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[thirdparty/gcc.git] / gcc / tree-vectorizer.h
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@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Vectorizer
-   Copyright (C) 2003-2019 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2003-2020 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Dorit Naishlos <dorit@il.ibm.com>
 
 This file is part of GCC.
@@ -26,6 +26,7 @@ typedef class _stmt_vec_info *stmt_vec_info;
 #include "tree-data-ref.h"
 #include "tree-hash-traits.h"
 #include "target.h"
+#include <utility>
 
 /* Used for naming of new temporaries.  */
 enum vect_var_kind {
@@ -120,6 +121,8 @@ struct _slp_tree {
   vec<slp_tree> children;
   /* A group of scalar stmts to be vectorized together.  */
   vec<stmt_vec_info> stmts;
+  /* A group of scalar operands to be vectorized together.  */
+  vec<tree> ops;
   /* Load permutation relative to the stores, NULL if there is no
      permutation.  */
   vec<unsigned> load_permutation;
@@ -149,6 +152,10 @@ public:
   /* The root of SLP tree.  */
   slp_tree root;
 
+  /* For vector constructors, the constructor stmt that the SLP tree is built
+     from, NULL otherwise.  */
+  stmt_vec_info root_stmt;
+
   /* Size of groups of scalar stmts that will be replaced by SIMD stmt/s.  */
   unsigned int group_size;
 
@@ -168,9 +175,11 @@ public:
 #define SLP_INSTANCE_GROUP_SIZE(S)               (S)->group_size
 #define SLP_INSTANCE_UNROLLING_FACTOR(S)         (S)->unrolling_factor
 #define SLP_INSTANCE_LOADS(S)                    (S)->loads
+#define SLP_INSTANCE_ROOT_STMT(S)                (S)->root_stmt
 
 #define SLP_TREE_CHILDREN(S)                     (S)->children
 #define SLP_TREE_SCALAR_STMTS(S)                 (S)->stmts
+#define SLP_TREE_SCALAR_OPS(S)                   (S)->ops
 #define SLP_TREE_VEC_STMTS(S)                    (S)->vec_stmts
 #define SLP_TREE_NUMBER_OF_VEC_STMTS(S)          (S)->vec_stmts_size
 #define SLP_TREE_LOAD_PERMUTATION(S)             (S)->load_permutation
@@ -289,6 +298,7 @@ public:
 /* Vectorizer state common between loop and basic-block vectorization.  */
 class vec_info {
 public:
+  typedef hash_set<int_hash<machine_mode, E_VOIDmode, E_BLKmode> > mode_set;
   enum vec_kind { bb, loop };
 
   vec_info (vec_kind, void *, vec_info_shared *);
@@ -326,6 +336,14 @@ public:
   /* Cost data used by the target cost model.  */
   void *target_cost_data;
 
+  /* The set of vector modes used in the vectorized region.  */
+  mode_set used_vector_modes;
+
+  /* The argument we should pass to related_vector_mode when looking up
+     the vector mode for a scalar mode, or VOIDmode if we haven't yet
+     made any decisions about which vector modes to use.  */
+  machine_mode vector_mode;
+
 private:
   stmt_vec_info new_stmt_vec_info (gimple *stmt);
   void set_vinfo_for_stmt (gimple *, stmt_vec_info);
@@ -449,6 +467,8 @@ struct rgroup_masks {
 
 typedef auto_vec<rgroup_masks> vec_loop_masks;
 
+typedef auto_vec<std::pair<data_reference*, tree> > drs_init_vec;
+
 /*-----------------------------------------------------------------*/
 /* Info on vectorized loops.                                       */
 /*-----------------------------------------------------------------*/
@@ -474,7 +494,7 @@ public:
 
   /* Threshold of number of iterations below which vectorization will not be
      performed. It is calculated from MIN_PROFITABLE_ITERS and
-     PARAM_MIN_VECT_LOOP_BOUND.  */
+     param_min_vect_loop_bound.  */
   unsigned int th;
 
   /* When applying loop versioning, the vector form should only be used
@@ -581,6 +601,13 @@ public:
   /* Cost of a single scalar iteration.  */
   int single_scalar_iteration_cost;
 
+  /* The cost of the vector prologue and epilogue, including peeled
+     iterations and set-up code.  */
+  int vec_outside_cost;
+
+  /* The cost of the vector loop body.  */
+  int vec_inside_cost;
+
   /* Is the loop vectorizable? */
   bool vectorizable;
 
@@ -632,6 +659,10 @@ public:
      this points to the original vectorized loop.  Otherwise NULL.  */
   _loop_vec_info *orig_loop_info;
 
+  /* Used to store loop_vec_infos of epilogues of this loop during
+     analysis.  */
+  vec<_loop_vec_info *> epilogue_vinfos;
+
 } *loop_vec_info;
 
 /* Access Functions.  */
@@ -1031,6 +1062,9 @@ public:
   /* The vector input type relevant for reduction vectorization.  */
   tree reduc_vectype_in;
 
+  /* The vector type for performing the actual reduction.  */
+  tree reduc_vectype;
+
   /* Whether we force a single cycle PHI during reduction vectorization.  */
   bool force_single_cycle;
 
@@ -1055,6 +1089,23 @@ public:
   unsigned int operation_precision;
   signop operation_sign;
 
+  /* If the statement produces a boolean result, this value describes
+     how we should choose the associated vector type.  The possible
+     values are:
+
+     - an integer precision N if we should use the vector mask type
+       associated with N-bit integers.  This is only used if all relevant
+       input booleans also want the vector mask type for N-bit integers,
+       or if we can convert them into that form by pattern-matching.
+
+     - ~0U if we considered choosing a vector mask type but decided
+       to treat the boolean as a normal integer type instead.
+
+     - 0 otherwise.  This means either that the operation isn't one that
+       could have a vector mask type (and so should have a normal vector
+       type instead) or that we simply haven't made a choice either way.  */
+  unsigned int mask_precision;
+
   /* True if this is only suitable for SLP vectorization.  */
   bool slp_vect_only_p;
 };
@@ -1156,6 +1207,7 @@ STMT_VINFO_BB_VINFO (stmt_vec_info stmt_vinfo)
 #define STMT_VINFO_REDUC_CODE(S)       (S)->reduc_code
 #define STMT_VINFO_REDUC_FN(S)         (S)->reduc_fn
 #define STMT_VINFO_REDUC_DEF(S)                (S)->reduc_def
+#define STMT_VINFO_REDUC_VECTYPE(S)     (S)->reduc_vectype
 #define STMT_VINFO_REDUC_VECTYPE_IN(S)  (S)->reduc_vectype_in
 #define STMT_VINFO_SLP_VECT_ONLY(S)     (S)->slp_vect_only_p
 
@@ -1210,6 +1262,15 @@ nested_in_vect_loop_p (class loop *loop, stmt_vec_info stmt_info)
          && (loop->inner == (gimple_bb (stmt_info->stmt))->loop_father));
 }
 
+/* Return true if STMT_INFO should produce a vector mask type rather than
+   a normal nonmask type.  */
+
+static inline bool
+vect_use_mask_type_p (stmt_vec_info stmt_info)
+{
+  return stmt_info->mask_precision && stmt_info->mask_precision != ~0U;
+}
+
 /* Return TRUE if a statement represented by STMT_INFO is a part of a
    pattern.  */
 
@@ -1472,7 +1533,7 @@ vect_get_num_copies (loop_vec_info loop_vinfo, tree vectype)
 static inline void
 vect_update_max_nunits (poly_uint64 *max_nunits, poly_uint64 nunits)
 {
-  /* All unit counts have the form current_vector_size * X for some
+  /* All unit counts have the form vec_info::vector_size * X for some
      rational X, so two unit sizes must have a common multiple.
      Everything is a multiple of the initial value of 1.  */
   *max_nunits = force_common_multiple (*max_nunits, nunits);
@@ -1533,6 +1594,17 @@ vect_get_scalar_dr_size (dr_vec_info *dr_info)
   return tree_to_uhwi (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (DR_REF (dr_info->dr))));
 }
 
+/* Return true if LOOP_VINFO requires a runtime check for whether the
+   vector loop is profitable.  */
+
+inline bool
+vect_apply_runtime_profitability_check_p (loop_vec_info loop_vinfo)
+{
+  unsigned int th = LOOP_VINFO_COST_MODEL_THRESHOLD (loop_vinfo);
+  return (!LOOP_VINFO_NITERS_KNOWN_P (loop_vinfo)
+         && th >= vect_vf_for_cost (loop_vinfo));
+}
+
 /* Source location + hotness information. */
 extern dump_user_location_t vect_location;
 
@@ -1582,17 +1654,21 @@ class loop *slpeel_tree_duplicate_loop_to_edge_cfg (class loop *,
                                                     class loop *, edge);
 class loop *vect_loop_versioning (loop_vec_info);
 extern class loop *vect_do_peeling (loop_vec_info, tree, tree,
-                                    tree *, tree *, tree *, int, bool, bool);
+                                   tree *, tree *, tree *, int, bool, bool,
+                                   tree *, drs_init_vec &);
 extern void vect_prepare_for_masked_peels (loop_vec_info);
 extern dump_user_location_t find_loop_location (class loop *);
 extern bool vect_can_advance_ivs_p (loop_vec_info);
+extern void vect_update_inits_of_drs (loop_vec_info, tree, tree_code);
 
 /* In tree-vect-stmts.c.  */
-extern poly_uint64 current_vector_size;
-extern tree get_vectype_for_scalar_type (vec_info *, tree);
-extern tree get_vectype_for_scalar_type_and_size (tree, poly_uint64);
-extern tree get_mask_type_for_scalar_type (vec_info *, tree);
+extern tree get_related_vectype_for_scalar_type (machine_mode, tree,
+                                                poly_uint64 = 0);
+extern tree get_vectype_for_scalar_type (vec_info *, tree, unsigned int = 0);
+extern tree get_vectype_for_scalar_type (vec_info *, tree, slp_tree);
+extern tree get_mask_type_for_scalar_type (vec_info *, tree, unsigned int = 0);
 extern tree get_same_sized_vectype (tree, tree);
+extern bool vect_chooses_same_modes_p (vec_info *, machine_mode);
 extern bool vect_get_loop_mask_type (loop_vec_info);
 extern bool vect_is_simple_use (tree, vec_info *, enum vect_def_type *,
                                stmt_vec_info * = NULL, gimple ** = NULL);
@@ -1604,8 +1680,8 @@ extern bool supportable_widening_operation (enum tree_code, stmt_vec_info,
                                            enum tree_code *, int *,
                                            vec<tree> *);
 extern bool supportable_narrowing_operation (enum tree_code, tree, tree,
-                                            enum tree_code *,
-                                            int *, vec<tree> *);
+                                            enum tree_code *, int *,
+                                            vec<tree> *);
 extern unsigned record_stmt_cost (stmt_vector_for_cost *, int,
                                  enum vect_cost_for_stmt, stmt_vec_info,
                                  int, enum vect_cost_model_location);
@@ -1626,6 +1702,7 @@ extern tree vect_get_vec_def_for_stmt_copy (vec_info *, tree);
 extern bool vect_transform_stmt (stmt_vec_info, gimple_stmt_iterator *,
                                 slp_tree, slp_instance);
 extern void vect_remove_stores (stmt_vec_info);
+extern bool vect_nop_conversion_p (stmt_vec_info);
 extern opt_result vect_analyze_stmt (stmt_vec_info, bool *, slp_tree,
                                     slp_instance, stmt_vector_for_cost *);
 extern void vect_get_load_cost (stmt_vec_info, int, bool,
@@ -1641,8 +1718,8 @@ extern void optimize_mask_stores (class loop*);
 extern gcall *vect_gen_while (tree, tree, tree);
 extern tree vect_gen_while_not (gimple_seq *, tree, tree, tree);
 extern opt_result vect_get_vector_types_for_stmt (stmt_vec_info, tree *,
-                                                 tree *);
-extern opt_tree vect_get_mask_type_for_stmt (stmt_vec_info);
+                                                 tree *, unsigned int = 0);
+extern opt_tree vect_get_mask_type_for_stmt (stmt_vec_info, unsigned int = 0);
 
 /* In tree-vect-data-refs.c.  */
 extern bool vect_can_force_dr_alignment_p (const_tree, poly_uint64);
@@ -1658,8 +1735,8 @@ extern opt_result vect_verify_datarefs_alignment (loop_vec_info);
 extern bool vect_slp_analyze_and_verify_instance_alignment (slp_instance);
 extern opt_result vect_analyze_data_ref_accesses (vec_info *);
 extern opt_result vect_prune_runtime_alias_test_list (loop_vec_info);
-extern bool vect_gather_scatter_fn_p (bool, bool, tree, tree, unsigned int,
-                                     signop, int, internal_fn *, tree *);
+extern bool vect_gather_scatter_fn_p (vec_info *, bool, bool, tree, tree,
+                                     tree, int, internal_fn *, tree *);
 extern bool vect_check_gather_scatter (stmt_vec_info, loop_vec_info,
                                       gather_scatter_info *);
 extern opt_result vect_find_stmt_data_reference (loop_p, gimple *,
@@ -1694,19 +1771,19 @@ extern tree vect_create_addr_base_for_vector_ref (stmt_vec_info, gimple_seq *,
 
 /* In tree-vect-loop.c.  */
 extern widest_int vect_iv_limit_for_full_masking (loop_vec_info loop_vinfo);
+/* Used in tree-vect-loop-manip.c */
+extern void determine_peel_for_niter (loop_vec_info);
 /* Used in gimple-loop-interchange.c and tree-parloops.c.  */
 extern bool check_reduction_path (dump_user_location_t, loop_p, gphi *, tree,
                                  enum tree_code);
 extern bool needs_fold_left_reduction_p (tree, tree_code);
 /* Drive for loop analysis stage.  */
-extern opt_loop_vec_info vect_analyze_loop (class loop *,
-                                           loop_vec_info,
-                                           vec_info_shared *);
+extern opt_loop_vec_info vect_analyze_loop (class loop *, vec_info_shared *);
 extern tree vect_build_loop_niters (loop_vec_info, bool * = NULL);
 extern void vect_gen_vector_loop_niters (loop_vec_info, tree, tree *,
                                         tree *, bool);
-extern tree vect_halve_mask_nunits (tree);
-extern tree vect_double_mask_nunits (tree);
+extern tree vect_halve_mask_nunits (tree, machine_mode);
+extern tree vect_double_mask_nunits (tree, machine_mode);
 extern void vect_record_loop_mask (loop_vec_info, vec_loop_masks *,
                                   unsigned int, tree, tree);
 extern tree vect_get_loop_mask (gimple_stmt_iterator *, vec_loop_masks *,
@@ -1747,15 +1824,15 @@ extern void vect_schedule_slp (vec_info *);
 extern opt_result vect_analyze_slp (vec_info *, unsigned);
 extern bool vect_make_slp_decision (loop_vec_info);
 extern void vect_detect_hybrid_slp (loop_vec_info);
-extern void vect_get_slp_defs (vec<tree> , slp_tree, vec<vec<tree> > *);
+extern void vect_get_slp_defs (slp_tree, vec<vec<tree> > *, unsigned n = -1U);
 extern bool vect_slp_bb (basic_block);
 extern stmt_vec_info vect_find_last_scalar_stmt_in_slp (slp_tree);
 extern bool is_simple_and_all_uses_invariant (stmt_vec_info, loop_vec_info);
-extern bool can_duplicate_and_interleave_p (unsigned int, machine_mode,
+extern bool can_duplicate_and_interleave_p (vec_info *, unsigned int, tree,
                                            unsigned int * = NULL,
                                            tree * = NULL, tree * = NULL);
-extern void duplicate_and_interleave (gimple_seq *, tree, vec<tree>,
-                                     unsigned int, vec<tree> &);
+extern void duplicate_and_interleave (vec_info *, gimple_seq *, tree,
+                                     vec<tree>, unsigned int, vec<tree> &);
 extern int vect_get_place_in_interleaving_chain (stmt_vec_info, stmt_vec_info);
 
 /* In tree-vect-patterns.c.  */