 0);
+       }
+    }
+
+  remove_visited_stmt_chain (last_rhs1);
+}
+
 /* Transform STMT, which is really (A +B) + (C + D) into the left
    linear form, ((A+B)+C)+D.
    Recurse on D if necessary.  */
@@ -1500,8 +2468,6 @@ get_single_immediate_use (tree lhs)
   return NULL;
 }
 
-static VEC(tree, heap) *broken_up_subtracts;
-
 /* Recursively negate the value of TONEGATE, and return the SSA_NAME
    representing the negated value.  Insertions of any necessary
    instructions go before GSI.
@@ -1544,7 +2510,6 @@ negate_value (tree tonegate, gimple_stmt_iterator *gsi)
   tonegate = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (tonegate), tonegate);
   resultofnegate = force_gimple_operand_gsi (gsi, tonegate, true,
                                             NULL_TREE, true, GSI_SAME_STMT);
-  VEC_safe_push (tree, heap, broken_up_subtracts, resultofnegate);
   return resultofnegate;
 }
 
@@ -1620,13 +2585,15 @@ linearize_expr_tree (VEC(operand_entry_t, heap) **ops, gimple stmt,
   if (TREE_CODE (binlhs) == SSA_NAME)
     {
       binlhsdef = SSA_NAME_DEF_STMT (binlhs);
-      binlhsisreassoc = is_reassociable_op (binlhsdef, rhscode, loop);
+      binlhsisreassoc = (is_reassociable_op (binlhsdef, rhscode, loop)
+                        && !stmt_could_throw_p (binlhsdef));
     }
 
   if (TREE_CODE (binrhs) == SSA_NAME)
     {
       binrhsdef = SSA_NAME_DEF_STMT (binrhs);
-      binrhsisreassoc = is_reassociable_op (binrhsdef, rhscode, loop);
+      binrhsisreassoc = (is_reassociable_op (binrhsdef, rhscode, loop)
+                        && !stmt_could_throw_p (binrhsdef));
     }
 
   /* If the LHS is not reassociable, but the RHS is, we need to swap
@@ -1700,18 +2667,19 @@ repropagate_negates (void)
   unsigned int i = 0;
   tree negate;
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (tree, broken_up_subtracts, i, negate); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (tree, plus_negates, i, negate)
     {
       gimple user = get_single_immediate_use (negate);
 
+      if (!user || !is_gimple_assign (user))
+       continue;
+
       /* The negate operand can be either operand of a PLUS_EXPR
         (it can be the LHS if the RHS is a constant for example).
 
         Force the negate operand to the RHS of the PLUS_EXPR, then
         transform the PLUS_EXPR into a MINUS_EXPR.  */
-      if (user
-         && is_gimple_assign (user)
-         && gimple_assign_rhs_code (user) == PLUS_EXPR)
+      if (gimple_assign_rhs_code (user) == PLUS_EXPR)
        {
          /* If the negated operand appears on the LHS of the
             PLUS_EXPR, exchange the operands of the PLUS_EXPR
@@ -1734,9 +2702,63 @@ repropagate_negates (void)
              update_stmt (user);
            }
        }
+      else if (gimple_assign_rhs_code (user) == MINUS_EXPR)
+       {
+         if (gimple_assign_rhs1 (user) == negate)
+           {
+             /* We have
+                  x = -a
+                  y = x - b
+                which we transform into
+                  x = a + b
+                  y = -x .
+                This pushes down the negate which we possibly can merge
+                into some other operation, hence insert it into the
+                plus_negates vector.  */
+             gimple feed = SSA_NAME_DEF_STMT (negate);
+             tree a = gimple_assign_rhs1 (feed);
+             tree rhs2 = gimple_assign_rhs2 (user);
+             gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (feed), gsi2;
+             gimple_replace_lhs (feed, negate);
+             gimple_assign_set_rhs_with_ops (&gsi, PLUS_EXPR, a, rhs2);
+             update_stmt (gsi_stmt (gsi));
+             gsi2 = gsi_for_stmt (user);
+             gimple_assign_set_rhs_with_ops (&gsi2, NEGATE_EXPR, negate, NULL);
+             update_stmt (gsi_stmt (gsi2));
+             gsi_move_before (&gsi, &gsi2);
+             VEC_safe_push (tree, heap, plus_negates,
+                            gimple_assign_lhs (gsi_stmt (gsi2)));
+           }
+         else
+           {
+             /* Transform "x = -a; y = b - x" into "y = b + a", getting
+                rid of one operation.  */
+             gimple feed = SSA_NAME_DEF_STMT (negate);
+             tree a = gimple_assign_rhs1 (feed);
+             tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (user);
+             gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (user);
+             gimple_assign_set_rhs_with_ops (&gsi, PLUS_EXPR, rhs1, a);
+             update_stmt (gsi_stmt (gsi));
+           }
+       }
     }
 }
 
+/* Returns true if OP is of a type for which we can do reassociation.
+   That is for integral or non-saturating fixed-point types, and for
+   floating point type when associative-math is enabled.  */
+
+static bool
+can_reassociate_p (tree op)
+{
+  tree type = TREE_TYPE (op);
+  if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
+      || NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (type)
+      || (flag_associative_math && FLOAT_TYPE_P (type)))
+    return true;
+  return false;
+}
+
 /* Break up subtract operations in block BB.
 
    We do this top down because we don't know whether the subtract is
@@ -1765,27 +2787,15 @@ break_up_subtract_bb (basic_block bb)
       gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
       gimple_set_visited (stmt, false);
 
+      if (!is_gimple_assign (stmt)
+         || !can_reassociate_p (gimple_assign_lhs (stmt)))
+       continue;
+
       /* Look for simple gimple subtract operations.  */
-      if (is_gimple_assign (stmt)
-         && gimple_assign_rhs_code (stmt) == MINUS_EXPR)
+      if (gimple_assign_rhs_code (stmt) == MINUS_EXPR)
        {
-         tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
-         tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
-         tree rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
-
-         /* If associative-math we can do reassociation for
-            non-integral types.  Or, we can do reassociation for
-            non-saturating fixed-point types.  */
-         if ((!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-              || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs1))
-              || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs2)))
-             && (!SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-                 || !SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs1))
-                 || !SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs2))
-                 || !flag_associative_math)
-             && (!NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-                 || !NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs1))
-                 || !NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs2))))
+         if (!can_reassociate_p (gimple_assign_rhs1 (stmt))
+             || !can_reassociate_p (gimple_assign_rhs2 (stmt)))
            continue;
 
          /* Check for a subtract used only in an addition.  If this
@@ -1795,6 +2805,9 @@ break_up_subtract_bb (basic_block bb)
          if (should_break_up_subtract (stmt))
            break_up_subtract (stmt, &gsi);
        }
+      else if (gimple_assign_rhs_code (stmt) == NEGATE_EXPR
+              && can_reassociate_p (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+       VEC_safe_push (tree, heap, plus_negates, gimple_assign_lhs (stmt));
     }
   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
        son;
@@ -1815,7 +2828,8 @@ reassociate_bb (basic_block bb)
     {
       gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
 
-      if (is_gimple_assign (stmt))
+      if (is_gimple_assign (stmt)
+         && !stmt_could_throw_p (stmt))
        {
          tree lhs, rhs1, rhs2;
          enum tree_code rhs_code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
@@ -1855,19 +2869,16 @@ reassociate_bb (basic_block bb)
          rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
          rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 
-         /* If associative-math we can do reassociation for
-            non-integral types.  Or, we can do reassociation for
-            non-saturating fixed-point types.  */
-         if ((!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-              || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs1))
-              || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs2)))
-             && (!SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-                 || !SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs1))
-                 || !SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs2))
-                 || !flag_associative_math)
-             && (!NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
-                 || !NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs1))
-                 || !NON_SAT_FIXED_POINT_TYPE_P (TREE_TYPE(rhs2))))
+         /* For non-bit or min/max operations we can't associate
+            all types.  Verify that here.  */
+         if (rhs_code != BIT_IOR_EXPR
+             && rhs_code != BIT_AND_EXPR
+             && rhs_code != BIT_XOR_EXPR
+             && rhs_code != MIN_EXPR
+             && rhs_code != MAX_EXPR
+             && (!can_reassociate_p (lhs)
+                 || !can_reassociate_p (rhs1)
+                 || !can_reassociate_p (rhs2)))
            continue;
 
          if (associative_tree_code (rhs_code))
@@ -1881,21 +2892,18 @@ reassociate_bb (basic_block bb)
 
              gimple_set_visited (stmt, true);
              linearize_expr_tree (&ops, stmt, true, true);
-             qsort (VEC_address (operand_entry_t, ops),
-                    VEC_length (operand_entry_t, ops),
-                    sizeof (operand_entry_t),
-                    sort_by_operand_rank);
+             VEC_qsort (operand_entry_t, ops, sort_by_operand_rank);
              optimize_ops_list (rhs_code, &ops);
              if (undistribute_ops_list (rhs_code, &ops,
                                         loop_containing_stmt (stmt)))
                {
-                 qsort (VEC_address (operand_entry_t, ops),
-                        VEC_length (operand_entry_t, ops),
-                        sizeof (operand_entry_t),
-                        sort_by_operand_rank);
+                 VEC_qsort (operand_entry_t, ops, sort_by_operand_rank);
                  optimize_ops_list (rhs_code, &ops);
                }
 
+             if (rhs_code == BIT_IOR_EXPR || rhs_code == BIT_AND_EXPR)
+               optimize_range_tests (rhs_code, &ops);
+
              if (VEC_length (operand_entry_t, ops) == 1)
                {
                  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
@@ -1918,7 +2926,21 @@ reassociate_bb (basic_block bb)
                    }
                }
              else
-               rewrite_expr_tree (stmt, 0, ops, false);
+               {
+                 enum machine_mode mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (lhs));
+                 int ops_num = VEC_length (operand_entry_t, ops);
+                 int width = get_reassociation_width (ops_num, rhs_code, mode);
+
+                 if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+                   fprintf (dump_file,
+                            "Width = %d was chosen for reassociation\n", width);
+
+                 if (width > 1
+                     && VEC_length (operand_entry_t, ops) > 3)
+                   rewrite_expr_tree_parallel (stmt, width, ops);
+                 else
+                   rewrite_expr_tree (stmt, 0, ops, false);
+               }
 
              VEC_free (operand_entry_t, heap, ops);
            }
@@ -1941,7 +2963,7 @@ dump_ops_vector (FILE *file, VEC (operand_entry_t, heap) *ops)
   operand_entry_t oe;
   unsigned int i;
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (operand_entry_t, ops, i, oe); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (operand_entry_t, ops, i, oe)
     {
       fprintf (file, "Op %d -> rank: %d, tree: ", i, oe->rank);
       print_generic_expr (file, oe->op, 0);
@@ -1950,7 +2972,7 @@ dump_ops_vector (FILE *file, VEC (operand_entry_t, heap) *ops)
 
 /* Dump the operand entry vector OPS to STDERR.  */
 
-void
+DEBUG_FUNCTION void
 debug_ops_vector (VEC (operand_entry_t, heap) *ops)
 {
   dump_ops_vector (stderr, ops);
@@ -1981,6 +3003,7 @@ init_reassoc (void)
 
   operand_entry_pool = create_alloc_pool ("operand entry pool",
                                          sizeof (struct operand_entry), 30);
+  next_operand_entry_id = 0;
 
   /* Reverse RPO (Reverse Post Order) will give us something where
      deeper loops come later.  */
@@ -1991,7 +3014,7 @@ init_reassoc (void)
   /* Give each argument a distinct rank.   */
   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
        param;
-       param = TREE_CHAIN (param))
+       param = DECL_CHAIN (param))
     {
       if (gimple_default_def (cfun, param) != NULL)
        {
@@ -2014,7 +3037,7 @@ init_reassoc (void)
 
   free (bbs);
   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
-  broken_up_subtracts = NULL;
+  plus_negates = NULL;
 }
 
 /* Cleanup after the reassociation pass, and print stats if
@@ -2035,7 +3058,7 @@ fini_reassoc (void)
   pointer_map_destroy (operand_rank);
   free_alloc_pool (operand_entry_pool);
   free (bb_rank);
-  VEC_free (tree, heap, broken_up_subtracts);
+  VEC_free (tree, heap, plus_negates);
   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
   loop_optimizer_finalize ();
 }
@@ -2075,7 +3098,8 @@ struct gimple_opt_pass pass_reassoc =
   0,                                   /* properties_provided */
   0,                                   /* properties_destroyed */
   0,                                   /* todo_flags_start */
-  TODO_dump_func | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa /* todo_flags_finish */
+  TODO_verify_ssa
+    | TODO_verify_flow
+    | TODO_ggc_collect                 /* todo_flags_finish */
  }
 };
-