Update gcc-50 to SVN version 221845
[dragonfly.git] / contrib / gcc-5.0 / gcc / tree-vectorizer.h
1 /* Vectorizer
2    Copyright (C) 2003-2015 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Dorit Naishlos <dorit@il.ibm.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #ifndef GCC_TREE_VECTORIZER_H
22 #define GCC_TREE_VECTORIZER_H
23
24 #include "tree-data-ref.h"
25 #include "target.h"
26 #include "hash-table.h"
27
28 /* Used for naming of new temporaries.  */
29 enum vect_var_kind {
30   vect_simple_var,
31   vect_pointer_var,
32   vect_scalar_var
33 };
34
35 /* Defines type of operation.  */
36 enum operation_type {
37   unary_op = 1,
38   binary_op,
39   ternary_op
40 };
41
42 /* Define type of available alignment support.  */
43 enum dr_alignment_support {
44   dr_unaligned_unsupported,
45   dr_unaligned_supported,
46   dr_explicit_realign,
47   dr_explicit_realign_optimized,
48   dr_aligned
49 };
50
51 /* Define type of def-use cross-iteration cycle.  */
52 enum vect_def_type {
53   vect_uninitialized_def = 0,
54   vect_constant_def = 1,
55   vect_external_def,
56   vect_internal_def,
57   vect_induction_def,
58   vect_reduction_def,
59   vect_double_reduction_def,
60   vect_nested_cycle,
61   vect_unknown_def_type
62 };
63
64 #define VECTORIZABLE_CYCLE_DEF(D) (((D) == vect_reduction_def)           \
65                                    || ((D) == vect_double_reduction_def) \
66                                    || ((D) == vect_nested_cycle))
67
68 /* Structure to encapsulate information about a group of like
69    instructions to be presented to the target cost model.  */
70 typedef struct _stmt_info_for_cost {
71   int count;
72   enum vect_cost_for_stmt kind;
73   gimple stmt;
74   int misalign;
75 } stmt_info_for_cost;
76
77
78 typedef vec<stmt_info_for_cost> stmt_vector_for_cost;
79
80 static inline void
81 add_stmt_info_to_vec (stmt_vector_for_cost *stmt_cost_vec, int count,
82                       enum vect_cost_for_stmt kind, gimple stmt, int misalign)
83 {
84   stmt_info_for_cost si;
85   si.count = count;
86   si.kind = kind;
87   si.stmt = stmt;
88   si.misalign = misalign;
89   stmt_cost_vec->safe_push (si);
90 }
91
92 /************************************************************************
93   SLP
94  ************************************************************************/
95 typedef struct _slp_tree *slp_tree;
96
97 /* A computation tree of an SLP instance.  Each node corresponds to a group of
98    stmts to be packed in a SIMD stmt.  */
99 struct _slp_tree {
100   /* Nodes that contain def-stmts of this node statements operands.  */
101   vec<slp_tree> children;
102   /* A group of scalar stmts to be vectorized together.  */
103   vec<gimple> stmts;
104   /* Load permutation relative to the stores, NULL if there is no
105      permutation.  */
106   vec<unsigned> load_permutation;
107   /* Vectorized stmt/s.  */
108   vec<gimple> vec_stmts;
109   /* Number of vector stmts that are created to replace the group of scalar
110      stmts. It is calculated during the transformation phase as the number of
111      scalar elements in one scalar iteration (GROUP_SIZE) multiplied by VF
112      divided by vector size.  */
113   unsigned int vec_stmts_size;
114 };
115
116
117 /* SLP instance is a sequence of stmts in a loop that can be packed into
118    SIMD stmts.  */
119 typedef struct _slp_instance {
120   /* The root of SLP tree.  */
121   slp_tree root;
122
123   /* Size of groups of scalar stmts that will be replaced by SIMD stmt/s.  */
124   unsigned int group_size;
125
126   /* The unrolling factor required to vectorized this SLP instance.  */
127   unsigned int unrolling_factor;
128
129   /* Vectorization costs associated with SLP instance.  */
130   stmt_vector_for_cost body_cost_vec;
131
132   /* The group of nodes that contain loads of this SLP instance.  */
133   vec<slp_tree> loads;
134
135   /* The first scalar load of the instance. The created vector loads will be
136      inserted before this statement.  */
137   gimple first_load;
138 } *slp_instance;
139
140
141 /* Access Functions.  */
142 #define SLP_INSTANCE_TREE(S)                     (S)->root
143 #define SLP_INSTANCE_GROUP_SIZE(S)               (S)->group_size
144 #define SLP_INSTANCE_UNROLLING_FACTOR(S)         (S)->unrolling_factor
145 #define SLP_INSTANCE_BODY_COST_VEC(S)            (S)->body_cost_vec
146 #define SLP_INSTANCE_LOADS(S)                    (S)->loads
147 #define SLP_INSTANCE_FIRST_LOAD_STMT(S)          (S)->first_load
148
149 #define SLP_TREE_CHILDREN(S)                     (S)->children
150 #define SLP_TREE_SCALAR_STMTS(S)                 (S)->stmts
151 #define SLP_TREE_VEC_STMTS(S)                    (S)->vec_stmts
152 #define SLP_TREE_NUMBER_OF_VEC_STMTS(S)          (S)->vec_stmts_size
153 #define SLP_TREE_LOAD_PERMUTATION(S)             (S)->load_permutation
154
155 /* This structure is used in creation of an SLP tree.  Each instance
156    corresponds to the same operand in a group of scalar stmts in an SLP
157    node.  */
158 typedef struct _slp_oprnd_info
159 {
160   /* Def-stmts for the operands.  */
161   vec<gimple> def_stmts;
162   /* Information about the first statement, its vector def-type, type, the
163      operand itself in case it's constant, and an indication if it's a pattern
164      stmt.  */
165   enum vect_def_type first_dt;
166   tree first_op_type;
167   bool first_pattern;
168 } *slp_oprnd_info;
169
170
171
172 /* This struct is used to store the information of a data reference,
173    including the data ref itself, the access offset (calculated by summing its
174    offset and init) and the segment length for aliasing checks.
175    This is used to merge alias checks.  */
176
177 struct dr_with_seg_len
178 {
179   dr_with_seg_len (data_reference_p d, tree len)
180     : dr (d),
181       offset (size_binop (PLUS_EXPR, DR_OFFSET (d), DR_INIT (d))),
182       seg_len (len) {}
183
184   data_reference_p dr;
185   tree offset;
186   tree seg_len;
187 };
188
189 /* This struct contains two dr_with_seg_len objects with aliasing data
190    refs.  Two comparisons are generated from them.  */
191
192 struct dr_with_seg_len_pair_t
193 {
194   dr_with_seg_len_pair_t (const dr_with_seg_len& d1,
195                                const dr_with_seg_len& d2)
196     : first (d1), second (d2) {}
197
198   dr_with_seg_len first;
199   dr_with_seg_len second;
200 };
201
202
203 typedef struct _vect_peel_info
204 {
205   int npeel;
206   struct data_reference *dr;
207   unsigned int count;
208 } *vect_peel_info;
209
210 typedef struct _vect_peel_extended_info
211 {
212   struct _vect_peel_info peel_info;
213   unsigned int inside_cost;
214   unsigned int outside_cost;
215   stmt_vector_for_cost body_cost_vec;
216 } *vect_peel_extended_info;
217
218
219 /* Peeling hashtable helpers.  */
220
221 struct peel_info_hasher : typed_free_remove <_vect_peel_info>
222 {
223   typedef _vect_peel_info value_type;
224   typedef _vect_peel_info compare_type;
225   static inline hashval_t hash (const value_type *);
226   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
227 };
228
229 inline hashval_t
230 peel_info_hasher::hash (const value_type *peel_info)
231 {
232   return (hashval_t) peel_info->npeel;
233 }
234
235 inline bool
236 peel_info_hasher::equal (const value_type *a, const compare_type *b)
237 {
238   return (a->npeel == b->npeel);
239 }
240
241
242 /*-----------------------------------------------------------------*/
243 /* Info on vectorized loops.                                       */
244 /*-----------------------------------------------------------------*/
245 typedef struct _loop_vec_info {
246
247   /* The loop to which this info struct refers to.  */
248   struct loop *loop;
249
250   /* The loop basic blocks.  */
251   basic_block *bbs;
252
253   /* Number of latch executions.  */
254   tree num_itersm1;
255   /* Number of iterations.  */
256   tree num_iters;
257   /* Number of iterations of the original loop.  */
258   tree num_iters_unchanged;
259
260   /* Minimum number of iterations below which vectorization is expected to
261      not be profitable (as estimated by the cost model).
262      -1 indicates that vectorization will not be profitable.
263      FORNOW: This field is an int. Will be a tree in the future, to represent
264              values unknown at compile time.  */
265   int min_profitable_iters;
266
267   /* Threshold of number of iterations below which vectorzation will not be
268      performed. It is calculated from MIN_PROFITABLE_ITERS and
269      PARAM_MIN_VECT_LOOP_BOUND.  */
270   unsigned int th;
271
272   /* Is the loop vectorizable? */
273   bool vectorizable;
274
275   /* Unrolling factor  */
276   int vectorization_factor;
277
278   /* Unknown DRs according to which loop was peeled.  */
279   struct data_reference *unaligned_dr;
280
281   /* peeling_for_alignment indicates whether peeling for alignment will take
282      place, and what the peeling factor should be:
283      peeling_for_alignment = X means:
284         If X=0: Peeling for alignment will not be applied.
285         If X>0: Peel first X iterations.
286         If X=-1: Generate a runtime test to calculate the number of iterations
287                  to be peeled, using the dataref recorded in the field
288                  unaligned_dr.  */
289   int peeling_for_alignment;
290
291   /* The mask used to check the alignment of pointers or arrays.  */
292   int ptr_mask;
293
294   /* The loop nest in which the data dependences are computed.  */
295   vec<loop_p> loop_nest;
296
297   /* All data references in the loop.  */
298   vec<data_reference_p> datarefs;
299
300   /* All data dependences in the loop.  */
301   vec<ddr_p> ddrs;
302
303   /* Data Dependence Relations defining address ranges that are candidates
304      for a run-time aliasing check.  */
305   vec<ddr_p> may_alias_ddrs;
306
307   /* Data Dependence Relations defining address ranges together with segment
308      lengths from which the run-time aliasing check is built.  */
309   vec<dr_with_seg_len_pair_t> comp_alias_ddrs;
310
311   /* Statements in the loop that have data references that are candidates for a
312      runtime (loop versioning) misalignment check.  */
313   vec<gimple> may_misalign_stmts;
314
315   /* All interleaving chains of stores in the loop, represented by the first
316      stmt in the chain.  */
317   vec<gimple> grouped_stores;
318
319   /* All SLP instances in the loop. This is a subset of the set of GROUP_STORES
320      of the loop.  */
321   vec<slp_instance> slp_instances;
322
323   /* The unrolling factor needed to SLP the loop. In case of that pure SLP is
324      applied to the loop, i.e., no unrolling is needed, this is 1.  */
325   unsigned slp_unrolling_factor;
326
327   /* Reduction cycles detected in the loop. Used in loop-aware SLP.  */
328   vec<gimple> reductions;
329
330   /* All reduction chains in the loop, represented by the first
331      stmt in the chain.  */
332   vec<gimple> reduction_chains;
333
334   /* Hash table used to choose the best peeling option.  */
335   hash_table<peel_info_hasher> *peeling_htab;
336
337   /* Cost data used by the target cost model.  */
338   void *target_cost_data;
339
340   /* When we have grouped data accesses with gaps, we may introduce invalid
341      memory accesses.  We peel the last iteration of the loop to prevent
342      this.  */
343   bool peeling_for_gaps;
344
345   /* When the number of iterations is not a multiple of the vector size
346      we need to peel off iterations at the end to form an epilogue loop.  */
347   bool peeling_for_niter;
348
349   /* Reductions are canonicalized so that the last operand is the reduction
350      operand.  If this places a constant into RHS1, this decanonicalizes
351      GIMPLE for other phases, so we must track when this has occurred and
352      fix it up.  */
353   bool operands_swapped;
354
355   /* True if there are no loop carried data dependencies in the loop.
356      If loop->safelen <= 1, then this is always true, either the loop
357      didn't have any loop carried data dependencies, or the loop is being
358      vectorized guarded with some runtime alias checks, or couldn't
359      be vectorized at all, but then this field shouldn't be used.
360      For loop->safelen >= 2, the user has asserted that there are no
361      backward dependencies, but there still could be loop carried forward
362      dependencies in such loops.  This flag will be false if normal
363      vectorizer data dependency analysis would fail or require versioning
364      for alias, but because of loop->safelen >= 2 it has been vectorized
365      even without versioning for alias.  E.g. in:
366      #pragma omp simd
367      for (int i = 0; i < m; i++)
368        a[i] = a[i + k] * c;
369      (or #pragma simd or #pragma ivdep) we can vectorize this and it will
370      DTRT even for k > 0 && k < m, but without safelen we would not
371      vectorize this, so this field would be false.  */
372   bool no_data_dependencies;
373
374   /* If if-conversion versioned this loop before conversion, this is the
375      loop version without if-conversion.  */
376   struct loop *scalar_loop;
377
378 } *loop_vec_info;
379
380 /* Access Functions.  */
381 #define LOOP_VINFO_LOOP(L)                 (L)->loop
382 #define LOOP_VINFO_BBS(L)                  (L)->bbs
383 #define LOOP_VINFO_NITERSM1(L)             (L)->num_itersm1
384 #define LOOP_VINFO_NITERS(L)               (L)->num_iters
385 /* Since LOOP_VINFO_NITERS and LOOP_VINFO_NITERSM1 can change after
386    prologue peeling retain total unchanged scalar loop iterations for
387    cost model.  */
388 #define LOOP_VINFO_NITERS_UNCHANGED(L)     (L)->num_iters_unchanged
389 #define LOOP_VINFO_COST_MODEL_MIN_ITERS(L) (L)->min_profitable_iters
390 #define LOOP_VINFO_COST_MODEL_THRESHOLD(L) (L)->th
391 #define LOOP_VINFO_VECTORIZABLE_P(L)       (L)->vectorizable
392 #define LOOP_VINFO_VECT_FACTOR(L)          (L)->vectorization_factor
393 #define LOOP_VINFO_PTR_MASK(L)             (L)->ptr_mask
394 #define LOOP_VINFO_LOOP_NEST(L)            (L)->loop_nest
395 #define LOOP_VINFO_DATAREFS(L)             (L)->datarefs
396 #define LOOP_VINFO_DDRS(L)                 (L)->ddrs
397 #define LOOP_VINFO_INT_NITERS(L)           (TREE_INT_CST_LOW ((L)->num_iters))
398 #define LOOP_VINFO_PEELING_FOR_ALIGNMENT(L) (L)->peeling_for_alignment
399 #define LOOP_VINFO_UNALIGNED_DR(L)         (L)->unaligned_dr
400 #define LOOP_VINFO_MAY_MISALIGN_STMTS(L)   (L)->may_misalign_stmts
401 #define LOOP_VINFO_MAY_ALIAS_DDRS(L)       (L)->may_alias_ddrs
402 #define LOOP_VINFO_COMP_ALIAS_DDRS(L)      (L)->comp_alias_ddrs
403 #define LOOP_VINFO_GROUPED_STORES(L)       (L)->grouped_stores
404 #define LOOP_VINFO_SLP_INSTANCES(L)        (L)->slp_instances
405 #define LOOP_VINFO_SLP_UNROLLING_FACTOR(L) (L)->slp_unrolling_factor
406 #define LOOP_VINFO_REDUCTIONS(L)           (L)->reductions
407 #define LOOP_VINFO_REDUCTION_CHAINS(L)     (L)->reduction_chains
408 #define LOOP_VINFO_PEELING_HTAB(L)         (L)->peeling_htab
409 #define LOOP_VINFO_TARGET_COST_DATA(L)     (L)->target_cost_data
410 #define LOOP_VINFO_PEELING_FOR_GAPS(L)     (L)->peeling_for_gaps
411 #define LOOP_VINFO_OPERANDS_SWAPPED(L)     (L)->operands_swapped
412 #define LOOP_VINFO_PEELING_FOR_NITER(L)    (L)->peeling_for_niter
413 #define LOOP_VINFO_NO_DATA_DEPENDENCIES(L) (L)->no_data_dependencies
414 #define LOOP_VINFO_SCALAR_LOOP(L)          (L)->scalar_loop
415
416 #define LOOP_REQUIRES_VERSIONING_FOR_ALIGNMENT(L) \
417   ((L)->may_misalign_stmts.length () > 0)
418 #define LOOP_REQUIRES_VERSIONING_FOR_ALIAS(L)     \
419   ((L)->may_alias_ddrs.length () > 0)
420
421 #define LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P(L)          \
422   (tree_fits_shwi_p ((L)->num_iters) && tree_to_shwi ((L)->num_iters) > 0)
423
424 static inline loop_vec_info
425 loop_vec_info_for_loop (struct loop *loop)
426 {
427   return (loop_vec_info) loop->aux;
428 }
429
430 static inline bool
431 nested_in_vect_loop_p (struct loop *loop, gimple stmt)
432 {
433   return (loop->inner
434           && (loop->inner == (gimple_bb (stmt))->loop_father));
435 }
436
437 typedef struct _bb_vec_info {
438
439   basic_block bb;
440   /* All interleaving chains of stores in the basic block, represented by the
441      first stmt in the chain.  */
442   vec<gimple> grouped_stores;
443
444   /* All SLP instances in the basic block. This is a subset of the set of
445      GROUP_STORES of the basic block.  */
446   vec<slp_instance> slp_instances;
447
448   /* All data references in the basic block.  */
449   vec<data_reference_p> datarefs;
450
451   /* All data dependences in the basic block.  */
452   vec<ddr_p> ddrs;
453
454   /* Cost data used by the target cost model.  */
455   void *target_cost_data;
456
457 } *bb_vec_info;
458
459 #define BB_VINFO_BB(B)               (B)->bb
460 #define BB_VINFO_GROUPED_STORES(B)   (B)->grouped_stores
461 #define BB_VINFO_SLP_INSTANCES(B)    (B)->slp_instances
462 #define BB_VINFO_DATAREFS(B)         (B)->datarefs
463 #define BB_VINFO_DDRS(B)             (B)->ddrs
464 #define BB_VINFO_TARGET_COST_DATA(B) (B)->target_cost_data
465
466 static inline bb_vec_info
467 vec_info_for_bb (basic_block bb)
468 {
469   return (bb_vec_info) bb->aux;
470 }
471
472 /*-----------------------------------------------------------------*/
473 /* Info on vectorized defs.                                        */
474 /*-----------------------------------------------------------------*/
475 enum stmt_vec_info_type {
476   undef_vec_info_type = 0,
477   load_vec_info_type,
478   store_vec_info_type,
479   shift_vec_info_type,
480   op_vec_info_type,
481   call_vec_info_type,
482   call_simd_clone_vec_info_type,
483   assignment_vec_info_type,
484   condition_vec_info_type,
485   reduc_vec_info_type,
486   induc_vec_info_type,
487   type_promotion_vec_info_type,
488   type_demotion_vec_info_type,
489   type_conversion_vec_info_type,
490   loop_exit_ctrl_vec_info_type
491 };
492
493 /* Indicates whether/how a variable is used in the scope of loop/basic
494    block.  */
495 enum vect_relevant {
496   vect_unused_in_scope = 0,
497   /* The def is in the inner loop, and the use is in the outer loop, and the
498      use is a reduction stmt.  */
499   vect_used_in_outer_by_reduction,
500   /* The def is in the inner loop, and the use is in the outer loop (and is
501      not part of reduction).  */
502   vect_used_in_outer,
503
504   /* defs that feed computations that end up (only) in a reduction. These
505      defs may be used by non-reduction stmts, but eventually, any
506      computations/values that are affected by these defs are used to compute
507      a reduction (i.e. don't get stored to memory, for example). We use this
508      to identify computations that we can change the order in which they are
509      computed.  */
510   vect_used_by_reduction,
511
512   vect_used_in_scope
513 };
514
515 /* The type of vectorization that can be applied to the stmt: regular loop-based
516    vectorization; pure SLP - the stmt is a part of SLP instances and does not
517    have uses outside SLP instances; or hybrid SLP and loop-based - the stmt is
518    a part of SLP instance and also must be loop-based vectorized, since it has
519    uses outside SLP sequences.
520
521    In the loop context the meanings of pure and hybrid SLP are slightly
522    different. By saying that pure SLP is applied to the loop, we mean that we
523    exploit only intra-iteration parallelism in the loop; i.e., the loop can be
524    vectorized without doing any conceptual unrolling, cause we don't pack
525    together stmts from different iterations, only within a single iteration.
526    Loop hybrid SLP means that we exploit both intra-iteration and
527    inter-iteration parallelism (e.g., number of elements in the vector is 4
528    and the slp-group-size is 2, in which case we don't have enough parallelism
529    within an iteration, so we obtain the rest of the parallelism from subsequent
530    iterations by unrolling the loop by 2).  */
531 enum slp_vect_type {
532   loop_vect = 0,
533   pure_slp,
534   hybrid
535 };
536
537
538 typedef struct data_reference *dr_p;
539
540 typedef struct _stmt_vec_info {
541
542   enum stmt_vec_info_type type;
543
544   /* Indicates whether this stmts is part of a computation whose result is
545      used outside the loop.  */
546   bool live;
547
548   /* Stmt is part of some pattern (computation idiom)  */
549   bool in_pattern_p;
550
551   /* The stmt to which this info struct refers to.  */
552   gimple stmt;
553
554   /* The loop_vec_info with respect to which STMT is vectorized.  */
555   loop_vec_info loop_vinfo;
556
557   /* The vector type to be used for the LHS of this statement.  */
558   tree vectype;
559
560   /* The vectorized version of the stmt.  */
561   gimple vectorized_stmt;
562
563
564   /** The following is relevant only for stmts that contain a non-scalar
565      data-ref (array/pointer/struct access). A GIMPLE stmt is expected to have
566      at most one such data-ref.  **/
567
568   /* Information about the data-ref (access function, etc),
569      relative to the inner-most containing loop.  */
570   struct data_reference *data_ref_info;
571
572   /* Information about the data-ref relative to this loop
573      nest (the loop that is being considered for vectorization).  */
574   tree dr_base_address;
575   tree dr_init;
576   tree dr_offset;
577   tree dr_step;
578   tree dr_aligned_to;
579
580   /* For loop PHI nodes, the evolution part of it.  This makes sure
581      this information is still available in vect_update_ivs_after_vectorizer
582      where we may not be able to re-analyze the PHI nodes evolution as
583      peeling for the prologue loop can make it unanalyzable.  The evolution
584      part is still correct though.  */
585   tree loop_phi_evolution_part;
586
587   /* Used for various bookkeeping purposes, generally holding a pointer to
588      some other stmt S that is in some way "related" to this stmt.
589      Current use of this field is:
590         If this stmt is part of a pattern (i.e. the field 'in_pattern_p' is
591         true): S is the "pattern stmt" that represents (and replaces) the
592         sequence of stmts that constitutes the pattern.  Similarly, the
593         related_stmt of the "pattern stmt" points back to this stmt (which is
594         the last stmt in the original sequence of stmts that constitutes the
595         pattern).  */
596   gimple related_stmt;
597
598   /* Used to keep a sequence of def stmts of a pattern stmt if such exists.  */
599   gimple_seq pattern_def_seq;
600
601   /* List of datarefs that are known to have the same alignment as the dataref
602      of this stmt.  */
603   vec<dr_p> same_align_refs;
604
605   /* Selected SIMD clone's function info.  First vector element
606      is SIMD clone's function decl, followed by a pair of trees (base + step)
607      for linear arguments (pair of NULLs for other arguments).  */
608   vec<tree> simd_clone_info;
609
610   /* Classify the def of this stmt.  */
611   enum vect_def_type def_type;
612
613   /*  Whether the stmt is SLPed, loop-based vectorized, or both.  */
614   enum slp_vect_type slp_type;
615
616   /* Interleaving and reduction chains info.  */
617   /* First element in the group.  */
618   gimple first_element;
619   /* Pointer to the next element in the group.  */
620   gimple next_element;
621   /* For data-refs, in case that two or more stmts share data-ref, this is the
622      pointer to the previously detected stmt with the same dr.  */
623   gimple same_dr_stmt;
624   /* The size of the group.  */
625   unsigned int size;
626   /* For stores, number of stores from this group seen. We vectorize the last
627      one.  */
628   unsigned int store_count;
629   /* For loads only, the gap from the previous load. For consecutive loads, GAP
630      is 1.  */
631   unsigned int gap;
632
633   /* The minimum negative dependence distance this stmt participates in
634      or zero if none.  */
635   unsigned int min_neg_dist;
636
637   /* Not all stmts in the loop need to be vectorized. e.g, the increment
638      of the loop induction variable and computation of array indexes. relevant
639      indicates whether the stmt needs to be vectorized.  */
640   enum vect_relevant relevant;
641
642   /* The bb_vec_info with respect to which STMT is vectorized.  */
643   bb_vec_info bb_vinfo;
644
645   /* Is this statement vectorizable or should it be skipped in (partial)
646      vectorization.  */
647   bool vectorizable;
648
649   /* For loads only, true if this is a gather load.  */
650   bool gather_p;
651   bool stride_load_p;
652
653   /* For both loads and stores.  */
654   bool simd_lane_access_p;
655 } *stmt_vec_info;
656
657 /* Access Functions.  */
658 #define STMT_VINFO_TYPE(S)                 (S)->type
659 #define STMT_VINFO_STMT(S)                 (S)->stmt
660 #define STMT_VINFO_LOOP_VINFO(S)           (S)->loop_vinfo
661 #define STMT_VINFO_BB_VINFO(S)             (S)->bb_vinfo
662 #define STMT_VINFO_RELEVANT(S)             (S)->relevant
663 #define STMT_VINFO_LIVE_P(S)               (S)->live
664 #define STMT_VINFO_VECTYPE(S)              (S)->vectype
665 #define STMT_VINFO_VEC_STMT(S)             (S)->vectorized_stmt
666 #define STMT_VINFO_VECTORIZABLE(S)         (S)->vectorizable
667 #define STMT_VINFO_DATA_REF(S)             (S)->data_ref_info
668 #define STMT_VINFO_GATHER_P(S)             (S)->gather_p
669 #define STMT_VINFO_STRIDE_LOAD_P(S)        (S)->stride_load_p
670 #define STMT_VINFO_SIMD_LANE_ACCESS_P(S)   (S)->simd_lane_access_p
671
672 #define STMT_VINFO_DR_BASE_ADDRESS(S)      (S)->dr_base_address
673 #define STMT_VINFO_DR_INIT(S)              (S)->dr_init
674 #define STMT_VINFO_DR_OFFSET(S)            (S)->dr_offset
675 #define STMT_VINFO_DR_STEP(S)              (S)->dr_step
676 #define STMT_VINFO_DR_ALIGNED_TO(S)        (S)->dr_aligned_to
677
678 #define STMT_VINFO_IN_PATTERN_P(S)         (S)->in_pattern_p
679 #define STMT_VINFO_RELATED_STMT(S)         (S)->related_stmt
680 #define STMT_VINFO_PATTERN_DEF_SEQ(S)      (S)->pattern_def_seq
681 #define STMT_VINFO_SAME_ALIGN_REFS(S)      (S)->same_align_refs
682 #define STMT_VINFO_SIMD_CLONE_INFO(S)      (S)->simd_clone_info
683 #define STMT_VINFO_DEF_TYPE(S)             (S)->def_type
684 #define STMT_VINFO_GROUP_FIRST_ELEMENT(S)  (S)->first_element
685 #define STMT_VINFO_GROUP_NEXT_ELEMENT(S)   (S)->next_element
686 #define STMT_VINFO_GROUP_SIZE(S)           (S)->size
687 #define STMT_VINFO_GROUP_STORE_COUNT(S)    (S)->store_count
688 #define STMT_VINFO_GROUP_GAP(S)            (S)->gap
689 #define STMT_VINFO_GROUP_SAME_DR_STMT(S)   (S)->same_dr_stmt
690 #define STMT_VINFO_GROUPED_ACCESS(S)      ((S)->first_element != NULL && (S)->data_ref_info)
691 #define STMT_VINFO_LOOP_PHI_EVOLUTION_PART(S) (S)->loop_phi_evolution_part
692 #define STMT_VINFO_MIN_NEG_DIST(S)      (S)->min_neg_dist
693
694 #define GROUP_FIRST_ELEMENT(S)          (S)->first_element
695 #define GROUP_NEXT_ELEMENT(S)           (S)->next_element
696 #define GROUP_SIZE(S)                   (S)->size
697 #define GROUP_STORE_COUNT(S)            (S)->store_count
698 #define GROUP_GAP(S)                    (S)->gap
699 #define GROUP_SAME_DR_STMT(S)           (S)->same_dr_stmt
700
701 #define STMT_VINFO_RELEVANT_P(S)          ((S)->relevant != vect_unused_in_scope)
702
703 #define HYBRID_SLP_STMT(S)                ((S)->slp_type == hybrid)
704 #define PURE_SLP_STMT(S)                  ((S)->slp_type == pure_slp)
705 #define STMT_SLP_TYPE(S)                   (S)->slp_type
706
707 struct dataref_aux {
708   tree base_decl;
709   bool base_misaligned;
710   int misalignment;
711 };
712
713 #define VECT_MAX_COST 1000
714
715 /* The maximum number of intermediate steps required in multi-step type
716    conversion.  */
717 #define MAX_INTERM_CVT_STEPS         3
718
719 /* The maximum vectorization factor supported by any target (V64QI).  */
720 #define MAX_VECTORIZATION_FACTOR 64
721
722 /* Avoid GTY(()) on stmt_vec_info.  */
723 typedef void *vec_void_p;
724
725 extern vec<vec_void_p> stmt_vec_info_vec;
726
727 void init_stmt_vec_info_vec (void);
728 void free_stmt_vec_info_vec (void);
729
730 /* Return a stmt_vec_info corresponding to STMT.  */
731
732 static inline stmt_vec_info
733 vinfo_for_stmt (gimple stmt)
734 {
735   unsigned int uid = gimple_uid (stmt);
736   if (uid == 0)
737     return NULL;
738
739   return (stmt_vec_info) stmt_vec_info_vec[uid - 1];
740 }
741
742 /* Set vectorizer information INFO for STMT.  */
743
744 static inline void
745 set_vinfo_for_stmt (gimple stmt, stmt_vec_info info)
746 {
747   unsigned int uid = gimple_uid (stmt);
748   if (uid == 0)
749     {
750       gcc_checking_assert (info);
751       uid = stmt_vec_info_vec.length () + 1;
752       gimple_set_uid (stmt, uid);
753       stmt_vec_info_vec.safe_push ((vec_void_p) info);
754     }
755   else
756     stmt_vec_info_vec[uid - 1] = (vec_void_p) info;
757 }
758
759 /* Return the earlier statement between STMT1 and STMT2.  */
760
761 static inline gimple
762 get_earlier_stmt (gimple stmt1, gimple stmt2)
763 {
764   unsigned int uid1, uid2;
765
766   if (stmt1 == NULL)
767     return stmt2;
768
769   if (stmt2 == NULL)
770     return stmt1;
771
772   uid1 = gimple_uid (stmt1);
773   uid2 = gimple_uid (stmt2);
774
775   if (uid1 == 0 || uid2 == 0)
776     return NULL;
777
778   gcc_checking_assert (uid1 <= stmt_vec_info_vec.length ()
779                        && uid2 <= stmt_vec_info_vec.length ());
780
781   if (uid1 < uid2)
782     return stmt1;
783   else
784     return stmt2;
785 }
786
787 /* Return the later statement between STMT1 and STMT2.  */
788
789 static inline gimple
790 get_later_stmt (gimple stmt1, gimple stmt2)
791 {
792   unsigned int uid1, uid2;
793
794   if (stmt1 == NULL)
795     return stmt2;
796
797   if (stmt2 == NULL)
798     return stmt1;
799
800   uid1 = gimple_uid (stmt1);
801   uid2 = gimple_uid (stmt2);
802
803   if (uid1 == 0 || uid2 == 0)
804     return NULL;
805
806   gcc_assert (uid1 <= stmt_vec_info_vec.length ());
807   gcc_assert (uid2 <= stmt_vec_info_vec.length ());
808
809   if (uid1 > uid2)
810     return stmt1;
811   else
812     return stmt2;
813 }
814
815 /* Return TRUE if a statement represented by STMT_INFO is a part of a
816    pattern.  */
817
818 static inline bool
819 is_pattern_stmt_p (stmt_vec_info stmt_info)
820 {
821   gimple related_stmt;
822   stmt_vec_info related_stmt_info;
823
824   related_stmt = STMT_VINFO_RELATED_STMT (stmt_info);
825   if (related_stmt
826       && (related_stmt_info = vinfo_for_stmt (related_stmt))
827       && STMT_VINFO_IN_PATTERN_P (related_stmt_info))
828     return true;
829
830   return false;
831 }
832
833 /* Return true if BB is a loop header.  */
834
835 static inline bool
836 is_loop_header_bb_p (basic_block bb)
837 {
838   if (bb == (bb->loop_father)->header)
839     return true;
840   gcc_checking_assert (EDGE_COUNT (bb->preds) == 1);
841   return false;
842 }
843
844 /* Return pow2 (X).  */
845
846 static inline int
847 vect_pow2 (int x)
848 {
849   int i, res = 1;
850
851   for (i = 0; i < x; i++)
852     res *= 2;
853
854   return res;
855 }
856
857 /* Alias targetm.vectorize.builtin_vectorization_cost.  */
858
859 static inline int
860 builtin_vectorization_cost (enum vect_cost_for_stmt type_of_cost,
861                             tree vectype, int misalign)
862 {
863   return targetm.vectorize.builtin_vectorization_cost (type_of_cost,
864                                                        vectype, misalign);
865 }
866
867 /* Get cost by calling cost target builtin.  */
868
869 static inline
870 int vect_get_stmt_cost (enum vect_cost_for_stmt type_of_cost)
871 {
872   return builtin_vectorization_cost (type_of_cost, NULL, 0);
873 }
874
875 /* Alias targetm.vectorize.init_cost.  */
876
877 static inline void *
878 init_cost (struct loop *loop_info)
879 {
880   return targetm.vectorize.init_cost (loop_info);
881 }
882
883 /* Alias targetm.vectorize.add_stmt_cost.  */
884
885 static inline unsigned
886 add_stmt_cost (void *data, int count, enum vect_cost_for_stmt kind,
887                stmt_vec_info stmt_info, int misalign,
888                enum vect_cost_model_location where)
889 {
890   return targetm.vectorize.add_stmt_cost (data, count, kind,
891                                           stmt_info, misalign, where);
892 }
893
894 /* Alias targetm.vectorize.finish_cost.  */
895
896 static inline void
897 finish_cost (void *data, unsigned *prologue_cost,
898              unsigned *body_cost, unsigned *epilogue_cost)
899 {
900   targetm.vectorize.finish_cost (data, prologue_cost, body_cost, epilogue_cost);
901 }
902
903 /* Alias targetm.vectorize.destroy_cost_data.  */
904
905 static inline void
906 destroy_cost_data (void *data)
907 {
908   targetm.vectorize.destroy_cost_data (data);
909 }
910
911
912 /*-----------------------------------------------------------------*/
913 /* Info on data references alignment.                              */
914 /*-----------------------------------------------------------------*/
915 inline void
916 set_dr_misalignment (struct data_reference *dr, int val)
917 {
918   dataref_aux *data_aux = (dataref_aux *) dr->aux;
919
920   if (!data_aux)
921     {
922       data_aux = XCNEW (dataref_aux);
923       dr->aux = data_aux;
924     }
925
926   data_aux->misalignment = val;
927 }
928
929 inline int
930 dr_misalignment (struct data_reference *dr)
931 {
932   gcc_assert (dr->aux);
933   return ((dataref_aux *) dr->aux)->misalignment;
934 }
935
936 /* Reflects actual alignment of first access in the vectorized loop,
937    taking into account peeling/versioning if applied.  */
938 #define DR_MISALIGNMENT(DR) dr_misalignment (DR)
939 #define SET_DR_MISALIGNMENT(DR, VAL) set_dr_misalignment (DR, VAL)
940
941 /* Return TRUE if the data access is aligned, and FALSE otherwise.  */
942
943 static inline bool
944 aligned_access_p (struct data_reference *data_ref_info)
945 {
946   return (DR_MISALIGNMENT (data_ref_info) == 0);
947 }
948
949 /* Return TRUE if the alignment of the data access is known, and FALSE
950    otherwise.  */
951
952 static inline bool
953 known_alignment_for_access_p (struct data_reference *data_ref_info)
954 {
955   return (DR_MISALIGNMENT (data_ref_info) != -1);
956 }
957
958
959 /* Return true if the vect cost model is unlimited.  */
960 static inline bool
961 unlimited_cost_model (loop_p loop)
962 {
963   if (loop != NULL && loop->force_vectorize
964       && flag_simd_cost_model != VECT_COST_MODEL_DEFAULT)
965     return flag_simd_cost_model == VECT_COST_MODEL_UNLIMITED;
966   return (flag_vect_cost_model == VECT_COST_MODEL_UNLIMITED);
967 }
968
969 /* Source location */
970 extern source_location vect_location;
971
972 /*-----------------------------------------------------------------*/
973 /* Function prototypes.                                            */
974 /*-----------------------------------------------------------------*/
975
976 /* Simple loop peeling and versioning utilities for vectorizer's purposes -
977    in tree-vect-loop-manip.c.  */
978 extern void slpeel_make_loop_iterate_ntimes (struct loop *, tree);
979 extern bool slpeel_can_duplicate_loop_p (const struct loop *, const_edge);
980 struct loop *slpeel_tree_duplicate_loop_to_edge_cfg (struct loop *,
981                                                      struct loop *, edge);
982 extern void vect_loop_versioning (loop_vec_info, unsigned int, bool);
983 extern void vect_do_peeling_for_loop_bound (loop_vec_info, tree, tree,
984                                             unsigned int, bool);
985 extern void vect_do_peeling_for_alignment (loop_vec_info, tree,
986                                            unsigned int, bool);
987 extern source_location find_loop_location (struct loop *);
988 extern bool vect_can_advance_ivs_p (loop_vec_info);
989
990 /* In tree-vect-stmts.c.  */
991 extern unsigned int current_vector_size;
992 extern tree get_vectype_for_scalar_type (tree);
993 extern tree get_same_sized_vectype (tree, tree);
994 extern bool vect_is_simple_use (tree, gimple, loop_vec_info,
995                                 bb_vec_info, gimple *,
996                                 tree *,  enum vect_def_type *);
997 extern bool vect_is_simple_use_1 (tree, gimple, loop_vec_info,
998                                   bb_vec_info, gimple *,
999                                   tree *,  enum vect_def_type *, tree *);
1000 extern bool supportable_widening_operation (enum tree_code, gimple, tree, tree,
1001                                             enum tree_code *, enum tree_code *,
1002                                             int *, vec<tree> *);
1003 extern bool supportable_narrowing_operation (enum tree_code, tree, tree,
1004                                              enum tree_code *,
1005                                              int *, vec<tree> *);
1006 extern stmt_vec_info new_stmt_vec_info (gimple stmt, loop_vec_info,
1007                                         bb_vec_info);
1008 extern void free_stmt_vec_info (gimple stmt);
1009 extern tree vectorizable_function (gcall *, tree, tree);
1010 extern void vect_model_simple_cost (stmt_vec_info, int, enum vect_def_type *,
1011                                     stmt_vector_for_cost *,
1012                                     stmt_vector_for_cost *);
1013 extern void vect_model_store_cost (stmt_vec_info, int, bool,
1014                                    enum vect_def_type, slp_tree,
1015                                    stmt_vector_for_cost *,
1016                                    stmt_vector_for_cost *);
1017 extern void vect_model_load_cost (stmt_vec_info, int, bool, slp_tree,
1018                                   stmt_vector_for_cost *,
1019                                   stmt_vector_for_cost *);
1020 extern unsigned record_stmt_cost (stmt_vector_for_cost *, int,
1021                                   enum vect_cost_for_stmt, stmt_vec_info,
1022                                   int, enum vect_cost_model_location);
1023 extern void vect_finish_stmt_generation (gimple, gimple,
1024                                          gimple_stmt_iterator *);
1025 extern bool vect_mark_stmts_to_be_vectorized (loop_vec_info);
1026 extern tree vect_get_vec_def_for_operand (tree, gimple, tree *);
1027 extern tree vect_init_vector (gimple, tree, tree,
1028                               gimple_stmt_iterator *);
1029 extern tree vect_get_vec_def_for_stmt_copy (enum vect_def_type, tree);
1030 extern bool vect_transform_stmt (gimple, gimple_stmt_iterator *,
1031                                  bool *, slp_tree, slp_instance);
1032 extern void vect_remove_stores (gimple);
1033 extern bool vect_analyze_stmt (gimple, bool *, slp_tree);
1034 extern bool vectorizable_condition (gimple, gimple_stmt_iterator *, gimple *,
1035                                     tree, int, slp_tree);
1036 extern void vect_get_load_cost (struct data_reference *, int, bool,
1037                                 unsigned int *, unsigned int *,
1038                                 stmt_vector_for_cost *,
1039                                 stmt_vector_for_cost *, bool);
1040 extern void vect_get_store_cost (struct data_reference *, int,
1041                                  unsigned int *, stmt_vector_for_cost *);
1042 extern bool vect_supportable_shift (enum tree_code, tree);
1043 extern void vect_get_vec_defs (tree, tree, gimple, vec<tree> *,
1044                                vec<tree> *, slp_tree, int);
1045 extern tree vect_gen_perm_mask_any (tree, const unsigned char *);
1046 extern tree vect_gen_perm_mask_checked (tree, const unsigned char *);
1047
1048 /* In tree-vect-data-refs.c.  */
1049 extern bool vect_can_force_dr_alignment_p (const_tree, unsigned int);
1050 extern enum dr_alignment_support vect_supportable_dr_alignment
1051                                            (struct data_reference *, bool);
1052 extern tree vect_get_smallest_scalar_type (gimple, HOST_WIDE_INT *,
1053                                            HOST_WIDE_INT *);
1054 extern bool vect_analyze_data_ref_dependences (loop_vec_info, int *);
1055 extern bool vect_slp_analyze_data_ref_dependences (bb_vec_info);
1056 extern bool vect_enhance_data_refs_alignment (loop_vec_info);
1057 extern bool vect_analyze_data_refs_alignment (loop_vec_info, bb_vec_info);
1058 extern bool vect_verify_datarefs_alignment (loop_vec_info, bb_vec_info);
1059 extern bool vect_analyze_data_ref_accesses (loop_vec_info, bb_vec_info);
1060 extern bool vect_prune_runtime_alias_test_list (loop_vec_info);
1061 extern tree vect_check_gather (gimple, loop_vec_info, tree *, tree *,
1062                                int *);
1063 extern bool vect_analyze_data_refs (loop_vec_info, bb_vec_info, int *,
1064                                     unsigned *);
1065 extern tree vect_create_data_ref_ptr (gimple, tree, struct loop *, tree,
1066                                       tree *, gimple_stmt_iterator *,
1067                                       gimple *, bool, bool *,
1068                                       tree = NULL_TREE);
1069 extern tree bump_vector_ptr (tree, gimple, gimple_stmt_iterator *, gimple, tree);
1070 extern tree vect_create_destination_var (tree, tree);
1071 extern bool vect_grouped_store_supported (tree, unsigned HOST_WIDE_INT);
1072 extern bool vect_store_lanes_supported (tree, unsigned HOST_WIDE_INT);
1073 extern bool vect_grouped_load_supported (tree, unsigned HOST_WIDE_INT);
1074 extern bool vect_load_lanes_supported (tree, unsigned HOST_WIDE_INT);
1075 extern void vect_permute_store_chain (vec<tree> ,unsigned int, gimple,
1076                                     gimple_stmt_iterator *, vec<tree> *);
1077 extern tree vect_setup_realignment (gimple, gimple_stmt_iterator *, tree *,
1078                                     enum dr_alignment_support, tree,
1079                                     struct loop **);
1080 extern void vect_transform_grouped_load (gimple, vec<tree> , int,
1081                                          gimple_stmt_iterator *);
1082 extern void vect_record_grouped_load_vectors (gimple, vec<tree> );
1083 extern tree vect_get_new_vect_var (tree, enum vect_var_kind, const char *);
1084 extern tree vect_create_addr_base_for_vector_ref (gimple, gimple_seq *,
1085                                                   tree, struct loop *,
1086                                                   tree = NULL_TREE);
1087
1088 /* In tree-vect-loop.c.  */
1089 /* FORNOW: Used in tree-parloops.c.  */
1090 extern void destroy_loop_vec_info (loop_vec_info, bool);
1091 extern gimple vect_force_simple_reduction (loop_vec_info, gimple, bool, bool *);
1092 /* Drive for loop analysis stage.  */
1093 extern loop_vec_info vect_analyze_loop (struct loop *);
1094 /* Drive for loop transformation stage.  */
1095 extern void vect_transform_loop (loop_vec_info);
1096 extern loop_vec_info vect_analyze_loop_form (struct loop *);
1097 extern bool vectorizable_live_operation (gimple, gimple_stmt_iterator *,
1098                                          gimple *);
1099 extern bool vectorizable_reduction (gimple, gimple_stmt_iterator *, gimple *,
1100                                     slp_tree);
1101 extern bool vectorizable_induction (gimple, gimple_stmt_iterator *, gimple *);
1102 extern tree get_initial_def_for_reduction (gimple, tree, tree *);
1103 extern int vect_min_worthwhile_factor (enum tree_code);
1104 extern int vect_get_known_peeling_cost (loop_vec_info, int, int *, int,
1105                                         stmt_vector_for_cost *,
1106                                         stmt_vector_for_cost *);
1107 extern int vect_get_single_scalar_iteration_cost (loop_vec_info);
1108
1109 /* In tree-vect-slp.c.  */
1110 extern void vect_free_slp_instance (slp_instance);
1111 extern bool vect_transform_slp_perm_load (slp_tree, vec<tree> ,
1112                                           gimple_stmt_iterator *, int,
1113                                           slp_instance, bool);
1114 extern bool vect_schedule_slp (loop_vec_info, bb_vec_info);
1115 extern void vect_update_slp_costs_according_to_vf (loop_vec_info);
1116 extern bool vect_analyze_slp (loop_vec_info, bb_vec_info, unsigned);
1117 extern bool vect_make_slp_decision (loop_vec_info);
1118 extern void vect_detect_hybrid_slp (loop_vec_info);
1119 extern void vect_get_slp_defs (vec<tree> , slp_tree,
1120                                vec<vec<tree> > *, int);
1121
1122 extern source_location find_bb_location (basic_block);
1123 extern bb_vec_info vect_slp_analyze_bb (basic_block);
1124 extern void vect_slp_transform_bb (basic_block);
1125
1126 /* In tree-vect-patterns.c.  */
1127 /* Pattern recognition functions.
1128    Additional pattern recognition functions can (and will) be added
1129    in the future.  */
1130 typedef gimple (* vect_recog_func_ptr) (vec<gimple> *, tree *, tree *);
1131 #define NUM_PATTERNS 12
1132 void vect_pattern_recog (loop_vec_info, bb_vec_info);
1133
1134 /* In tree-vectorizer.c.  */
1135 unsigned vectorize_loops (void);
1136 void vect_destroy_datarefs (loop_vec_info, bb_vec_info);
1137
1138 #endif  /* GCC_TREE_VECTORIZER_H  */