gcc.dg/tree-ssa/ssa-dom-cse-2.c: xfail scan for mmix.
[gcc.git] / gcc / gimple-ssa-store-merging.c
index 3c29a5f9e24f0a8e2a1280fd31708d6413815aa5..8c195584eed84d8664630fad85e42aab72db93e6 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
-/* GIMPLE store merging pass.
-   Copyright (C) 2016-2017 Free Software Foundation, Inc.
+/* GIMPLE store merging and byte swapping passes.
+   Copyright (C) 2009-2020 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by ARM Ltd.
 
    This file is part of GCC.
    along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
-/* The purpose of this pass is to combine multiple memory stores of
-   constant values, values loaded from memory or bitwise operations
-   on those to consecutive memory locations into fewer wider stores.
+/* The purpose of the store merging pass is to combine multiple memory stores
+   of constant values, values loaded from memory, bitwise operations on those,
+   or bit-field values, to consecutive locations, into fewer wider stores.
+
    For example, if we have a sequence peforming four byte stores to
    consecutive memory locations:
    [p     ] := imm1;
@@ -28,7 +29,7 @@
    [p + 2B] := imm3;
    [p + 3B] := imm4;
    we can transform this into a single 4-byte store if the target supports it:
-  [p] := imm1:imm2:imm3:imm4 //concatenated immediates according to endianness.
+   [p] := imm1:imm2:imm3:imm4 concatenated according to endianness.
 
    Or:
    [p     ] := [q     ];
    if there is no overlap can be transformed into a single 4-byte
    load, xored with imm1:imm2:imm3:imm4 and stored using a single 4-byte store.
 
+   Or:
+   [p:1 ] := imm;
+   [p:31] := val & 0x7FFFFFFF;
+   we can transform this into a single 4-byte store if the target supports it:
+   [p] := imm:(val & 0x7FFFFFFF) concatenated according to endianness.
+
    The algorithm is applied to each basic block in three phases:
 
-   1) Scan through the basic block recording assignments to
-   destinations that can be expressed as a store to memory of a certain size
-   at a certain bit offset from expressions we can handle.  For bit-fields
-   we also note the surrounding bit region, bits that could be stored in
+   1) Scan through the basic block and record assignments to destinations
+   that can be expressed as a store to memory of a certain size at a certain
+   bit offset from base expressions we can handle.  For bit-fields we also
+   record the surrounding bit region, i.e. bits that could be stored in
    a read-modify-write operation when storing the bit-field.  Record store
    chains to different bases in a hash_map (m_stores) and make sure to
-   terminate such chains when appropriate (for example when when the stored
+   terminate such chains when appropriate (for example when the stored
    values get used subsequently).
    These stores can be a result of structure element initializers, array stores
    etc.  A store_immediate_info object is recorded for every such store.
    Record as many such assignments to a single base as possible until a
    statement that interferes with the store sequence is encountered.
-   Each store has up to 2 operands, which can be an immediate constant
-   or a memory load, from which the value to be stored can be computed.
+   Each store has up to 2 operands, which can be a either constant, a memory
+   load or an SSA name, from which the value to be stored can be computed.
    At most one of the operands can be a constant.  The operands are recorded
    in store_operand_info struct.
 
-   2) Analyze the chain of stores recorded in phase 1) (i.e. the vector of
+   2) Analyze the chains of stores recorded in phase 1) (i.e. the vector of
    store_immediate_info objects) and coalesce contiguous stores into
-   merged_store_group objects.  For bit-fields stores, we don't need to
+   merged_store_group objects.  For bit-field stores, we don't need to
    require the stores to be contiguous, just their surrounding bit regions
    have to be contiguous.  If the expression being stored is different
    between adjacent stores, such as one store storing a constant and
@@ -91,8 +98,8 @@
    multiple stores per store group to handle contiguous stores that are not
    of a size that is a power of 2.  For example it can try to emit a 40-bit
    store as a 32-bit store followed by an 8-bit store.
-   We try to emit as wide stores as we can while respecting STRICT_ALIGNMENT or
-   TARGET_SLOW_UNALIGNED_ACCESS rules.
+   We try to emit as wide stores as we can while respecting STRICT_ALIGNMENT
+   or TARGET_SLOW_UNALIGNED_ACCESS settings.
 
    Note on endianness and example:
    Consider 2 contiguous 16-bit stores followed by 2 contiguous 8-bit stores:
 #include "gimple-pretty-print.h"
 #include "alias.h"
 #include "fold-const.h"
-#include "params.h"
 #include "print-tree.h"
 #include "tree-hash-traits.h"
 #include "gimple-iterator.h"
 #include "gimplify.h"
+#include "gimple-fold.h"
 #include "stor-layout.h"
 #include "timevar.h"
+#include "cfganal.h"
+#include "cfgcleanup.h"
 #include "tree-cfg.h"
+#include "except.h"
 #include "tree-eh.h"
 #include "target.h"
 #include "gimplify-me.h"
 #include "rtl.h"
 #include "expr.h"      /* For get_bit_range.  */
+#include "optabs-tree.h"
+#include "dbgcnt.h"
 #include "selftest.h"
 
 /* The maximum size (in bits) of the stores this pass should generate.  */
 
 namespace {
 
+struct bswap_stat
+{
+  /* Number of hand-written 16-bit nop / bswaps found.  */
+  int found_16bit;
+
+  /* Number of hand-written 32-bit nop / bswaps found.  */
+  int found_32bit;
+
+  /* Number of hand-written 64-bit nop / bswaps found.  */
+  int found_64bit;
+} nop_stats, bswap_stats;
+
+/* A symbolic number structure is used to detect byte permutation and selection
+   patterns of a source.  To achieve that, its field N contains an artificial
+   number consisting of BITS_PER_MARKER sized markers tracking where does each
+   byte come from in the source:
+
+   0      - target byte has the value 0
+   FF     - target byte has an unknown value (eg. due to sign extension)
+   1..size - marker value is the byte index in the source (0 for lsb).
+
+   To detect permutations on memory sources (arrays and structures), a symbolic
+   number is also associated:
+   - a base address BASE_ADDR and an OFFSET giving the address of the source;
+   - a range which gives the difference between the highest and lowest accessed
+     memory location to make such a symbolic number;
+   - the address SRC of the source element of lowest address as a convenience
+     to easily get BASE_ADDR + offset + lowest bytepos;
+   - number of expressions N_OPS bitwise ored together to represent
+     approximate cost of the computation.
+
+   Note 1: the range is different from size as size reflects the size of the
+   type of the current expression.  For instance, for an array char a[],
+   (short) a[0] | (short) a[3] would have a size of 2 but a range of 4 while
+   (short) a[0] | ((short) a[0] << 1) would still have a size of 2 but this
+   time a range of 1.
+
+   Note 2: for non-memory sources, range holds the same value as size.
+
+   Note 3: SRC points to the SSA_NAME in case of non-memory source.  */
+
+struct symbolic_number {
+  uint64_t n;
+  tree type;
+  tree base_addr;
+  tree offset;
+  poly_int64_pod bytepos;
+  tree src;
+  tree alias_set;
+  tree vuse;
+  unsigned HOST_WIDE_INT range;
+  int n_ops;
+};
+
+#define BITS_PER_MARKER 8
+#define MARKER_MASK ((1 << BITS_PER_MARKER) - 1)
+#define MARKER_BYTE_UNKNOWN MARKER_MASK
+#define HEAD_MARKER(n, size) \
+  ((n) & ((uint64_t) MARKER_MASK << (((size) - 1) * BITS_PER_MARKER)))
+
+/* The number which the find_bswap_or_nop_1 result should match in
+   order to have a nop.  The number is masked according to the size of
+   the symbolic number before using it.  */
+#define CMPNOP (sizeof (int64_t) < 8 ? 0 : \
+  (uint64_t)0x08070605 << 32 | 0x04030201)
+
+/* The number which the find_bswap_or_nop_1 result should match in
+   order to have a byte swap.  The number is masked according to the
+   size of the symbolic number before using it.  */
+#define CMPXCHG (sizeof (int64_t) < 8 ? 0 : \
+  (uint64_t)0x01020304 << 32 | 0x05060708)
+
+/* Perform a SHIFT or ROTATE operation by COUNT bits on symbolic
+   number N.  Return false if the requested operation is not permitted
+   on a symbolic number.  */
+
+inline bool
+do_shift_rotate (enum tree_code code,
+                struct symbolic_number *n,
+                int count)
+{
+  int i, size = TYPE_PRECISION (n->type) / BITS_PER_UNIT;
+  unsigned head_marker;
+
+  if (count < 0
+      || count >= TYPE_PRECISION (n->type)
+      || count % BITS_PER_UNIT != 0)
+    return false;
+  count = (count / BITS_PER_UNIT) * BITS_PER_MARKER;
+
+  /* Zero out the extra bits of N in order to avoid them being shifted
+     into the significant bits.  */
+  if (size < 64 / BITS_PER_MARKER)
+    n->n &= ((uint64_t) 1 << (size * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+
+  switch (code)
+    {
+    case LSHIFT_EXPR:
+      n->n <<= count;
+      break;
+    case RSHIFT_EXPR:
+      head_marker = HEAD_MARKER (n->n, size);
+      n->n >>= count;
+      /* Arithmetic shift of signed type: result is dependent on the value.  */
+      if (!TYPE_UNSIGNED (n->type) && head_marker)
+       for (i = 0; i < count / BITS_PER_MARKER; i++)
+         n->n |= (uint64_t) MARKER_BYTE_UNKNOWN
+                 << ((size - 1 - i) * BITS_PER_MARKER);
+      break;
+    case LROTATE_EXPR:
+      n->n = (n->n << count) | (n->n >> ((size * BITS_PER_MARKER) - count));
+      break;
+    case RROTATE_EXPR:
+      n->n = (n->n >> count) | (n->n << ((size * BITS_PER_MARKER) - count));
+      break;
+    default:
+      return false;
+    }
+  /* Zero unused bits for size.  */
+  if (size < 64 / BITS_PER_MARKER)
+    n->n &= ((uint64_t) 1 << (size * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+  return true;
+}
+
+/* Perform sanity checking for the symbolic number N and the gimple
+   statement STMT.  */
+
+inline bool
+verify_symbolic_number_p (struct symbolic_number *n, gimple *stmt)
+{
+  tree lhs_type;
+
+  lhs_type = gimple_expr_type (stmt);
+
+  if (TREE_CODE (lhs_type) != INTEGER_TYPE
+      && TREE_CODE (lhs_type) != ENUMERAL_TYPE)
+    return false;
+
+  if (TYPE_PRECISION (lhs_type) != TYPE_PRECISION (n->type))
+    return false;
+
+  return true;
+}
+
+/* Initialize the symbolic number N for the bswap pass from the base element
+   SRC manipulated by the bitwise OR expression.  */
+
+bool
+init_symbolic_number (struct symbolic_number *n, tree src)
+{
+  int size;
+
+  if (! INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
+    return false;
+
+  n->base_addr = n->offset = n->alias_set = n->vuse = NULL_TREE;
+  n->src = src;
+
+  /* Set up the symbolic number N by setting each byte to a value between 1 and
+     the byte size of rhs1.  The highest order byte is set to n->size and the
+     lowest order byte to 1.  */
+  n->type = TREE_TYPE (src);
+  size = TYPE_PRECISION (n->type);
+  if (size % BITS_PER_UNIT != 0)
+    return false;
+  size /= BITS_PER_UNIT;
+  if (size > 64 / BITS_PER_MARKER)
+    return false;
+  n->range = size;
+  n->n = CMPNOP;
+  n->n_ops = 1;
+
+  if (size < 64 / BITS_PER_MARKER)
+    n->n &= ((uint64_t) 1 << (size * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+
+  return true;
+}
+
+/* Check if STMT might be a byte swap or a nop from a memory source and returns
+   the answer. If so, REF is that memory source and the base of the memory area
+   accessed and the offset of the access from that base are recorded in N.  */
+
+bool
+find_bswap_or_nop_load (gimple *stmt, tree ref, struct symbolic_number *n)
+{
+  /* Leaf node is an array or component ref. Memorize its base and
+     offset from base to compare to other such leaf node.  */
+  poly_int64 bitsize, bitpos, bytepos;
+  machine_mode mode;
+  int unsignedp, reversep, volatilep;
+  tree offset, base_addr;
+
+  /* Not prepared to handle PDP endian.  */
+  if (BYTES_BIG_ENDIAN != WORDS_BIG_ENDIAN)
+    return false;
+
+  if (!gimple_assign_load_p (stmt) || gimple_has_volatile_ops (stmt))
+    return false;
+
+  base_addr = get_inner_reference (ref, &bitsize, &bitpos, &offset, &mode,
+                                  &unsignedp, &reversep, &volatilep);
+
+  if (TREE_CODE (base_addr) == TARGET_MEM_REF)
+    /* Do not rewrite TARGET_MEM_REF.  */
+    return false;
+  else if (TREE_CODE (base_addr) == MEM_REF)
+    {
+      poly_offset_int bit_offset = 0;
+      tree off = TREE_OPERAND (base_addr, 1);
+
+      if (!integer_zerop (off))
+       {
+         poly_offset_int boff = mem_ref_offset (base_addr);
+         boff <<= LOG2_BITS_PER_UNIT;
+         bit_offset += boff;
+       }
+
+      base_addr = TREE_OPERAND (base_addr, 0);
+
+      /* Avoid returning a negative bitpos as this may wreak havoc later.  */
+      if (maybe_lt (bit_offset, 0))
+       {
+         tree byte_offset = wide_int_to_tree
+           (sizetype, bits_to_bytes_round_down (bit_offset));
+         bit_offset = num_trailing_bits (bit_offset);
+         if (offset)
+           offset = size_binop (PLUS_EXPR, offset, byte_offset);
+         else
+           offset = byte_offset;
+       }
+
+      bitpos += bit_offset.force_shwi ();
+    }
+  else
+    base_addr = build_fold_addr_expr (base_addr);
+
+  if (!multiple_p (bitpos, BITS_PER_UNIT, &bytepos))
+    return false;
+  if (!multiple_p (bitsize, BITS_PER_UNIT))
+    return false;
+  if (reversep)
+    return false;
+
+  if (!init_symbolic_number (n, ref))
+    return false;
+  n->base_addr = base_addr;
+  n->offset = offset;
+  n->bytepos = bytepos;
+  n->alias_set = reference_alias_ptr_type (ref);
+  n->vuse = gimple_vuse (stmt);
+  return true;
+}
+
+/* Compute the symbolic number N representing the result of a bitwise OR on 2
+   symbolic number N1 and N2 whose source statements are respectively
+   SOURCE_STMT1 and SOURCE_STMT2.  */
+
+gimple *
+perform_symbolic_merge (gimple *source_stmt1, struct symbolic_number *n1,
+                       gimple *source_stmt2, struct symbolic_number *n2,
+                       struct symbolic_number *n)
+{
+  int i, size;
+  uint64_t mask;
+  gimple *source_stmt;
+  struct symbolic_number *n_start;
+
+  tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (source_stmt1);
+  if (TREE_CODE (rhs1) == BIT_FIELD_REF
+      && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs1, 0)) == SSA_NAME)
+    rhs1 = TREE_OPERAND (rhs1, 0);
+  tree rhs2 = gimple_assign_rhs1 (source_stmt2);
+  if (TREE_CODE (rhs2) == BIT_FIELD_REF
+      && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs2, 0)) == SSA_NAME)
+    rhs2 = TREE_OPERAND (rhs2, 0);
+
+  /* Sources are different, cancel bswap if they are not memory location with
+     the same base (array, structure, ...).  */
+  if (rhs1 != rhs2)
+    {
+      uint64_t inc;
+      HOST_WIDE_INT start1, start2, start_sub, end_sub, end1, end2, end;
+      struct symbolic_number *toinc_n_ptr, *n_end;
+      basic_block bb1, bb2;
+
+      if (!n1->base_addr || !n2->base_addr
+         || !operand_equal_p (n1->base_addr, n2->base_addr, 0))
+       return NULL;
+
+      if (!n1->offset != !n2->offset
+         || (n1->offset && !operand_equal_p (n1->offset, n2->offset, 0)))
+       return NULL;
+
+      start1 = 0;
+      if (!(n2->bytepos - n1->bytepos).is_constant (&start2))
+       return NULL;
+
+      if (start1 < start2)
+       {
+         n_start = n1;
+         start_sub = start2 - start1;
+       }
+      else
+       {
+         n_start = n2;
+         start_sub = start1 - start2;
+       }
+
+      bb1 = gimple_bb (source_stmt1);
+      bb2 = gimple_bb (source_stmt2);
+      if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb1, bb2))
+       source_stmt = source_stmt1;
+      else
+       source_stmt = source_stmt2;
+
+      /* Find the highest address at which a load is performed and
+        compute related info.  */
+      end1 = start1 + (n1->range - 1);
+      end2 = start2 + (n2->range - 1);
+      if (end1 < end2)
+       {
+         end = end2;
+         end_sub = end2 - end1;
+       }
+      else
+       {
+         end = end1;
+         end_sub = end1 - end2;
+       }
+      n_end = (end2 > end1) ? n2 : n1;
+
+      /* Find symbolic number whose lsb is the most significant.  */
+      if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+       toinc_n_ptr = (n_end == n1) ? n2 : n1;
+      else
+       toinc_n_ptr = (n_start == n1) ? n2 : n1;
+
+      n->range = end - MIN (start1, start2) + 1;
+
+      /* Check that the range of memory covered can be represented by
+        a symbolic number.  */
+      if (n->range > 64 / BITS_PER_MARKER)
+       return NULL;
+
+      /* Reinterpret byte marks in symbolic number holding the value of
+        bigger weight according to target endianness.  */
+      inc = BYTES_BIG_ENDIAN ? end_sub : start_sub;
+      size = TYPE_PRECISION (n1->type) / BITS_PER_UNIT;
+      for (i = 0; i < size; i++, inc <<= BITS_PER_MARKER)
+       {
+         unsigned marker
+           = (toinc_n_ptr->n >> (i * BITS_PER_MARKER)) & MARKER_MASK;
+         if (marker && marker != MARKER_BYTE_UNKNOWN)
+           toinc_n_ptr->n += inc;
+       }
+    }
+  else
+    {
+      n->range = n1->range;
+      n_start = n1;
+      source_stmt = source_stmt1;
+    }
+
+  if (!n1->alias_set
+      || alias_ptr_types_compatible_p (n1->alias_set, n2->alias_set))
+    n->alias_set = n1->alias_set;
+  else
+    n->alias_set = ptr_type_node;
+  n->vuse = n_start->vuse;
+  n->base_addr = n_start->base_addr;
+  n->offset = n_start->offset;
+  n->src = n_start->src;
+  n->bytepos = n_start->bytepos;
+  n->type = n_start->type;
+  size = TYPE_PRECISION (n->type) / BITS_PER_UNIT;
+
+  for (i = 0, mask = MARKER_MASK; i < size; i++, mask <<= BITS_PER_MARKER)
+    {
+      uint64_t masked1, masked2;
+
+      masked1 = n1->n & mask;
+      masked2 = n2->n & mask;
+      if (masked1 && masked2 && masked1 != masked2)
+       return NULL;
+    }
+  n->n = n1->n | n2->n;
+  n->n_ops = n1->n_ops + n2->n_ops;
+
+  return source_stmt;
+}
+
+/* find_bswap_or_nop_1 invokes itself recursively with N and tries to perform
+   the operation given by the rhs of STMT on the result.  If the operation
+   could successfully be executed the function returns a gimple stmt whose
+   rhs's first tree is the expression of the source operand and NULL
+   otherwise.  */
+
+gimple *
+find_bswap_or_nop_1 (gimple *stmt, struct symbolic_number *n, int limit)
+{
+  enum tree_code code;
+  tree rhs1, rhs2 = NULL;
+  gimple *rhs1_stmt, *rhs2_stmt, *source_stmt1;
+  enum gimple_rhs_class rhs_class;
+
+  if (!limit || !is_gimple_assign (stmt))
+    return NULL;
+
+  rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+
+  if (find_bswap_or_nop_load (stmt, rhs1, n))
+    return stmt;
+
+  /* Handle BIT_FIELD_REF.  */
+  if (TREE_CODE (rhs1) == BIT_FIELD_REF
+      && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs1, 0)) == SSA_NAME)
+    {
+      if (!tree_fits_uhwi_p (TREE_OPERAND (rhs1, 1))
+         || !tree_fits_uhwi_p (TREE_OPERAND (rhs1, 2)))
+       return NULL;
+
+      unsigned HOST_WIDE_INT bitsize = tree_to_uhwi (TREE_OPERAND (rhs1, 1));
+      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos = tree_to_uhwi (TREE_OPERAND (rhs1, 2));
+      if (bitpos % BITS_PER_UNIT == 0
+         && bitsize % BITS_PER_UNIT == 0
+         && init_symbolic_number (n, TREE_OPERAND (rhs1, 0)))
+       {
+         /* Handle big-endian bit numbering in BIT_FIELD_REF.  */
+         if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+           bitpos = TYPE_PRECISION (n->type) - bitpos - bitsize;
+
+         /* Shift.  */
+         if (!do_shift_rotate (RSHIFT_EXPR, n, bitpos))
+           return NULL;
+
+         /* Mask.  */
+         uint64_t mask = 0;
+         uint64_t tmp = (1 << BITS_PER_UNIT) - 1;
+         for (unsigned i = 0; i < bitsize / BITS_PER_UNIT;
+              i++, tmp <<= BITS_PER_UNIT)
+           mask |= (uint64_t) MARKER_MASK << (i * BITS_PER_MARKER);
+         n->n &= mask;
+
+         /* Convert.  */
+         n->type = TREE_TYPE (rhs1);
+         if (!n->base_addr)
+           n->range = TYPE_PRECISION (n->type) / BITS_PER_UNIT;
+
+         return verify_symbolic_number_p (n, stmt) ? stmt : NULL;
+       }
+
+      return NULL;
+    }
+
+  if (TREE_CODE (rhs1) != SSA_NAME)
+    return NULL;
+
+  code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+  rhs_class = gimple_assign_rhs_class (stmt);
+  rhs1_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
+    rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+
+  /* Handle unary rhs and binary rhs with integer constants as second
+     operand.  */
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS
+      || (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS
+         && TREE_CODE (rhs2) == INTEGER_CST))
+    {
+      if (code != BIT_AND_EXPR
+         && code != LSHIFT_EXPR
+         && code != RSHIFT_EXPR
+         && code != LROTATE_EXPR
+         && code != RROTATE_EXPR
+         && !CONVERT_EXPR_CODE_P (code))
+       return NULL;
+
+      source_stmt1 = find_bswap_or_nop_1 (rhs1_stmt, n, limit - 1);
+
+      /* If find_bswap_or_nop_1 returned NULL, STMT is a leaf node and
+        we have to initialize the symbolic number.  */
+      if (!source_stmt1)
+       {
+         if (gimple_assign_load_p (stmt)
+             || !init_symbolic_number (n, rhs1))
+           return NULL;
+         source_stmt1 = stmt;
+       }
+
+      switch (code)
+       {
+       case BIT_AND_EXPR:
+         {
+           int i, size = TYPE_PRECISION (n->type) / BITS_PER_UNIT;
+           uint64_t val = int_cst_value (rhs2), mask = 0;
+           uint64_t tmp = (1 << BITS_PER_UNIT) - 1;
+
+           /* Only constants masking full bytes are allowed.  */
+           for (i = 0; i < size; i++, tmp <<= BITS_PER_UNIT)
+             if ((val & tmp) != 0 && (val & tmp) != tmp)
+               return NULL;
+             else if (val & tmp)
+               mask |= (uint64_t) MARKER_MASK << (i * BITS_PER_MARKER);
+
+           n->n &= mask;
+         }
+         break;
+       case LSHIFT_EXPR:
+       case RSHIFT_EXPR:
+       case LROTATE_EXPR:
+       case RROTATE_EXPR:
+         if (!do_shift_rotate (code, n, (int) TREE_INT_CST_LOW (rhs2)))
+           return NULL;
+         break;
+       CASE_CONVERT:
+         {
+           int i, type_size, old_type_size;
+           tree type;
+
+           type = gimple_expr_type (stmt);
+           type_size = TYPE_PRECISION (type);
+           if (type_size % BITS_PER_UNIT != 0)
+             return NULL;
+           type_size /= BITS_PER_UNIT;
+           if (type_size > 64 / BITS_PER_MARKER)
+             return NULL;
+
+           /* Sign extension: result is dependent on the value.  */
+           old_type_size = TYPE_PRECISION (n->type) / BITS_PER_UNIT;
+           if (!TYPE_UNSIGNED (n->type) && type_size > old_type_size
+               && HEAD_MARKER (n->n, old_type_size))
+             for (i = 0; i < type_size - old_type_size; i++)
+               n->n |= (uint64_t) MARKER_BYTE_UNKNOWN
+                       << ((type_size - 1 - i) * BITS_PER_MARKER);
+
+           if (type_size < 64 / BITS_PER_MARKER)
+             {
+               /* If STMT casts to a smaller type mask out the bits not
+                  belonging to the target type.  */
+               n->n &= ((uint64_t) 1 << (type_size * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+             }
+           n->type = type;
+           if (!n->base_addr)
+             n->range = type_size;
+         }
+         break;
+       default:
+         return NULL;
+       };
+      return verify_symbolic_number_p (n, stmt) ? source_stmt1 : NULL;
+    }
+
+  /* Handle binary rhs.  */
+
+  if (rhs_class == GIMPLE_BINARY_RHS)
+    {
+      struct symbolic_number n1, n2;
+      gimple *source_stmt, *source_stmt2;
+
+      if (code != BIT_IOR_EXPR)
+       return NULL;
+
+      if (TREE_CODE (rhs2) != SSA_NAME)
+       return NULL;
+
+      rhs2_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs2);
+
+      switch (code)
+       {
+       case BIT_IOR_EXPR:
+         source_stmt1 = find_bswap_or_nop_1 (rhs1_stmt, &n1, limit - 1);
+
+         if (!source_stmt1)
+           return NULL;
+
+         source_stmt2 = find_bswap_or_nop_1 (rhs2_stmt, &n2, limit - 1);
+
+         if (!source_stmt2)
+           return NULL;
+
+         if (TYPE_PRECISION (n1.type) != TYPE_PRECISION (n2.type))
+           return NULL;
+
+         if (n1.vuse != n2.vuse)
+           return NULL;
+
+         source_stmt
+           = perform_symbolic_merge (source_stmt1, &n1, source_stmt2, &n2, n);
+
+         if (!source_stmt)
+           return NULL;
+
+         if (!verify_symbolic_number_p (n, stmt))
+           return NULL;
+
+         break;
+       default:
+         return NULL;
+       }
+      return source_stmt;
+    }
+  return NULL;
+}
+
+/* Helper for find_bswap_or_nop and try_coalesce_bswap to compute
+   *CMPXCHG, *CMPNOP and adjust *N.  */
+
+void
+find_bswap_or_nop_finalize (struct symbolic_number *n, uint64_t *cmpxchg,
+                           uint64_t *cmpnop)
+{
+  unsigned rsize;
+  uint64_t tmpn, mask;
+
+  /* The number which the find_bswap_or_nop_1 result should match in order
+     to have a full byte swap.  The number is shifted to the right
+     according to the size of the symbolic number before using it.  */
+  *cmpxchg = CMPXCHG;
+  *cmpnop = CMPNOP;
+
+  /* Find real size of result (highest non-zero byte).  */
+  if (n->base_addr)
+    for (tmpn = n->n, rsize = 0; tmpn; tmpn >>= BITS_PER_MARKER, rsize++);
+  else
+    rsize = n->range;
+
+  /* Zero out the bits corresponding to untouched bytes in original gimple
+     expression.  */
+  if (n->range < (int) sizeof (int64_t))
+    {
+      mask = ((uint64_t) 1 << (n->range * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+      *cmpxchg >>= (64 / BITS_PER_MARKER - n->range) * BITS_PER_MARKER;
+      *cmpnop &= mask;
+    }
+
+  /* Zero out the bits corresponding to unused bytes in the result of the
+     gimple expression.  */
+  if (rsize < n->range)
+    {
+      if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+       {
+         mask = ((uint64_t) 1 << (rsize * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+         *cmpxchg &= mask;
+         *cmpnop >>= (n->range - rsize) * BITS_PER_MARKER;
+       }
+      else
+       {
+         mask = ((uint64_t) 1 << (rsize * BITS_PER_MARKER)) - 1;
+         *cmpxchg >>= (n->range - rsize) * BITS_PER_MARKER;
+         *cmpnop &= mask;
+       }
+      n->range = rsize;
+    }
+
+  n->range *= BITS_PER_UNIT;
+}
+
+/* Check if STMT completes a bswap implementation or a read in a given
+   endianness consisting of ORs, SHIFTs and ANDs and sets *BSWAP
+   accordingly.  It also sets N to represent the kind of operations
+   performed: size of the resulting expression and whether it works on
+   a memory source, and if so alias-set and vuse.  At last, the
+   function returns a stmt whose rhs's first tree is the source
+   expression.  */
+
+gimple *
+find_bswap_or_nop (gimple *stmt, struct symbolic_number *n, bool *bswap)
+{
+  /* The last parameter determines the depth search limit.  It usually
+     correlates directly to the number n of bytes to be touched.  We
+     increase that number by 2 * (log2(n) + 1) here in order to also
+     cover signed -> unsigned conversions of the src operand as can be seen
+     in libgcc, and for initial shift/and operation of the src operand.  */
+  int limit = TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (gimple_expr_type (stmt)));
+  limit += 2 * (1 + (int) ceil_log2 ((unsigned HOST_WIDE_INT) limit));
+  gimple *ins_stmt = find_bswap_or_nop_1 (stmt, n, limit);
+
+  if (!ins_stmt)
+    return NULL;
+
+  uint64_t cmpxchg, cmpnop;
+  find_bswap_or_nop_finalize (n, &cmpxchg, &cmpnop);
+
+  /* A complete byte swap should make the symbolic number to start with
+     the largest digit in the highest order byte. Unchanged symbolic
+     number indicates a read with same endianness as target architecture.  */
+  if (n->n == cmpnop)
+    *bswap = false;
+  else if (n->n == cmpxchg)
+    *bswap = true;
+  else
+    return NULL;
+
+  /* Useless bit manipulation performed by code.  */
+  if (!n->base_addr && n->n == cmpnop && n->n_ops == 1)
+    return NULL;
+
+  return ins_stmt;
+}
+
+const pass_data pass_data_optimize_bswap =
+{
+  GIMPLE_PASS, /* type */
+  "bswap", /* name */
+  OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
+  TV_NONE, /* tv_id */
+  PROP_ssa, /* properties_required */
+  0, /* properties_provided */
+  0, /* properties_destroyed */
+  0, /* todo_flags_start */
+  0, /* todo_flags_finish */
+};
+
+class pass_optimize_bswap : public gimple_opt_pass
+{
+public:
+  pass_optimize_bswap (gcc::context *ctxt)
+    : gimple_opt_pass (pass_data_optimize_bswap, ctxt)
+  {}
+
+  /* opt_pass methods: */
+  virtual bool gate (function *)
+    {
+      return flag_expensive_optimizations && optimize && BITS_PER_UNIT == 8;
+    }
+
+  virtual unsigned int execute (function *);
+
+}; // class pass_optimize_bswap
+
+/* Perform the bswap optimization: replace the expression computed in the rhs
+   of gsi_stmt (GSI) (or if NULL add instead of replace) by an equivalent
+   bswap, load or load + bswap expression.
+   Which of these alternatives replace the rhs is given by N->base_addr (non
+   null if a load is needed) and BSWAP.  The type, VUSE and set-alias of the
+   load to perform are also given in N while the builtin bswap invoke is given
+   in FNDEL.  Finally, if a load is involved, INS_STMT refers to one of the
+   load statements involved to construct the rhs in gsi_stmt (GSI) and
+   N->range gives the size of the rhs expression for maintaining some
+   statistics.
+
+   Note that if the replacement involve a load and if gsi_stmt (GSI) is
+   non-NULL, that stmt is moved just after INS_STMT to do the load with the
+   same VUSE which can lead to gsi_stmt (GSI) changing of basic block.  */
+
+tree
+bswap_replace (gimple_stmt_iterator gsi, gimple *ins_stmt, tree fndecl,
+              tree bswap_type, tree load_type, struct symbolic_number *n,
+              bool bswap)
+{
+  tree src, tmp, tgt = NULL_TREE;
+  gimple *bswap_stmt;
+
+  gimple *cur_stmt = gsi_stmt (gsi);
+  src = n->src;
+  if (cur_stmt)
+    tgt = gimple_assign_lhs (cur_stmt);
+
+  /* Need to load the value from memory first.  */
+  if (n->base_addr)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi_ins = gsi;
+      if (ins_stmt)
+       gsi_ins = gsi_for_stmt (ins_stmt);
+      tree addr_expr, addr_tmp, val_expr, val_tmp;
+      tree load_offset_ptr, aligned_load_type;
+      gimple *load_stmt;
+      unsigned align = get_object_alignment (src);
+      poly_int64 load_offset = 0;
+
+      if (cur_stmt)
+       {
+         basic_block ins_bb = gimple_bb (ins_stmt);
+         basic_block cur_bb = gimple_bb (cur_stmt);
+         if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, cur_bb, ins_bb))
+           return NULL_TREE;
+
+         /* Move cur_stmt just before one of the load of the original
+            to ensure it has the same VUSE.  See PR61517 for what could
+            go wrong.  */
+         if (gimple_bb (cur_stmt) != gimple_bb (ins_stmt))
+           reset_flow_sensitive_info (gimple_assign_lhs (cur_stmt));
+         gsi_move_before (&gsi, &gsi_ins);
+         gsi = gsi_for_stmt (cur_stmt);
+       }
+      else
+       gsi = gsi_ins;
+
+      /* Compute address to load from and cast according to the size
+        of the load.  */
+      addr_expr = build_fold_addr_expr (src);
+      if (is_gimple_mem_ref_addr (addr_expr))
+       addr_tmp = unshare_expr (addr_expr);
+      else
+       {
+         addr_tmp = unshare_expr (n->base_addr);
+         if (!is_gimple_mem_ref_addr (addr_tmp))
+           addr_tmp = force_gimple_operand_gsi_1 (&gsi, addr_tmp,
+                                                  is_gimple_mem_ref_addr,
+                                                  NULL_TREE, true,
+                                                  GSI_SAME_STMT);
+         load_offset = n->bytepos;
+         if (n->offset)
+           {
+             tree off
+               = force_gimple_operand_gsi (&gsi, unshare_expr (n->offset),
+                                           true, NULL_TREE, true,
+                                           GSI_SAME_STMT);
+             gimple *stmt
+               = gimple_build_assign (make_ssa_name (TREE_TYPE (addr_tmp)),
+                                      POINTER_PLUS_EXPR, addr_tmp, off);
+             gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_SAME_STMT);
+             addr_tmp = gimple_assign_lhs (stmt);
+           }
+       }
+
+      /* Perform the load.  */
+      aligned_load_type = load_type;
+      if (align < TYPE_ALIGN (load_type))
+       aligned_load_type = build_aligned_type (load_type, align);
+      load_offset_ptr = build_int_cst (n->alias_set, load_offset);
+      val_expr = fold_build2 (MEM_REF, aligned_load_type, addr_tmp,
+                             load_offset_ptr);
+
+      if (!bswap)
+       {
+         if (n->range == 16)
+           nop_stats.found_16bit++;
+         else if (n->range == 32)
+           nop_stats.found_32bit++;
+         else
+           {
+             gcc_assert (n->range == 64);
+             nop_stats.found_64bit++;
+           }
+
+         /* Convert the result of load if necessary.  */
+         if (tgt && !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (tgt), load_type))
+           {
+             val_tmp = make_temp_ssa_name (aligned_load_type, NULL,
+                                           "load_dst");
+             load_stmt = gimple_build_assign (val_tmp, val_expr);
+             gimple_set_vuse (load_stmt, n->vuse);
+             gsi_insert_before (&gsi, load_stmt, GSI_SAME_STMT);
+             gimple_assign_set_rhs_with_ops (&gsi, NOP_EXPR, val_tmp);
+             update_stmt (cur_stmt);
+           }
+         else if (cur_stmt)
+           {
+             gimple_assign_set_rhs_with_ops (&gsi, MEM_REF, val_expr);
+             gimple_set_vuse (cur_stmt, n->vuse);
+             update_stmt (cur_stmt);
+           }
+         else
+           {
+             tgt = make_ssa_name (load_type);
+             cur_stmt = gimple_build_assign (tgt, MEM_REF, val_expr);
+             gimple_set_vuse (cur_stmt, n->vuse);
+             gsi_insert_before (&gsi, cur_stmt, GSI_SAME_STMT);
+           }
+
+         if (dump_file)
+           {
+             fprintf (dump_file,
+                      "%d bit load in target endianness found at: ",
+                      (int) n->range);
+             print_gimple_stmt (dump_file, cur_stmt, 0);
+           }
+         return tgt;
+       }
+      else
+       {
+         val_tmp = make_temp_ssa_name (aligned_load_type, NULL, "load_dst");
+         load_stmt = gimple_build_assign (val_tmp, val_expr);
+         gimple_set_vuse (load_stmt, n->vuse);
+         gsi_insert_before (&gsi, load_stmt, GSI_SAME_STMT);
+       }
+      src = val_tmp;
+    }
+  else if (!bswap)
+    {
+      gimple *g = NULL;
+      if (tgt && !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (tgt), TREE_TYPE (src)))
+       {
+         if (!is_gimple_val (src))
+           return NULL_TREE;
+         g = gimple_build_assign (tgt, NOP_EXPR, src);
+       }
+      else if (cur_stmt)
+       g = gimple_build_assign (tgt, src);
+      else
+       tgt = src;
+      if (n->range == 16)
+       nop_stats.found_16bit++;
+      else if (n->range == 32)
+       nop_stats.found_32bit++;
+      else
+       {
+         gcc_assert (n->range == 64);
+         nop_stats.found_64bit++;
+       }
+      if (dump_file)
+       {
+         fprintf (dump_file,
+                  "%d bit reshuffle in target endianness found at: ",
+                  (int) n->range);
+         if (cur_stmt)
+           print_gimple_stmt (dump_file, cur_stmt, 0);
+         else
+           {
+             print_generic_expr (dump_file, tgt, TDF_NONE);
+             fprintf (dump_file, "\n");
+           }
+       }
+      if (cur_stmt)
+       gsi_replace (&gsi, g, true);
+      return tgt;
+    }
+  else if (TREE_CODE (src) == BIT_FIELD_REF)
+    src = TREE_OPERAND (src, 0);
+
+  if (n->range == 16)
+    bswap_stats.found_16bit++;
+  else if (n->range == 32)
+    bswap_stats.found_32bit++;
+  else
+    {
+      gcc_assert (n->range == 64);
+      bswap_stats.found_64bit++;
+    }
+
+  tmp = src;
+
+  /* Convert the src expression if necessary.  */
+  if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (tmp), bswap_type))
+    {
+      gimple *convert_stmt;
+
+      tmp = make_temp_ssa_name (bswap_type, NULL, "bswapsrc");
+      convert_stmt = gimple_build_assign (tmp, NOP_EXPR, src);
+      gsi_insert_before (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
+    }
+
+  /* Canonical form for 16 bit bswap is a rotate expression.  Only 16bit values
+     are considered as rotation of 2N bit values by N bits is generally not
+     equivalent to a bswap.  Consider for instance 0x01020304 r>> 16 which
+     gives 0x03040102 while a bswap for that value is 0x04030201.  */
+  if (bswap && n->range == 16)
+    {
+      tree count = build_int_cst (NULL, BITS_PER_UNIT);
+      src = fold_build2 (LROTATE_EXPR, bswap_type, tmp, count);
+      bswap_stmt = gimple_build_assign (NULL, src);
+    }
+  else
+    bswap_stmt = gimple_build_call (fndecl, 1, tmp);
+
+  if (tgt == NULL_TREE)
+    tgt = make_ssa_name (bswap_type);
+  tmp = tgt;
+
+  /* Convert the result if necessary.  */
+  if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (tgt), bswap_type))
+    {
+      gimple *convert_stmt;
+
+      tmp = make_temp_ssa_name (bswap_type, NULL, "bswapdst");
+      convert_stmt = gimple_build_assign (tgt, NOP_EXPR, tmp);
+      gsi_insert_after (&gsi, convert_stmt, GSI_SAME_STMT);
+    }
+
+  gimple_set_lhs (bswap_stmt, tmp);
+
+  if (dump_file)
+    {
+      fprintf (dump_file, "%d bit bswap implementation found at: ",
+              (int) n->range);
+      if (cur_stmt)
+       print_gimple_stmt (dump_file, cur_stmt, 0);
+      else
+       {
+         print_generic_expr (dump_file, tgt, TDF_NONE);
+         fprintf (dump_file, "\n");
+       }
+    }
+
+  if (cur_stmt)
+    {
+      gsi_insert_after (&gsi, bswap_stmt, GSI_SAME_STMT);
+      gsi_remove (&gsi, true);
+    }
+  else
+    gsi_insert_before (&gsi, bswap_stmt, GSI_SAME_STMT);
+  return tgt;
+}
+
+/* Find manual byte swap implementations as well as load in a given
+   endianness. Byte swaps are turned into a bswap builtin invokation
+   while endian loads are converted to bswap builtin invokation or
+   simple load according to the target endianness.  */
+
+unsigned int
+pass_optimize_bswap::execute (function *fun)
+{
+  basic_block bb;
+  bool bswap32_p, bswap64_p;
+  bool changed = false;
+  tree bswap32_type = NULL_TREE, bswap64_type = NULL_TREE;
+
+  bswap32_p = (builtin_decl_explicit_p (BUILT_IN_BSWAP32)
+              && optab_handler (bswap_optab, SImode) != CODE_FOR_nothing);
+  bswap64_p = (builtin_decl_explicit_p (BUILT_IN_BSWAP64)
+              && (optab_handler (bswap_optab, DImode) != CODE_FOR_nothing
+                  || (bswap32_p && word_mode == SImode)));
+
+  /* Determine the argument type of the builtins.  The code later on
+     assumes that the return and argument type are the same.  */
+  if (bswap32_p)
+    {
+      tree fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP32);
+      bswap32_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+    }
+
+  if (bswap64_p)
+    {
+      tree fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP64);
+      bswap64_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+    }
+
+  memset (&nop_stats, 0, sizeof (nop_stats));
+  memset (&bswap_stats, 0, sizeof (bswap_stats));
+  calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
+    {
+      gimple_stmt_iterator gsi;
+
+      /* We do a reverse scan for bswap patterns to make sure we get the
+        widest match. As bswap pattern matching doesn't handle previously
+        inserted smaller bswap replacements as sub-patterns, the wider
+        variant wouldn't be detected.  */
+      for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi);)
+       {
+         gimple *ins_stmt, *cur_stmt = gsi_stmt (gsi);
+         tree fndecl = NULL_TREE, bswap_type = NULL_TREE, load_type;
+         enum tree_code code;
+         struct symbolic_number n;
+         bool bswap;
+
+         /* This gsi_prev (&gsi) is not part of the for loop because cur_stmt
+            might be moved to a different basic block by bswap_replace and gsi
+            must not points to it if that's the case.  Moving the gsi_prev
+            there make sure that gsi points to the statement previous to
+            cur_stmt while still making sure that all statements are
+            considered in this basic block.  */
+         gsi_prev (&gsi);
+
+         if (!is_gimple_assign (cur_stmt))
+           continue;
+
+         code = gimple_assign_rhs_code (cur_stmt);
+         switch (code)
+           {
+           case LROTATE_EXPR:
+           case RROTATE_EXPR:
+             if (!tree_fits_uhwi_p (gimple_assign_rhs2 (cur_stmt))
+                 || tree_to_uhwi (gimple_assign_rhs2 (cur_stmt))
+                    % BITS_PER_UNIT)
+               continue;
+             /* Fall through.  */
+           case BIT_IOR_EXPR:
+             break;
+           default:
+             continue;
+           }
+
+         ins_stmt = find_bswap_or_nop (cur_stmt, &n, &bswap);
+
+         if (!ins_stmt)
+           continue;
+
+         switch (n.range)
+           {
+           case 16:
+             /* Already in canonical form, nothing to do.  */
+             if (code == LROTATE_EXPR || code == RROTATE_EXPR)
+               continue;
+             load_type = bswap_type = uint16_type_node;
+             break;
+           case 32:
+             load_type = uint32_type_node;
+             if (bswap32_p)
+               {
+                 fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP32);
+                 bswap_type = bswap32_type;
+               }
+             break;
+           case 64:
+             load_type = uint64_type_node;
+             if (bswap64_p)
+               {
+                 fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP64);
+                 bswap_type = bswap64_type;
+               }
+             break;
+           default:
+             continue;
+           }
+
+         if (bswap && !fndecl && n.range != 16)
+           continue;
+
+         if (bswap_replace (gsi_for_stmt (cur_stmt), ins_stmt, fndecl,
+                            bswap_type, load_type, &n, bswap))
+           changed = true;
+       }
+    }
+
+  statistics_counter_event (fun, "16-bit nop implementations found",
+                           nop_stats.found_16bit);
+  statistics_counter_event (fun, "32-bit nop implementations found",
+                           nop_stats.found_32bit);
+  statistics_counter_event (fun, "64-bit nop implementations found",
+                           nop_stats.found_64bit);
+  statistics_counter_event (fun, "16-bit bswap implementations found",
+                           bswap_stats.found_16bit);
+  statistics_counter_event (fun, "32-bit bswap implementations found",
+                           bswap_stats.found_32bit);
+  statistics_counter_event (fun, "64-bit bswap implementations found",
+                           bswap_stats.found_64bit);
+
+  return (changed ? TODO_update_ssa : 0);
+}
+
+} // anon namespace
+
+gimple_opt_pass *
+make_pass_optimize_bswap (gcc::context *ctxt)
+{
+  return new pass_optimize_bswap (ctxt);
+}
+
+namespace {
+
 /* Struct recording one operand for the store, which is either a constant,
-   then VAL represents the constant and all the other fields are zero,
-   or a memory load, then VAL represents the reference, BASE_ADDR is non-NULL
-   and the other fields also reflect the memory load.  */
+   then VAL represents the constant and all the other fields are zero, or
+   a memory load, then VAL represents the reference, BASE_ADDR is non-NULL
+   and the other fields also reflect the memory load, or an SSA name, then
+   VAL represents the SSA name and all the other fields are zero,  */
 
-struct store_operand_info
+class store_operand_info
 {
+public:
   tree val;
   tree base_addr;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitsize;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_end;
+  poly_uint64 bitsize;
+  poly_uint64 bitpos;
+  poly_uint64 bitregion_start;
+  poly_uint64 bitregion_end;
   gimple *stmt;
+  bool bit_not_p;
   store_operand_info ();
 };
 
 store_operand_info::store_operand_info ()
   : val (NULL_TREE), base_addr (NULL_TREE), bitsize (0), bitpos (0),
-    bitregion_start (0), bitregion_end (0), stmt (NULL)
+    bitregion_start (0), bitregion_end (0), stmt (NULL), bit_not_p (false)
 {
 }
 
@@ -196,8 +1356,9 @@ store_operand_info::store_operand_info ()
    to memory.  These are created in the first phase and coalesced into
    merged_store_group objects in the second phase.  */
 
-struct store_immediate_info
+class store_immediate_info
 {
+public:
   unsigned HOST_WIDE_INT bitsize;
   unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
   unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start;
@@ -205,15 +1366,31 @@ struct store_immediate_info
   unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_end;
   gimple *stmt;
   unsigned int order;
-  /* INTEGER_CST for constant stores, MEM_REF for memory copy or
-     BIT_*_EXPR for logical bitwise operation.  */
+  /* INTEGER_CST for constant store, STRING_CST for string store,
+     MEM_REF for memory copy, BIT_*_EXPR for logical bitwise operation,
+     BIT_INSERT_EXPR for bit insertion.
+     LROTATE_EXPR if it can be only bswap optimized and
+     ops are not really meaningful.
+     NOP_EXPR if bswap optimization detected identity, ops
+     are not meaningful.  */
   enum tree_code rhs_code;
+  /* Two fields for bswap optimization purposes.  */
+  struct symbolic_number n;
+  gimple *ins_stmt;
+  /* True if BIT_{AND,IOR,XOR}_EXPR result is inverted before storing.  */
+  bool bit_not_p;
+  /* True if ops have been swapped and thus ops[1] represents
+     rhs1 of BIT_{AND,IOR,XOR}_EXPR and ops[0] represents rhs2.  */
+  bool ops_swapped_p;
+  /* The index number of the landing pad, or 0 if there is none.  */
+  int lp_nr;
   /* Operands.  For BIT_*_EXPR rhs_code both operands are used, otherwise
      just the first one.  */
   store_operand_info ops[2];
   store_immediate_info (unsigned HOST_WIDE_INT, unsigned HOST_WIDE_INT,
                        unsigned HOST_WIDE_INT, unsigned HOST_WIDE_INT,
                        gimple *, unsigned int, enum tree_code,
+                       struct symbolic_number &, gimple *, bool, int,
                        const store_operand_info &,
                        const store_operand_info &);
 };
@@ -225,10 +1402,16 @@ store_immediate_info::store_immediate_info (unsigned HOST_WIDE_INT bs,
                                            gimple *st,
                                            unsigned int ord,
                                            enum tree_code rhscode,
+                                           struct symbolic_number &nr,
+                                           gimple *ins_stmtp,
+                                           bool bitnotp,
+                                           int nr2,
                                            const store_operand_info &op0r,
                                            const store_operand_info &op1r)
   : bitsize (bs), bitpos (bp), bitregion_start (brs), bitregion_end (bre),
-    stmt (st), order (ord), rhs_code (rhscode)
+    stmt (st), order (ord), rhs_code (rhscode), n (nr),
+    ins_stmt (ins_stmtp), bit_not_p (bitnotp), ops_swapped_p (false),
+    lp_nr (nr2)
 #if __cplusplus >= 201103L
     , ops { op0r, op1r }
 {
@@ -244,8 +1427,9 @@ store_immediate_info::store_immediate_info (unsigned HOST_WIDE_INT bs,
    These are produced by the second phase (coalescing) and consumed in the
    third phase that outputs the widened stores.  */
 
-struct merged_store_group
+class merged_store_group
 {
+public:
   unsigned HOST_WIDE_INT start;
   unsigned HOST_WIDE_INT width;
   unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start;
@@ -253,12 +1437,17 @@ struct merged_store_group
   /* The size of the allocated memory for val and mask.  */
   unsigned HOST_WIDE_INT buf_size;
   unsigned HOST_WIDE_INT align_base;
-  unsigned HOST_WIDE_INT load_align_base[2];
+  poly_uint64 load_align_base[2];
 
   unsigned int align;
   unsigned int load_align[2];
   unsigned int first_order;
   unsigned int last_order;
+  bool bit_insertion;
+  bool string_concatenation;
+  bool only_constants;
+  unsigned int first_nonmergeable_order;
+  int lp_nr;
 
   auto_vec<store_immediate_info *> stores;
   /* We record the first and last original statements in the sequence because
@@ -271,84 +1460,25 @@ struct merged_store_group
 
   merged_store_group (store_immediate_info *);
   ~merged_store_group ();
+  bool can_be_merged_into (store_immediate_info *);
   void merge_into (store_immediate_info *);
   void merge_overlapping (store_immediate_info *);
   bool apply_stores ();
 private:
   void do_merge (store_immediate_info *);
-};
-
-/* Debug helper.  Dump LEN elements of byte array PTR to FD in hex.  */
-
-static void
-dump_char_array (FILE *fd, unsigned char *ptr, unsigned int len)
-{
-  if (!fd)
-    return;
-
-  for (unsigned int i = 0; i < len; i++)
-    fprintf (fd, "%x ", ptr[i]);
-  fprintf (fd, "\n");
-}
-
-/* Shift left the bytes in PTR of SZ elements by AMNT bits, carrying over the
-   bits between adjacent elements.  AMNT should be within
-   [0, BITS_PER_UNIT).
-   Example, AMNT = 2:
-   00011111|11100000 << 2 = 01111111|10000000
-   PTR[1]  | PTR[0]         PTR[1]  | PTR[0].  */
-
-static void
-shift_bytes_in_array (unsigned char *ptr, unsigned int sz, unsigned int amnt)
-{
-  if (amnt == 0)
-    return;
-
-  unsigned char carry_over = 0U;
-  unsigned char carry_mask = (~0U) << (unsigned char) (BITS_PER_UNIT - amnt);
-  unsigned char clear_mask = (~0U) << amnt;
-
-  for (unsigned int i = 0; i < sz; i++)
-    {
-      unsigned prev_carry_over = carry_over;
-      carry_over = (ptr[i] & carry_mask) >> (BITS_PER_UNIT - amnt);
-
-      ptr[i] <<= amnt;
-      if (i != 0)
-       {
-         ptr[i] &= clear_mask;
-         ptr[i] |= prev_carry_over;
-       }
-    }
-}
+};
 
-/* Like shift_bytes_in_array but for big-endian.
-   Shift right the bytes in PTR of SZ elements by AMNT bits, carrying over the
-   bits between adjacent elements.  AMNT should be within
-   [0, BITS_PER_UNIT).
-   Example, AMNT = 2:
-   00011111|11100000 >> 2 = 00000111|11111000
-   PTR[0]  | PTR[1]         PTR[0]  | PTR[1].  */
+/* Debug helper.  Dump LEN elements of byte array PTR to FD in hex.  */
 
 static void
-shift_bytes_in_array_right (unsigned char *ptr, unsigned int sz,
-                           unsigned int amnt)
+dump_char_array (FILE *fd, unsigned char *ptr, unsigned int len)
 {
-  if (amnt == 0)
+  if (!fd)
     return;
 
-  unsigned char carry_over = 0U;
-  unsigned char carry_mask = ~(~0U << amnt);
-
-  for (unsigned int i = 0; i < sz; i++)
-    {
-      unsigned prev_carry_over = carry_over;
-      carry_over = ptr[i] & carry_mask;
-
-      carry_over <<= (unsigned char) BITS_PER_UNIT - amnt;
-      ptr[i] >>= amnt;
-      ptr[i] |= prev_carry_over;
-    }
+  for (unsigned int i = 0; i < len; i++)
+    fprintf (fd, "%02x ", ptr[i]);
+  fprintf (fd, "\n");
 }
 
 /* Clear out LEN bits starting from bit START in the byte array
@@ -442,13 +1572,31 @@ encode_tree_to_bitpos (tree expr, unsigned char *ptr, int bitlen, int bitpos,
                       unsigned int total_bytes)
 {
   unsigned int first_byte = bitpos / BITS_PER_UNIT;
-  tree tmp_int = expr;
   bool sub_byte_op_p = ((bitlen % BITS_PER_UNIT)
                        || (bitpos % BITS_PER_UNIT)
                        || !int_mode_for_size (bitlen, 0).exists ());
+  bool empty_ctor_p
+    = (TREE_CODE (expr) == CONSTRUCTOR
+       && CONSTRUCTOR_NELTS (expr) == 0
+       && TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (expr))
+                      && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (expr))));
 
   if (!sub_byte_op_p)
-    return native_encode_expr (tmp_int, ptr + first_byte, total_bytes) != 0;
+    {
+      if (first_byte >= total_bytes)
+       return false;
+      total_bytes -= first_byte;
+      if (empty_ctor_p)
+       {
+         unsigned HOST_WIDE_INT rhs_bytes
+           = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (expr)));
+         if (rhs_bytes > total_bytes)
+           return false;
+         memset (ptr + first_byte, '\0', rhs_bytes);
+         return true;
+       }
+      return native_encode_expr (expr, ptr + first_byte, total_bytes) != 0;
+    }
 
   /* LITTLE-ENDIAN
      We are writing a non byte-sized quantity or at a position that is not
@@ -494,14 +1642,32 @@ encode_tree_to_bitpos (tree expr, unsigned char *ptr, int bitlen, int bitpos,
 
   /* We must be dealing with fixed-size data at this point, since the
      total size is also fixed.  */
-  fixed_size_mode mode = as_a <fixed_size_mode> (TYPE_MODE (TREE_TYPE (expr)));
+  unsigned int byte_size;
+  if (empty_ctor_p)
+    {
+      unsigned HOST_WIDE_INT rhs_bytes
+       = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (expr)));
+      if (rhs_bytes > total_bytes)
+       return false;
+      byte_size = rhs_bytes;
+    }
+  else
+    {
+      fixed_size_mode mode
+       = as_a <fixed_size_mode> (TYPE_MODE (TREE_TYPE (expr)));
+      byte_size
+       = mode == BLKmode
+       ? tree_to_uhwi (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (expr)))
+       : GET_MODE_SIZE (mode);
+    }
   /* Allocate an extra byte so that we have space to shift into.  */
-  unsigned int byte_size = GET_MODE_SIZE (mode) + 1;
+  byte_size++;
   unsigned char *tmpbuf = XALLOCAVEC (unsigned char, byte_size);
   memset (tmpbuf, '\0', byte_size);
   /* The store detection code should only have allowed constants that are
-     accepted by native_encode_expr.  */
-  if (native_encode_expr (expr, tmpbuf, byte_size - 1) == 0)
+     accepted by native_encode_expr or empty ctors.  */
+  if (!empty_ctor_p
+      && native_encode_expr (expr, tmpbuf, byte_size - 1) == 0)
     gcc_unreachable ();
 
   /* The native_encode_expr machinery uses TYPE_MODE to determine how many
@@ -576,7 +1742,7 @@ encode_tree_to_bitpos (tree expr, unsigned char *ptr, int bitlen, int bitpos,
   /* Create the shifted version of EXPR.  */
   if (!BYTES_BIG_ENDIAN)
     {
-      shift_bytes_in_array (tmpbuf, byte_size, shift_amnt);
+      shift_bytes_in_array_left (tmpbuf, byte_size, shift_amnt);
       if (shift_amnt == 0)
        byte_size--;
     }
@@ -649,6 +1815,11 @@ merged_store_group::merged_store_group (store_immediate_info *info)
      width has been finalized.  */
   val = NULL;
   mask = NULL;
+  bit_insertion = info->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR;
+  string_concatenation = info->rhs_code == STRING_CST;
+  only_constants = info->rhs_code == INTEGER_CST;
+  first_nonmergeable_order = ~0U;
+  lp_nr = info->lp_nr;
   unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos = 0;
   get_object_alignment_1 (gimple_assign_lhs (info->stmt),
                          &align, &align_bitpos);
@@ -682,8 +1853,64 @@ merged_store_group::~merged_store_group ()
     XDELETEVEC (val);
 }
 
+/* Return true if the store described by INFO can be merged into the group.  */
+
+bool
+merged_store_group::can_be_merged_into (store_immediate_info *info)
+{
+  /* Do not merge bswap patterns.  */
+  if (info->rhs_code == LROTATE_EXPR)
+    return false;
+
+  if (info->lp_nr != lp_nr)
+    return false;
+
+  /* The canonical case.  */
+  if (info->rhs_code == stores[0]->rhs_code)
+    return true;
+
+  /* BIT_INSERT_EXPR is compatible with INTEGER_CST if no STRING_CST.  */
+  if (info->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR && stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST)
+    return !string_concatenation;
+
+  if (stores[0]->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR && info->rhs_code == INTEGER_CST)
+    return !string_concatenation;
+
+  /* We can turn MEM_REF into BIT_INSERT_EXPR for bit-field stores, but do it
+     only for small regions since this can generate a lot of instructions.  */
+  if (info->rhs_code == MEM_REF
+      && (stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST
+         || stores[0]->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR)
+      && info->bitregion_start == stores[0]->bitregion_start
+      && info->bitregion_end == stores[0]->bitregion_end
+      && info->bitregion_end - info->bitregion_start <= MAX_FIXED_MODE_SIZE)
+    return !string_concatenation;
+
+  if (stores[0]->rhs_code == MEM_REF
+      && (info->rhs_code == INTEGER_CST
+         || info->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR)
+      && info->bitregion_start == stores[0]->bitregion_start
+      && info->bitregion_end == stores[0]->bitregion_end
+      && info->bitregion_end - info->bitregion_start <= MAX_FIXED_MODE_SIZE)
+    return !string_concatenation;
+
+  /* STRING_CST is compatible with INTEGER_CST if no BIT_INSERT_EXPR.  */
+  if (info->rhs_code == STRING_CST
+      && stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST
+      && stores[0]->bitsize == CHAR_BIT)
+    return !bit_insertion;
+
+  if (stores[0]->rhs_code == STRING_CST
+      && info->rhs_code == INTEGER_CST
+      && info->bitsize == CHAR_BIT)
+    return !bit_insertion;
+
+  return false;
+}
+
 /* Helper method for merge_into and merge_overlapping to do
    the common part.  */
+
 void
 merged_store_group::do_merge (store_immediate_info *info)
 {
@@ -725,6 +1952,23 @@ merged_store_group::do_merge (store_immediate_info *info)
       first_order = info->order;
       first_stmt = stmt;
     }
+
+  /* We need to use extraction if there is any bit-field.  */
+  if (info->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR)
+    {
+      bit_insertion = true;
+      gcc_assert (!string_concatenation);
+    }
+
+  /* We need to use concatenation if there is any string.  */
+  if (info->rhs_code == STRING_CST)
+    {
+      string_concatenation = true;
+      gcc_assert (!bit_insertion);
+    }
+
+  if (info->rhs_code != INTEGER_CST)
+    only_constants = false;
 }
 
 /* Merge a store recorded by INFO into this merged store.
@@ -734,12 +1978,11 @@ merged_store_group::do_merge (store_immediate_info *info)
 void
 merged_store_group::merge_into (store_immediate_info *info)
 {
-  unsigned HOST_WIDE_INT wid = info->bitsize;
   /* Make sure we're inserting in the position we think we're inserting.  */
   gcc_assert (info->bitpos >= start + width
              && info->bitregion_start <= bitregion_end);
 
-  width += wid;
+  width = info->bitpos + info->bitsize - start;
   do_merge (info);
 }
 
@@ -752,7 +1995,7 @@ merged_store_group::merge_overlapping (store_immediate_info *info)
 {
   /* If the store extends the size of the group, extend the width.  */
   if (info->bitpos + info->bitsize > start + width)
-    width += info->bitpos + info->bitsize - (start + width);
+    width = info->bitpos + info->bitsize - start;
 
   do_merge (info);
 }
@@ -764,6 +2007,9 @@ merged_store_group::merge_overlapping (store_immediate_info *info)
 bool
 merged_store_group::apply_stores ()
 {
+  store_immediate_info *info;
+  unsigned int i;
+
   /* Make sure we have more than one store in the group, otherwise we cannot
      merge anything.  */
   if (bitregion_start % BITS_PER_UNIT != 0
@@ -771,61 +2017,76 @@ merged_store_group::apply_stores ()
       || stores.length () == 1)
     return false;
 
-  stores.qsort (sort_by_order);
-  store_immediate_info *info;
-  unsigned int i;
-  /* Create a buffer of a size that is 2 times the number of bytes we're
-     storing.  That way native_encode_expr can write power-of-2-sized
-     chunks without overrunning.  */
-  buf_size = 2 * ((bitregion_end - bitregion_start) / BITS_PER_UNIT);
+  buf_size = (bitregion_end - bitregion_start) / BITS_PER_UNIT;
+
+  /* Really do string concatenation for large strings only.  */
+  if (buf_size <= MOVE_MAX)
+    string_concatenation = false;
+
+  /* Create a power-of-2-sized buffer for native_encode_expr.  */
+  if (!string_concatenation)
+    buf_size = 1 << ceil_log2 (buf_size);
+
   val = XNEWVEC (unsigned char, 2 * buf_size);
   mask = val + buf_size;
   memset (val, 0, buf_size);
   memset (mask, ~0U, buf_size);
 
+  stores.qsort (sort_by_order);
+
   FOR_EACH_VEC_ELT (stores, i, info)
     {
       unsigned int pos_in_buffer = info->bitpos - bitregion_start;
-      tree cst = NULL_TREE;
+      tree cst;
       if (info->ops[0].val && info->ops[0].base_addr == NULL_TREE)
        cst = info->ops[0].val;
       else if (info->ops[1].val && info->ops[1].base_addr == NULL_TREE)
        cst = info->ops[1].val;
+      else
+       cst = NULL_TREE;
       bool ret = true;
-      if (cst)
-       ret = encode_tree_to_bitpos (cst, val, info->bitsize,
-                                    pos_in_buffer, buf_size);
+      if (cst && info->rhs_code != BIT_INSERT_EXPR)
+       ret = encode_tree_to_bitpos (cst, val, info->bitsize, pos_in_buffer,
+                                    buf_size);
+      unsigned char *m = mask + (pos_in_buffer / BITS_PER_UNIT);
+      if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+       clear_bit_region_be (m, (BITS_PER_UNIT - 1
+                                - (pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT)),
+                            info->bitsize);
+      else
+       clear_bit_region (m, pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT, info->bitsize);
       if (cst && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
        {
          if (ret)
            {
-             fprintf (dump_file, "After writing ");
-             print_generic_expr (dump_file, cst, 0);
+             fputs ("After writing ", dump_file);
+             print_generic_expr (dump_file, cst, TDF_NONE);
              fprintf (dump_file, " of size " HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
-                       " at position %d the merged region contains:\n",
-                       info->bitsize, pos_in_buffer);
+                      " at position %d\n", info->bitsize, pos_in_buffer);
+             fputs ("  the merged value contains ", dump_file);
              dump_char_array (dump_file, val, buf_size);
+             fputs ("  the merged mask contains  ", dump_file);
+             dump_char_array (dump_file, mask, buf_size);
+             if (bit_insertion)
+               fputs ("  bit insertion is required\n", dump_file);
+             if (string_concatenation)
+               fputs ("  string concatenation is required\n", dump_file);
            }
          else
            fprintf (dump_file, "Failed to merge stores\n");
-        }
+       }
       if (!ret)
        return false;
-      unsigned char *m = mask + (pos_in_buffer / BITS_PER_UNIT);
-      if (BYTES_BIG_ENDIAN)
-       clear_bit_region_be (m, (BITS_PER_UNIT - 1
-                                - (pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT)),
-                            info->bitsize);
-      else
-       clear_bit_region (m, pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT, info->bitsize);
     }
+  stores.qsort (sort_by_bitpos);
   return true;
 }
 
 /* Structure describing the store chain.  */
 
-struct imm_store_chain_info
+class imm_store_chain_info
 {
+public:
   /* Doubly-linked list that imposes an order on chain processing.
      PNXP (prev's next pointer) points to the head of a list, or to
      the next field in the previous chain in the list.
@@ -855,6 +2116,7 @@ struct imm_store_chain_info
       }
   }
   bool terminate_and_process_chain ();
+  bool try_coalesce_bswap (merged_store_group *, unsigned int, unsigned int);
   bool coalesce_immediate_stores ();
   bool output_merged_store (merged_store_group *);
   bool output_merged_stores ();
@@ -880,14 +2142,14 @@ public:
   {
   }
 
-  /* Pass not supported for PDP-endianness, nor for insane hosts
-     or target character sizes where native_{encode,interpret}_expr
+  /* Pass not supported for PDP-endian, nor for insane hosts or
+     target character sizes where native_{encode,interpret}_expr
      doesn't work properly.  */
   virtual bool
   gate (function *)
   {
     return flag_store_merging
-          && WORDS_BIG_ENDIAN == BYTES_BIG_ENDIAN
+          && BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
           && CHAR_BIT == 8
           && BITS_PER_UNIT == 8;
   }
@@ -895,7 +2157,7 @@ public:
   virtual unsigned int execute (function *);
 
 private:
-  hash_map<tree_operand_hash, struct imm_store_chain_info *> m_stores;
+  hash_map<tree_operand_hash, class imm_store_chain_info *> m_stores;
 
   /* Form a doubly-linked stack of the elements of m_stores, so that
      we can iterate over them in a predictable way.  Using this order
@@ -908,11 +2170,10 @@ private:
      decisions when going out of SSA).  */
   imm_store_chain_info *m_stores_head;
 
-  void process_store (gimple *);
+  bool process_store (gimple *);
+  bool terminate_and_process_chain (imm_store_chain_info *);
+  bool terminate_all_aliasing_chains (imm_store_chain_info **, gimple *);
   bool terminate_and_process_all_chains ();
-  bool terminate_all_aliasing_chains (imm_store_chain_info **,
-                                     gimple *);
-  bool terminate_and_release_chain (imm_store_chain_info *);
 }; // class pass_store_merging
 
 /* Terminate and process all recorded chains.  Return true if any changes
@@ -923,20 +2184,14 @@ pass_store_merging::terminate_and_process_all_chains ()
 {
   bool ret = false;
   while (m_stores_head)
-    ret |= terminate_and_release_chain (m_stores_head);
-  gcc_assert (m_stores.elements () == 0);
-  gcc_assert (m_stores_head == NULL);
-
+    ret |= terminate_and_process_chain (m_stores_head);
+  gcc_assert (m_stores.is_empty ());
   return ret;
 }
 
-/* Terminate all chains that are affected by the assignment to DEST, appearing
-   in statement STMT and ultimately points to the object BASE.  Return true if
-   at least one aliasing chain was terminated.  BASE and DEST are allowed to
-   be NULL_TREE.  In that case the aliasing checks are performed on the whole
-   statement rather than a particular operand in it.  VAR_OFFSET_P signifies
-   whether STMT represents a store to BASE offset by a variable amount.
-   If that is the case we have to terminate any chain anchored at BASE.  */
+/* Terminate all chains that are affected by the statement STMT.
+   CHAIN_INFO is the chain we should ignore from the checks if
+   non-NULL.  Return true if any changes were made.  */
 
 bool
 pass_store_merging::terminate_all_aliasing_chains (imm_store_chain_info
@@ -949,54 +2204,41 @@ pass_store_merging::terminate_all_aliasing_chains (imm_store_chain_info
   if (!gimple_vuse (stmt))
     return false;
 
-  /* Check if the assignment destination (BASE) is part of a store chain.
-     This is to catch non-constant stores to destinations that may be part
-     of a chain.  */
-  if (chain_info)
+  tree store_lhs = gimple_store_p (stmt) ? gimple_get_lhs (stmt) : NULL_TREE;
+  ao_ref store_lhs_ref;
+  ao_ref_init (&store_lhs_ref, store_lhs);
+  for (imm_store_chain_info *next = m_stores_head, *cur = next; cur; cur = next)
     {
+      next = cur->next;
+
+      /* We already checked all the stores in chain_info and terminated the
+        chain if necessary.  Skip it here.  */
+      if (chain_info && *chain_info == cur)
+       continue;
+
       store_immediate_info *info;
       unsigned int i;
-      FOR_EACH_VEC_ELT ((*chain_info)->m_store_info, i, info)
+      FOR_EACH_VEC_ELT (cur->m_store_info, i, info)
        {
-         if (ref_maybe_used_by_stmt_p (stmt, gimple_assign_lhs (info->stmt))
-             || stmt_may_clobber_ref_p (stmt, gimple_assign_lhs (info->stmt)))
+         tree lhs = gimple_assign_lhs (info->stmt);
+         ao_ref lhs_ref;
+         ao_ref_init (&lhs_ref, lhs);
+         if (ref_maybe_used_by_stmt_p (stmt, &lhs_ref)
+             || stmt_may_clobber_ref_p_1 (stmt, &lhs_ref)
+             || (store_lhs && refs_may_alias_p_1 (&store_lhs_ref,
+                                                  &lhs_ref, false)))
            {
              if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
                {
                  fprintf (dump_file, "stmt causes chain termination:\n");
                  print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0);
                }
-             terminate_and_release_chain (*chain_info);
-             ret = true;
+             ret |= terminate_and_process_chain (cur);
              break;
            }
        }
     }
 
-  /* Check for aliasing with all other store chains.  */
-  for (imm_store_chain_info *next = m_stores_head, *cur = next; cur; cur = next)
-    {
-      next = cur->next;
-
-      /* We already checked all the stores in chain_info and terminated the
-        chain if necessary.  Skip it here.  */
-      if (chain_info && (*chain_info) == cur)
-       continue;
-
-      /* We can't use the base object here as that does not reliably exist.
-        Build a ao_ref from the base object address (if we know the
-        minimum and maximum offset and the maximum size we could improve
-        things here).  */
-      ao_ref chain_ref;
-      ao_ref_init_from_ptr_and_size (&chain_ref, cur->base_addr, NULL_TREE);
-      if (ref_maybe_used_by_stmt_p (stmt, &chain_ref)
-         || stmt_may_clobber_ref_p_1 (stmt, &chain_ref))
-       {
-         terminate_and_release_chain (cur);
-         ret = true;
-       }
-    }
-
   return ret;
 }
 
@@ -1005,7 +2247,7 @@ pass_store_merging::terminate_all_aliasing_chains (imm_store_chain_info
    entry is removed after the processing in any case.  */
 
 bool
-pass_store_merging::terminate_and_release_chain (imm_store_chain_info *chain_info)
+pass_store_merging::terminate_and_process_chain (imm_store_chain_info *chain_info)
 {
   bool ret = chain_info->terminate_and_process_chain ();
   m_stores.remove (chain_info->base_addr);
@@ -1014,8 +2256,9 @@ pass_store_merging::terminate_and_release_chain (imm_store_chain_info *chain_inf
 }
 
 /* Return true if stmts in between FIRST (inclusive) and LAST (exclusive)
-   may clobber REF.  FIRST and LAST must be in the same basic block and
-   have non-NULL vdef.  */
+   may clobber REF.  FIRST and LAST must have non-NULL vdef.  We want to
+   be able to sink load of REF across stores between FIRST and LAST, up
+   to right before LAST.  */
 
 bool
 stmts_may_clobber_ref_p (gimple *first, gimple *last, tree ref)
@@ -1026,109 +2269,418 @@ stmts_may_clobber_ref_p (gimple *first, gimple *last, tree ref)
   tree vop = gimple_vdef (last);
   gimple *stmt;
 
-  gcc_checking_assert (gimple_bb (first) == gimple_bb (last));
+  /* Return true conservatively if the basic blocks are different.  */
+  if (gimple_bb (first) != gimple_bb (last))
+    return true;
+
   do
     {
       stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (vop);
       if (stmt_may_clobber_ref_p_1 (stmt, &r))
        return true;
+      if (gimple_store_p (stmt)
+         && refs_anti_dependent_p (ref, gimple_get_lhs (stmt)))
+       return true;
       /* Avoid quadratic compile time by bounding the number of checks
         we perform.  */
       if (++count > MAX_STORE_ALIAS_CHECKS)
        return true;
       vop = gimple_vuse (stmt);
     }
-  while (stmt != first);
-  return false;
-}
+  while (stmt != first);
+
+  return false;
+}
+
+/* Return true if INFO->ops[IDX] is mergeable with the
+   corresponding loads already in MERGED_STORE group.
+   BASE_ADDR is the base address of the whole store group.  */
+
+bool
+compatible_load_p (merged_store_group *merged_store,
+                  store_immediate_info *info,
+                  tree base_addr, int idx)
+{
+  store_immediate_info *infof = merged_store->stores[0];
+  if (!info->ops[idx].base_addr
+      || maybe_ne (info->ops[idx].bitpos - infof->ops[idx].bitpos,
+                  info->bitpos - infof->bitpos)
+      || !operand_equal_p (info->ops[idx].base_addr,
+                          infof->ops[idx].base_addr, 0))
+    return false;
+
+  store_immediate_info *infol = merged_store->stores.last ();
+  tree load_vuse = gimple_vuse (info->ops[idx].stmt);
+  /* In this case all vuses should be the same, e.g.
+     _1 = s.a; _2 = s.b; _3 = _1 | 1; t.a = _3; _4 = _2 | 2; t.b = _4;
+     or
+     _1 = s.a; _2 = s.b; t.a = _1; t.b = _2;
+     and we can emit the coalesced load next to any of those loads.  */
+  if (gimple_vuse (infof->ops[idx].stmt) == load_vuse
+      && gimple_vuse (infol->ops[idx].stmt) == load_vuse)
+    return true;
+
+  /* Otherwise, at least for now require that the load has the same
+     vuse as the store.  See following examples.  */
+  if (gimple_vuse (info->stmt) != load_vuse)
+    return false;
+
+  if (gimple_vuse (infof->stmt) != gimple_vuse (infof->ops[idx].stmt)
+      || (infof != infol
+         && gimple_vuse (infol->stmt) != gimple_vuse (infol->ops[idx].stmt)))
+    return false;
+
+  /* If the load is from the same location as the store, already
+     the construction of the immediate chain info guarantees no intervening
+     stores, so no further checks are needed.  Example:
+     _1 = s.a; _2 = _1 & -7; s.a = _2; _3 = s.b; _4 = _3 & -7; s.b = _4;  */
+  if (known_eq (info->ops[idx].bitpos, info->bitpos)
+      && operand_equal_p (info->ops[idx].base_addr, base_addr, 0))
+    return true;
+
+  /* Otherwise, we need to punt if any of the loads can be clobbered by any
+     of the stores in the group, or any other stores in between those.
+     Previous calls to compatible_load_p ensured that for all the
+     merged_store->stores IDX loads, no stmts starting with
+     merged_store->first_stmt and ending right before merged_store->last_stmt
+     clobbers those loads.  */
+  gimple *first = merged_store->first_stmt;
+  gimple *last = merged_store->last_stmt;
+  unsigned int i;
+  store_immediate_info *infoc;
+  /* The stores are sorted by increasing store bitpos, so if info->stmt store
+     comes before the so far first load, we'll be changing
+     merged_store->first_stmt.  In that case we need to give up if
+     any of the earlier processed loads clobber with the stmts in the new
+     range.  */
+  if (info->order < merged_store->first_order)
+    {
+      FOR_EACH_VEC_ELT (merged_store->stores, i, infoc)
+       if (stmts_may_clobber_ref_p (info->stmt, first, infoc->ops[idx].val))
+         return false;
+      first = info->stmt;
+    }
+  /* Similarly, we could change merged_store->last_stmt, so ensure
+     in that case no stmts in the new range clobber any of the earlier
+     processed loads.  */
+  else if (info->order > merged_store->last_order)
+    {
+      FOR_EACH_VEC_ELT (merged_store->stores, i, infoc)
+       if (stmts_may_clobber_ref_p (last, info->stmt, infoc->ops[idx].val))
+         return false;
+      last = info->stmt;
+    }
+  /* And finally, we'd be adding a new load to the set, ensure it isn't
+     clobbered in the new range.  */
+  if (stmts_may_clobber_ref_p (first, last, info->ops[idx].val))
+    return false;
+
+  /* Otherwise, we are looking for:
+     _1 = s.a; _2 = _1 ^ 15; t.a = _2; _3 = s.b; _4 = _3 ^ 15; t.b = _4;
+     or
+     _1 = s.a; t.a = _1; _2 = s.b; t.b = _2;  */
+  return true;
+}
+
+/* Add all refs loaded to compute VAL to REFS vector.  */
+
+void
+gather_bswap_load_refs (vec<tree> *refs, tree val)
+{
+  if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
+    return;
+
+  gimple *stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (val);
+  if (!is_gimple_assign (stmt))
+    return;
+
+  if (gimple_assign_load_p (stmt))
+    {
+      refs->safe_push (gimple_assign_rhs1 (stmt));
+      return;
+    }
+
+  switch (gimple_assign_rhs_class (stmt))
+    {
+    case GIMPLE_BINARY_RHS:
+      gather_bswap_load_refs (refs, gimple_assign_rhs2 (stmt));
+      /* FALLTHRU */
+    case GIMPLE_UNARY_RHS:
+      gather_bswap_load_refs (refs, gimple_assign_rhs1 (stmt));
+      break;
+    default:
+      gcc_unreachable ();
+    }
+}
+
+/* Check if there are any stores in M_STORE_INFO after index I
+   (where M_STORE_INFO must be sorted by sort_by_bitpos) that overlap
+   a potential group ending with END that have their order
+   smaller than LAST_ORDER.  ALL_INTEGER_CST_P is true if
+   all the stores already merged and the one under consideration
+   have rhs_code of INTEGER_CST.  Return true if there are no such stores.
+   Consider:
+     MEM[(long long int *)p_28] = 0;
+     MEM[(long long int *)p_28 + 8B] = 0;
+     MEM[(long long int *)p_28 + 16B] = 0;
+     MEM[(long long int *)p_28 + 24B] = 0;
+     _129 = (int) _130;
+     MEM[(int *)p_28 + 8B] = _129;
+     MEM[(int *)p_28].a = -1;
+   We already have
+     MEM[(long long int *)p_28] = 0;
+     MEM[(int *)p_28].a = -1;
+   stmts in the current group and need to consider if it is safe to
+   add MEM[(long long int *)p_28 + 8B] = 0; store into the same group.
+   There is an overlap between that store and the MEM[(int *)p_28 + 8B] = _129;
+   store though, so if we add the MEM[(long long int *)p_28 + 8B] = 0;
+   into the group and merging of those 3 stores is successful, merged
+   stmts will be emitted at the latest store from that group, i.e.
+   LAST_ORDER, which is the MEM[(int *)p_28].a = -1; store.
+   The MEM[(int *)p_28 + 8B] = _129; store that originally follows
+   the MEM[(long long int *)p_28 + 8B] = 0; would now be before it,
+   so we need to refuse merging MEM[(long long int *)p_28 + 8B] = 0;
+   into the group.  That way it will be its own store group and will
+   not be touched.  If ALL_INTEGER_CST_P and there are overlapping
+   INTEGER_CST stores, those are mergeable using merge_overlapping,
+   so don't return false for those.  */
+
+static bool
+check_no_overlap (vec<store_immediate_info *> m_store_info, unsigned int i,
+                 bool all_integer_cst_p, unsigned int last_order,
+                 unsigned HOST_WIDE_INT end)
+{
+  unsigned int len = m_store_info.length ();
+  for (++i; i < len; ++i)
+    {
+      store_immediate_info *info = m_store_info[i];
+      if (info->bitpos >= end)
+       break;
+      if (info->order < last_order
+         && (!all_integer_cst_p || info->rhs_code != INTEGER_CST))
+       return false;
+    }
+  return true;
+}
+
+/* Return true if m_store_info[first] and at least one following store
+   form a group which store try_size bitsize value which is byte swapped
+   from a memory load or some value, or identity from some value.
+   This uses the bswap pass APIs.  */
+
+bool
+imm_store_chain_info::try_coalesce_bswap (merged_store_group *merged_store,
+                                         unsigned int first,
+                                         unsigned int try_size)
+{
+  unsigned int len = m_store_info.length (), last = first;
+  unsigned HOST_WIDE_INT width = m_store_info[first]->bitsize;
+  if (width >= try_size)
+    return false;
+  for (unsigned int i = first + 1; i < len; ++i)
+    {
+      if (m_store_info[i]->bitpos != m_store_info[first]->bitpos + width
+         || m_store_info[i]->lp_nr != merged_store->lp_nr
+         || m_store_info[i]->ins_stmt == NULL)
+       return false;
+      width += m_store_info[i]->bitsize;
+      if (width >= try_size)
+       {
+         last = i;
+         break;
+       }
+    }
+  if (width != try_size)
+    return false;
+
+  bool allow_unaligned
+    = !STRICT_ALIGNMENT && param_store_merging_allow_unaligned;
+  /* Punt if the combined store would not be aligned and we need alignment.  */
+  if (!allow_unaligned)
+    {
+      unsigned int align = merged_store->align;
+      unsigned HOST_WIDE_INT align_base = merged_store->align_base;
+      for (unsigned int i = first + 1; i <= last; ++i)
+       {
+         unsigned int this_align;
+         unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos = 0;
+         get_object_alignment_1 (gimple_assign_lhs (m_store_info[i]->stmt),
+                                 &this_align, &align_bitpos);
+         if (this_align > align)
+           {
+             align = this_align;
+             align_base = m_store_info[i]->bitpos - align_bitpos;
+           }
+       }
+      unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos
+       = (m_store_info[first]->bitpos - align_base) & (align - 1);
+      if (align_bitpos)
+       align = least_bit_hwi (align_bitpos);
+      if (align < try_size)
+       return false;
+    }
+
+  tree type;
+  switch (try_size)
+    {
+    case 16: type = uint16_type_node; break;
+    case 32: type = uint32_type_node; break;
+    case 64: type = uint64_type_node; break;
+    default: gcc_unreachable ();
+    }
+  struct symbolic_number n;
+  gimple *ins_stmt = NULL;
+  int vuse_store = -1;
+  unsigned int first_order = merged_store->first_order;
+  unsigned int last_order = merged_store->last_order;
+  gimple *first_stmt = merged_store->first_stmt;
+  gimple *last_stmt = merged_store->last_stmt;
+  unsigned HOST_WIDE_INT end = merged_store->start + merged_store->width;
+  store_immediate_info *infof = m_store_info[first];
+
+  for (unsigned int i = first; i <= last; ++i)
+    {
+      store_immediate_info *info = m_store_info[i];
+      struct symbolic_number this_n = info->n;
+      this_n.type = type;
+      if (!this_n.base_addr)
+       this_n.range = try_size / BITS_PER_UNIT;
+      else
+       /* Update vuse in case it has changed by output_merged_stores.  */
+       this_n.vuse = gimple_vuse (info->ins_stmt);
+      unsigned int bitpos = info->bitpos - infof->bitpos;
+      if (!do_shift_rotate (LSHIFT_EXPR, &this_n,
+                           BYTES_BIG_ENDIAN
+                           ? try_size - info->bitsize - bitpos
+                           : bitpos))
+       return false;
+      if (this_n.base_addr && vuse_store)
+       {
+         unsigned int j;
+         for (j = first; j <= last; ++j)
+           if (this_n.vuse == gimple_vuse (m_store_info[j]->stmt))
+             break;
+         if (j > last)
+           {
+             if (vuse_store == 1)
+               return false;
+             vuse_store = 0;
+           }
+       }
+      if (i == first)
+       {
+         n = this_n;
+         ins_stmt = info->ins_stmt;
+       }
+      else
+       {
+         if (n.base_addr && n.vuse != this_n.vuse)
+           {
+             if (vuse_store == 0)
+               return false;
+             vuse_store = 1;
+           }
+         if (info->order > last_order)
+           {
+             last_order = info->order;
+             last_stmt = info->stmt;
+           }
+         else if (info->order < first_order)
+           {
+             first_order = info->order;
+             first_stmt = info->stmt;
+           }
+         end = MAX (end, info->bitpos + info->bitsize);
+
+         ins_stmt = perform_symbolic_merge (ins_stmt, &n, info->ins_stmt,
+                                            &this_n, &n);
+         if (ins_stmt == NULL)
+           return false;
+       }
+    }
 
-/* Return true if INFO->ops[IDX] is mergeable with the
-   corresponding loads already in MERGED_STORE group.
-   BASE_ADDR is the base address of the whole store group.  */
+  uint64_t cmpxchg, cmpnop;
+  find_bswap_or_nop_finalize (&n, &cmpxchg, &cmpnop);
 
-bool
-compatible_load_p (merged_store_group *merged_store,
-                  store_immediate_info *info,
-                  tree base_addr, int idx)
-{
-  store_immediate_info *infof = merged_store->stores[0];
-  if (!info->ops[idx].base_addr
-      || (info->ops[idx].bitpos - infof->ops[idx].bitpos
-         != info->bitpos - infof->bitpos)
-      || !operand_equal_p (info->ops[idx].base_addr,
-                          infof->ops[idx].base_addr, 0))
+  /* A complete byte swap should make the symbolic number to start with
+     the largest digit in the highest order byte.  Unchanged symbolic
+     number indicates a read with same endianness as target architecture.  */
+  if (n.n != cmpnop && n.n != cmpxchg)
     return false;
 
-  store_immediate_info *infol = merged_store->stores.last ();
-  tree load_vuse = gimple_vuse (info->ops[idx].stmt);
-  /* In this case all vuses should be the same, e.g.
-     _1 = s.a; _2 = s.b; _3 = _1 | 1; t.a = _3; _4 = _2 | 2; t.b = _4;
-     or
-     _1 = s.a; _2 = s.b; t.a = _1; t.b = _2;
-     and we can emit the coalesced load next to any of those loads.  */
-  if (gimple_vuse (infof->ops[idx].stmt) == load_vuse
-      && gimple_vuse (infol->ops[idx].stmt) == load_vuse)
-    return true;
-
-  /* Otherwise, at least for now require that the load has the same
-     vuse as the store.  See following examples.  */
-  if (gimple_vuse (info->stmt) != load_vuse)
+  if (n.base_addr == NULL_TREE && !is_gimple_val (n.src))
     return false;
 
-  if (gimple_vuse (infof->stmt) != gimple_vuse (infof->ops[idx].stmt)
-      || (infof != infol
-         && gimple_vuse (infol->stmt) != gimple_vuse (infol->ops[idx].stmt)))
+  if (!check_no_overlap (m_store_info, last, false, last_order, end))
     return false;
 
-  /* If the load is from the same location as the store, already
-     the construction of the immediate chain info guarantees no intervening
-     stores, so no further checks are needed.  Example:
-     _1 = s.a; _2 = _1 & -7; s.a = _2; _3 = s.b; _4 = _3 & -7; s.b = _4;  */
-  if (info->ops[idx].bitpos == info->bitpos
-      && operand_equal_p (info->ops[idx].base_addr, base_addr, 0))
-    return true;
+  /* Don't handle memory copy this way if normal non-bswap processing
+     would handle it too.  */
+  if (n.n == cmpnop && (unsigned) n.n_ops == last - first + 1)
+    {
+      unsigned int i;
+      for (i = first; i <= last; ++i)
+       if (m_store_info[i]->rhs_code != MEM_REF)
+         break;
+      if (i == last + 1)
+       return false;
+    }
 
-  /* Otherwise, we need to punt if any of the loads can be clobbered by any
-     of the stores in the group, or any other stores in between those.
-     Previous calls to compatible_load_p ensured that for all the
-     merged_store->stores IDX loads, no stmts starting with
-     merged_store->first_stmt and ending right before merged_store->last_stmt
-     clobbers those loads.  */
-  gimple *first = merged_store->first_stmt;
-  gimple *last = merged_store->last_stmt;
-  unsigned int i;
-  store_immediate_info *infoc;
-  /* The stores are sorted by increasing store bitpos, so if info->stmt store
-     comes before the so far first load, we'll be changing
-     merged_store->first_stmt.  In that case we need to give up if
-     any of the earlier processed loads clobber with the stmts in the new
-     range.  */
-  if (info->order < merged_store->first_order)
+  if (n.n == cmpxchg)
+    switch (try_size)
+      {
+      case 16:
+       /* Will emit LROTATE_EXPR.  */
+       break;
+      case 32:
+       if (builtin_decl_explicit_p (BUILT_IN_BSWAP32)
+           && optab_handler (bswap_optab, SImode) != CODE_FOR_nothing)
+         break;
+       return false;
+      case 64:
+       if (builtin_decl_explicit_p (BUILT_IN_BSWAP64)
+           && optab_handler (bswap_optab, DImode) != CODE_FOR_nothing)
+         break;
+       return false;
+      default:
+       gcc_unreachable ();
+      }
+
+  if (!allow_unaligned && n.base_addr)
     {
-      FOR_EACH_VEC_ELT (merged_store->stores, i, infoc)
-       if (stmts_may_clobber_ref_p (info->stmt, first, infoc->ops[idx].val))
-         return false;
-      first = info->stmt;
+      unsigned int align = get_object_alignment (n.src);
+      if (align < try_size)
+       return false;
     }
-  /* Similarly, we could change merged_store->last_stmt, so ensure
-     in that case no stmts in the new range clobber any of the earlier
-     processed loads.  */
-  else if (info->order > merged_store->last_order)
+
+  /* If each load has vuse of the corresponding store, need to verify
+     the loads can be sunk right before the last store.  */
+  if (vuse_store == 1)
     {
-      FOR_EACH_VEC_ELT (merged_store->stores, i, infoc)
-       if (stmts_may_clobber_ref_p (last, info->stmt, infoc->ops[idx].val))
+      auto_vec<tree, 64> refs;
+      for (unsigned int i = first; i <= last; ++i)
+       gather_bswap_load_refs (&refs,
+                               gimple_assign_rhs1 (m_store_info[i]->stmt));
+
+      unsigned int i;
+      tree ref;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (refs, i, ref)
+       if (stmts_may_clobber_ref_p (first_stmt, last_stmt, ref))
          return false;
-      last = info->stmt;
+      n.vuse = NULL_TREE;
+    }
+
+  infof->n = n;
+  infof->ins_stmt = ins_stmt;
+  for (unsigned int i = first; i <= last; ++i)
+    {
+      m_store_info[i]->rhs_code = n.n == cmpxchg ? LROTATE_EXPR : NOP_EXPR;
+      m_store_info[i]->ops[0].base_addr = NULL_TREE;
+      m_store_info[i]->ops[1].base_addr = NULL_TREE;
+      if (i != first)
+       merged_store->merge_into (m_store_info[i]);
     }
-  /* And finally, we'd be adding a new load to the set, ensure it isn't
-     clobbered in the new range.  */
-  if (stmts_may_clobber_ref_p (first, last, info->ops[idx].val))
-    return false;
 
-  /* Otherwise, we are looking for:
-     _1 = s.a; _2 = _1 ^ 15; t.a = _2; _3 = s.b; _4 = _3 ^ 15; t.b = _4;
-     or
-     _1 = s.a; t.a = _1; _2 = s.b; t.b = _2;  */
   return true;
 }
 
@@ -1146,45 +2698,219 @@ imm_store_chain_info::coalesce_immediate_stores ()
     return false;
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
-    fprintf (dump_file, "Attempting to coalesce %u stores in chain.\n",
+    fprintf (dump_file, "Attempting to coalesce %u stores in chain\n",
             m_store_info.length ());
 
   store_immediate_info *info;
-  unsigned int i;
+  unsigned int i, ignore = 0;
 
   /* Order the stores by the bitposition they write to.  */
   m_store_info.qsort (sort_by_bitpos);
 
   info = m_store_info[0];
   merged_store_group *merged_store = new merged_store_group (info);
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    fputs ("New store group\n", dump_file);
 
   FOR_EACH_VEC_ELT (m_store_info, i, info)
     {
-      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+      unsigned HOST_WIDE_INT new_bitregion_start, new_bitregion_end;
+
+      if (i <= ignore)
+       goto done;
+
+      /* First try to handle group of stores like:
+        p[0] = data >> 24;
+        p[1] = data >> 16;
+        p[2] = data >> 8;
+        p[3] = data;
+        using the bswap framework.  */
+      if (info->bitpos == merged_store->start + merged_store->width
+         && merged_store->stores.length () == 1
+         && merged_store->stores[0]->ins_stmt != NULL
+         && info->lp_nr == merged_store->lp_nr
+         && info->ins_stmt != NULL)
        {
-         fprintf (dump_file, "Store %u:\nbitsize:" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
-                             " bitpos:" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC " val:\n",
-                  i, info->bitsize, info->bitpos);
-         print_generic_expr (dump_file, gimple_assign_rhs1 (info->stmt));
-         fprintf (dump_file, "\n------------\n");
+         unsigned int try_size;
+         for (try_size = 64; try_size >= 16; try_size >>= 1)
+           if (try_coalesce_bswap (merged_store, i - 1, try_size))
+             break;
+
+         if (try_size >= 16)
+           {
+             ignore = i + merged_store->stores.length () - 1;
+             m_merged_store_groups.safe_push (merged_store);
+             if (ignore < m_store_info.length ())
+               merged_store = new merged_store_group (m_store_info[ignore]);
+             else
+               merged_store = NULL;
+             goto done;
+           }
        }
 
-      if (i == 0)
-       continue;
+      new_bitregion_start
+       = MIN (merged_store->bitregion_start, info->bitregion_start);
+      new_bitregion_end
+       = MAX (merged_store->bitregion_end, info->bitregion_end);
+
+      if (info->order >= merged_store->first_nonmergeable_order
+         || (((new_bitregion_end - new_bitregion_start + 1) / BITS_PER_UNIT)
+             > (unsigned) param_store_merging_max_size))
+       ;
 
       /* |---store 1---|
               |---store 2---|
-       Overlapping stores.  */
-      unsigned HOST_WIDE_INT start = info->bitpos;
-      if (IN_RANGE (start, merged_store->start,
-                   merged_store->start + merged_store->width - 1))
+        Overlapping stores.  */
+      else if (IN_RANGE (info->bitpos, merged_store->start,
+                        merged_store->start + merged_store->width - 1)
+              /* |---store 1---||---store 2---|
+                 Handle also the consecutive INTEGER_CST stores case here,
+                 as we have here the code to deal with overlaps.  */
+              || (info->bitregion_start <= merged_store->bitregion_end
+                  && info->rhs_code == INTEGER_CST
+                  && merged_store->only_constants
+                  && merged_store->can_be_merged_into (info)))
        {
          /* Only allow overlapping stores of constants.  */
          if (info->rhs_code == INTEGER_CST
-             && merged_store->stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST)
+             && merged_store->only_constants
+             && info->lp_nr == merged_store->lp_nr)
            {
-             merged_store->merge_overlapping (info);
-             continue;
+             unsigned int last_order
+               = MAX (merged_store->last_order, info->order);
+             unsigned HOST_WIDE_INT end
+               = MAX (merged_store->start + merged_store->width,
+                      info->bitpos + info->bitsize);
+             if (check_no_overlap (m_store_info, i, true, last_order, end))
+               {
+                 /* check_no_overlap call above made sure there are no
+                    overlapping stores with non-INTEGER_CST rhs_code
+                    in between the first and last of the stores we've
+                    just merged.  If there are any INTEGER_CST rhs_code
+                    stores in between, we need to merge_overlapping them
+                    even if in the sort_by_bitpos order there are other
+                    overlapping stores in between.  Keep those stores as is.
+                    Example:
+                       MEM[(int *)p_28] = 0;
+                       MEM[(char *)p_28 + 3B] = 1;
+                       MEM[(char *)p_28 + 1B] = 2;
+                       MEM[(char *)p_28 + 2B] = MEM[(char *)p_28 + 6B];
+                    We can't merge the zero store with the store of two and
+                    not merge anything else, because the store of one is
+                    in the original order in between those two, but in
+                    store_by_bitpos order it comes after the last store that
+                    we can't merge with them.  We can merge the first 3 stores
+                    and keep the last store as is though.  */
+                 unsigned int len = m_store_info.length ();
+                 unsigned int try_order = last_order;
+                 unsigned int first_nonmergeable_order;
+                 unsigned int k;
+                 bool last_iter = false;
+                 int attempts = 0;
+                 do
+                   {
+                     unsigned int max_order = 0;
+                     unsigned first_nonmergeable_int_order = ~0U;
+                     unsigned HOST_WIDE_INT this_end = end;
+                     k = i;
+                     first_nonmergeable_order = ~0U;
+                     for (unsigned int j = i + 1; j < len; ++j)
+                       {
+                         store_immediate_info *info2 = m_store_info[j];
+                         if (info2->bitpos >= this_end)
+                           break;
+                         if (info2->order < try_order)
+                           {
+                             if (info2->rhs_code != INTEGER_CST
+                                 || info2->lp_nr != merged_store->lp_nr)
+                               {
+                                 /* Normally check_no_overlap makes sure this
+                                    doesn't happen, but if end grows below,
+                                    then we need to process more stores than
+                                    check_no_overlap verified.  Example:
+                                     MEM[(int *)p_5] = 0;
+                                     MEM[(short *)p_5 + 3B] = 1;
+                                     MEM[(char *)p_5 + 4B] = _9;
+                                     MEM[(char *)p_5 + 2B] = 2;  */
+                                 k = 0;
+                                 break;
+                               }
+                             k = j;
+                             this_end = MAX (this_end,
+                                             info2->bitpos + info2->bitsize);
+                           }
+                         else if (info2->rhs_code == INTEGER_CST
+                                  && info2->lp_nr == merged_store->lp_nr
+                                  && !last_iter)
+                           {
+                             max_order = MAX (max_order, info2->order + 1);
+                             first_nonmergeable_int_order
+                               = MIN (first_nonmergeable_int_order,
+                                      info2->order);
+                           }
+                         else
+                           first_nonmergeable_order
+                             = MIN (first_nonmergeable_order, info2->order);
+                       }
+                     if (k == 0)
+                       {
+                         if (last_order == try_order)
+                           break;
+                         /* If this failed, but only because we grew
+                            try_order, retry with the last working one,
+                            so that we merge at least something.  */
+                         try_order = last_order;
+                         last_iter = true;
+                         continue;
+                       }
+                     last_order = try_order;
+                     /* Retry with a larger try_order to see if we could
+                        merge some further INTEGER_CST stores.  */
+                     if (max_order
+                         && (first_nonmergeable_int_order
+                             < first_nonmergeable_order))
+                       {
+                         try_order = MIN (max_order,
+                                          first_nonmergeable_order);
+                         try_order
+                           = MIN (try_order,
+                                  merged_store->first_nonmergeable_order);
+                         if (try_order > last_order && ++attempts < 16)
+                           continue;
+                       }
+                     first_nonmergeable_order
+                       = MIN (first_nonmergeable_order,
+                              first_nonmergeable_int_order);
+                     end = this_end;
+                     break;
+                   }
+                 while (1);
+
+                 if (k != 0)
+                   {
+                     merged_store->merge_overlapping (info);
+
+                     merged_store->first_nonmergeable_order
+                       = MIN (merged_store->first_nonmergeable_order,
+                              first_nonmergeable_order);
+
+                     for (unsigned int j = i + 1; j <= k; j++)
+                       {
+                         store_immediate_info *info2 = m_store_info[j];
+                         gcc_assert (info2->bitpos < end);
+                         if (info2->order < last_order)
+                           {
+                             gcc_assert (info2->rhs_code == INTEGER_CST);
+                             if (info != info2)
+                               merged_store->merge_overlapping (info2);
+                           }
+                         /* Other stores are kept and not merged in any
+                            way.  */
+                       }
+                     ignore = k;
+                     goto done;
+                   }
+               }
            }
        }
       /* |---store 1---||---store 2---|
@@ -1192,7 +2918,7 @@ imm_store_chain_info::coalesce_immediate_stores ()
         Merge it into the current store group.  There can be gaps in between
         the stores, but there can't be gaps in between bitregions.  */
       else if (info->bitregion_start <= merged_store->bitregion_end
-              && info->rhs_code == merged_store->stores[0]->rhs_code)
+              && merged_store->can_be_merged_into (info))
        {
          store_immediate_info *infof = merged_store->stores[0];
 
@@ -1202,18 +2928,48 @@ imm_store_chain_info::coalesce_immediate_stores ()
              && infof->ops[1].base_addr
              && info->ops[0].base_addr
              && info->ops[1].base_addr
-             && (info->ops[1].bitpos - infof->ops[0].bitpos
-                 == info->bitpos - infof->bitpos)
+             && known_eq (info->ops[1].bitpos - infof->ops[0].bitpos,
+                          info->bitpos - infof->bitpos)
              && operand_equal_p (info->ops[1].base_addr,
                                  infof->ops[0].base_addr, 0))
-           std::swap (info->ops[0], info->ops[1]);
-         if ((!infof->ops[0].base_addr
-              || compatible_load_p (merged_store, info, base_addr, 0))
-             && (!infof->ops[1].base_addr
-                 || compatible_load_p (merged_store, info, base_addr, 1)))
            {
-             merged_store->merge_into (info);
-             continue;
+             std::swap (info->ops[0], info->ops[1]);
+             info->ops_swapped_p = true;
+           }
+         if (check_no_overlap (m_store_info, i, false,
+                               MAX (merged_store->last_order, info->order),
+                               MAX (merged_store->start + merged_store->width,
+                                    info->bitpos + info->bitsize)))
+           {
+             /* Turn MEM_REF into BIT_INSERT_EXPR for bit-field stores.  */
+             if (info->rhs_code == MEM_REF && infof->rhs_code != MEM_REF)
+               {
+                 info->rhs_code = BIT_INSERT_EXPR;
+                 info->ops[0].val = gimple_assign_rhs1 (info->stmt);
+                 info->ops[0].base_addr = NULL_TREE;
+               }
+             else if (infof->rhs_code == MEM_REF && info->rhs_code != MEM_REF)
+               {
+                 store_immediate_info *infoj;
+                 unsigned int j;
+                 FOR_EACH_VEC_ELT (merged_store->stores, j, infoj)
+                   {
+                     infoj->rhs_code = BIT_INSERT_EXPR;
+                     infoj->ops[0].val = gimple_assign_rhs1 (infoj->stmt);
+                     infoj->ops[0].base_addr = NULL_TREE;
+                   }
+                 merged_store->bit_insertion = true;
+               }
+             if ((infof->ops[0].base_addr
+                  ? compatible_load_p (merged_store, info, base_addr, 0)
+                  : !info->ops[0].base_addr)
+                 && (infof->ops[1].base_addr
+                     ? compatible_load_p (merged_store, info, base_addr, 1)
+                     : !info->ops[1].base_addr))
+               {
+                 merged_store->merge_into (info);
+                 goto done;
+               }
            }
        }
 
@@ -1223,28 +2979,43 @@ imm_store_chain_info::coalesce_immediate_stores ()
       /* Try to apply all the stores recorded for the group to determine
         the bitpattern they write and discard it if that fails.
         This will also reject single-store groups.  */
-      if (!merged_store->apply_stores ())
-       delete merged_store;
-      else
+      if (merged_store->apply_stores ())
        m_merged_store_groups.safe_push (merged_store);
+      else
+       delete merged_store;
 
       merged_store = new merged_store_group (info);
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       fputs ("New store group\n", dump_file);
+
+    done:
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       {
+         fprintf (dump_file, "Store %u:\nbitsize:" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC
+                             " bitpos:" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC " val:",
+                  i, info->bitsize, info->bitpos);
+         print_generic_expr (dump_file, gimple_assign_rhs1 (info->stmt));
+         fputc ('\n', dump_file);
+       }
     }
 
   /* Record or discard the last store group.  */
-  if (!merged_store->apply_stores ())
-    delete merged_store;
-  else
-    m_merged_store_groups.safe_push (merged_store);
+  if (merged_store)
+    {
+      if (merged_store->apply_stores ())
+       m_merged_store_groups.safe_push (merged_store);
+      else
+       delete merged_store;
+    }
 
   gcc_assert (m_merged_store_groups.length () <= m_store_info.length ());
+
   bool success
     = !m_merged_store_groups.is_empty ()
       && m_merged_store_groups.length () < m_store_info.length ();
 
   if (success && dump_file)
-    fprintf (dump_file, "Coalescing successful!\n"
-                       "Merged into %u stores\n",
+    fprintf (dump_file, "Coalescing successful!\nMerged into %u stores\n",
             m_merged_store_groups.length ());
 
   return success;
@@ -1315,8 +3086,9 @@ get_location_for_stmts (vec<gimple *> &stmts)
 /* Used to decribe a store resulting from splitting a wide store in smaller
    regularly-sized stores in split_group.  */
 
-struct split_store
+class split_store
 {
+public:
   unsigned HOST_WIDE_INT bytepos;
   unsigned HOST_WIDE_INT size;
   unsigned HOST_WIDE_INT align;
@@ -1340,10 +3112,11 @@ split_store::split_store (unsigned HOST_WIDE_INT bp,
 /* Record all stores in GROUP that write to the region starting at BITPOS and
    is of size BITSIZE.  Record infos for such statements in STORES if
    non-NULL.  The stores in GROUP must be sorted by bitposition.  Return INFO
-   if there is exactly one original store in the range.  */
+   if there is exactly one original store in the range (in that case ignore
+   clobber stmts, unless there are only clobber stmts).  */
 
 static store_immediate_info *
-find_constituent_stores (struct merged_store_group *group,
+find_constituent_stores (class merged_store_group *group,
                         vec<store_immediate_info *> *stores,
                         unsigned int *first,
                         unsigned HOST_WIDE_INT bitpos,
@@ -1376,16 +3149,24 @@ find_constituent_stores (struct merged_store_group *group,
       if (stmt_start >= end)
        return ret;
 
+      if (gimple_clobber_p (info->stmt))
+       {
+         if (stores)
+           stores->safe_push (info);
+         if (ret == NULL)
+           ret = info;
+         continue;
+       }
       if (stores)
        {
          stores->safe_push (info);
-         if (ret)
+         if (ret && !gimple_clobber_p (ret->stmt))
            {
              ret = NULL;
              second = true;
            }
        }
-      else if (ret)
+      else if (ret && !gimple_clobber_p (ret->stmt))
        return NULL;
       if (!second)
        ret = info;
@@ -1393,6 +3174,82 @@ find_constituent_stores (struct merged_store_group *group,
   return ret;
 }
 
+/* Return how many SSA_NAMEs used to compute value to store in the INFO
+   store have multiple uses.  If any SSA_NAME has multiple uses, also
+   count statements needed to compute it.  */
+
+static unsigned
+count_multiple_uses (store_immediate_info *info)
+{
+  gimple *stmt = info->stmt;
+  unsigned ret = 0;
+  switch (info->rhs_code)
+    {
+    case INTEGER_CST:
+    case STRING_CST:
+      return 0;
+    case BIT_AND_EXPR:
+    case BIT_IOR_EXPR:
+    case BIT_XOR_EXPR:
+      if (info->bit_not_p)
+       {
+         if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+           ret = 1; /* Fall through below to return
+                       the BIT_NOT_EXPR stmt and then
+                       BIT_{AND,IOR,XOR}_EXPR and anything it
+                       uses.  */
+         else
+           /* stmt is after this the BIT_NOT_EXPR.  */
+           stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmt));
+       }
+      if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+       {
+         ret += 1 + info->ops[0].bit_not_p;
+         if (info->ops[1].base_addr)
+           ret += 1 + info->ops[1].bit_not_p;
+         return ret + 1;
+       }
+      stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmt));
+      /* stmt is now the BIT_*_EXPR.  */
+      if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+       ret += 1 + info->ops[info->ops_swapped_p].bit_not_p;
+      else if (info->ops[info->ops_swapped_p].bit_not_p)
+       {
+         gimple *stmt2 = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmt));
+         if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt2)))
+           ++ret;
+       }
+      if (info->ops[1].base_addr == NULL_TREE)
+       {
+         gcc_checking_assert (!info->ops_swapped_p);
+         return ret;
+       }
+      if (!has_single_use (gimple_assign_rhs2 (stmt)))
+       ret += 1 + info->ops[1 - info->ops_swapped_p].bit_not_p;
+      else if (info->ops[1 - info->ops_swapped_p].bit_not_p)
+       {
+         gimple *stmt2 = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs2 (stmt));
+         if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt2)))
+           ++ret;
+       }
+      return ret;
+    case MEM_REF:
+      if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+       return 1 + info->ops[0].bit_not_p;
+      else if (info->ops[0].bit_not_p)
+       {
+         stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmt));
+         if (!has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
+           return 1;
+       }
+      return 0;
+    case BIT_INSERT_EXPR:
+      return has_single_use (gimple_assign_rhs1 (stmt)) ? 0 : 1;
+    default:
+      gcc_unreachable ();
+    }
+}
+
 /* Split a merged store described by GROUP by populating the SPLIT_STORES
    vector (if non-NULL) with split_store structs describing the byte offset
    (from the base), the bit size and alignment of each store as well as the
@@ -1402,13 +3259,18 @@ find_constituent_stores (struct merged_store_group *group,
    Return number of new stores.
    If ALLOW_UNALIGNED_STORE is false, then all stores must be aligned.
    If ALLOW_UNALIGNED_LOAD is false, then all loads must be aligned.
+   BZERO_FIRST may be true only when the first store covers the whole group
+   and clears it; if BZERO_FIRST is true, keep that first store in the set
+   unmodified and emit further stores for the overrides only.
    If SPLIT_STORES is NULL, it is just a dry run to count number of
    new stores.  */
 
 static unsigned int
 split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
-            bool allow_unaligned_load,
-            vec<struct split_store *> *split_stores)
+            bool allow_unaligned_load, bool bzero_first,
+            vec<split_store *> *split_stores,
+            unsigned *total_orig,
+            unsigned *total_new)
 {
   unsigned HOST_WIDE_INT pos = group->bitregion_start;
   unsigned HOST_WIDE_INT size = group->bitregion_end - pos;
@@ -1416,22 +3278,110 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
   unsigned HOST_WIDE_INT group_align = group->align;
   unsigned HOST_WIDE_INT align_base = group->align_base;
   unsigned HOST_WIDE_INT group_load_align = group_align;
+  bool any_orig = false;
 
   gcc_assert ((size % BITS_PER_UNIT == 0) && (pos % BITS_PER_UNIT == 0));
 
+  /* For bswap framework using sets of stores, all the checking has been done
+     earlier in try_coalesce_bswap and the result always needs to be emitted
+     as a single store.  Likewise for string concatenation,  */
+  if (group->stores[0]->rhs_code == LROTATE_EXPR
+      || group->stores[0]->rhs_code == NOP_EXPR
+      || group->string_concatenation)
+    {
+      gcc_assert (!bzero_first);
+      if (total_orig)
+       {
+         /* Avoid the old/new stmt count heuristics.  It should be
+            always beneficial.  */
+         total_new[0] = 1;
+         total_orig[0] = 2;
+       }
+
+      if (split_stores)
+       {
+         unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos
+           = (group->start - align_base) & (group_align - 1);
+         unsigned HOST_WIDE_INT align = group_align;
+         if (align_bitpos)
+           align = least_bit_hwi (align_bitpos);
+         bytepos = group->start / BITS_PER_UNIT;
+         split_store *store
+           = new split_store (bytepos, group->width, align);
+         unsigned int first = 0;
+         find_constituent_stores (group, &store->orig_stores,
+                                  &first, group->start, group->width);
+         split_stores->safe_push (store);
+       }
+
+      return 1;
+    }
+
   unsigned int ret = 0, first = 0;
   unsigned HOST_WIDE_INT try_pos = bytepos;
-  group->stores.qsort (sort_by_bitpos);
+
+  if (total_orig)
+    {
+      unsigned int i;
+      store_immediate_info *info = group->stores[0];
+
+      total_new[0] = 0;
+      total_orig[0] = 1; /* The orig store.  */
+      info = group->stores[0];
+      if (info->ops[0].base_addr)
+       total_orig[0]++;
+      if (info->ops[1].base_addr)
+       total_orig[0]++;
+      switch (info->rhs_code)
+       {
+       case BIT_AND_EXPR:
+       case BIT_IOR_EXPR:
+       case BIT_XOR_EXPR:
+         total_orig[0]++; /* The orig BIT_*_EXPR stmt.  */
+         break;
+       default:
+         break;
+       }
+      total_orig[0] *= group->stores.length ();
+
+      FOR_EACH_VEC_ELT (group->stores, i, info)
+       {
+         total_new[0] += count_multiple_uses (info);
+         total_orig[0] += (info->bit_not_p
+                           + info->ops[0].bit_not_p
+                           + info->ops[1].bit_not_p);
+       }
+    }
 
   if (!allow_unaligned_load)
     for (int i = 0; i < 2; ++i)
       if (group->load_align[i])
        group_load_align = MIN (group_load_align, group->load_align[i]);
 
+  if (bzero_first)
+    {
+      store_immediate_info *gstore;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (group->stores, first, gstore)
+       if (!gimple_clobber_p (gstore->stmt))
+         break;
+      ++first;
+      ret = 1;
+      if (split_stores)
+       {
+         split_store *store
+           = new split_store (bytepos, gstore->bitsize, align_base);
+         store->orig_stores.safe_push (gstore);
+         store->orig = true;
+         any_orig = true;
+         split_stores->safe_push (store);
+       }
+    }
+
   while (size > 0)
     {
       if ((allow_unaligned_store || group_align <= BITS_PER_UNIT)
-         && group->mask[try_pos - bytepos] == (unsigned char) ~0U)
+         && (group->mask[try_pos - bytepos] == (unsigned char) ~0U
+             || (bzero_first && group->val[try_pos - bytepos] == 0)))
        {
          /* Skip padding bytes.  */
          ++try_pos;
@@ -1444,6 +3394,7 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
       unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos
        = (try_bitpos - align_base) & (group_align - 1);
       unsigned HOST_WIDE_INT align = group_align;
+      bool found_orig = false;
       if (align_bitpos)
        align = least_bit_hwi (align_bitpos);
       if (!allow_unaligned_store)
@@ -1460,11 +3411,12 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
          for (int i = 0; i < 2; ++i)
            if (group->load_align[i])
              {
-               align_bitpos = try_bitpos - group->stores[0]->bitpos;
-               align_bitpos += group->stores[0]->ops[i].bitpos;
-               align_bitpos -= group->load_align_base[i];
-               align_bitpos &= (group_load_align - 1);
-               if (align_bitpos)
+               align_bitpos
+                 = known_alignment (try_bitpos
+                                    - group->stores[0]->bitpos
+                                    + group->stores[0]->ops[i].bitpos
+                                    - group->load_align_base[i]);
+               if (align_bitpos & (group_load_align - 1))
                  {
                    unsigned HOST_WIDE_INT a = least_bit_hwi (align_bitpos);
                    load_align = MIN (load_align, a);
@@ -1474,7 +3426,7 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
        }
       store_immediate_info *info
        = find_constituent_stores (group, NULL, &first, try_bitpos, try_size);
-      if (info)
+      if (info && !gimple_clobber_p (info->stmt))
        {
          /* If there is just one original statement for the range, see if
             we can just reuse the original store which could be even larger
@@ -1485,8 +3437,30 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
                                          stmt_end - try_bitpos);
          if (info && info->bitpos >= try_bitpos)
            {
-             try_size = stmt_end - try_bitpos;
-             goto found;
+             store_immediate_info *info2 = NULL;
+             unsigned int first_copy = first;
+             if (info->bitpos > try_bitpos
+                 && stmt_end - try_bitpos <= try_size)
+               {
+                 info2 = find_constituent_stores (group, NULL, &first_copy,
+                                                  try_bitpos,
+                                                  info->bitpos - try_bitpos);
+                 gcc_assert (info2 == NULL || gimple_clobber_p (info2->stmt));
+               }
+             if (info2 == NULL && stmt_end - try_bitpos < try_size)
+               {
+                 info2 = find_constituent_stores (group, NULL, &first_copy,
+                                                  stmt_end,
+                                                  (try_bitpos + try_size)
+                                                  - stmt_end);
+                 gcc_assert (info2 == NULL || gimple_clobber_p (info2->stmt));
+               }
+             if (info2 == NULL)
+               {
+                 try_size = stmt_end - try_bitpos;
+                 found_orig = true;
+                 goto found;
+               }
            }
        }
 
@@ -1497,9 +3471,11 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
       /* Now look for whole padding bytes at the end of that bitsize.  */
       for (nonmasked = try_size / BITS_PER_UNIT; nonmasked > 0; --nonmasked)
        if (group->mask[try_pos - bytepos + nonmasked - 1]
-           != (unsigned char) ~0U)
+           != (unsigned char) ~0U
+           && (!bzero_first
+               || group->val[try_pos - bytepos + nonmasked - 1] != 0))
          break;
-      if (nonmasked == 0)
+      if (nonmasked == 0 || (info && gimple_clobber_p (info->stmt)))
        {
          /* If entire try_size range is padding, skip it.  */
          try_pos += try_size / BITS_PER_UNIT;
@@ -1516,7 +3492,9 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
          /* Now look for whole padding bytes at the start of that bitsize.  */
          unsigned int try_bytesize = try_size / BITS_PER_UNIT, masked;
          for (masked = 0; masked < try_bytesize; ++masked)
-           if (group->mask[try_pos - bytepos + masked] != (unsigned char) ~0U)
+           if (group->mask[try_pos - bytepos + masked] != (unsigned char) ~0U
+               && (!bzero_first
+                   || group->val[try_pos - bytepos + masked] != 0))
              break;
          masked *= BITS_PER_UNIT;
          gcc_assert (masked < try_size);
@@ -1540,14 +3518,23 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
 
       if (split_stores)
        {
-         struct split_store *store
+         split_store *store
            = new split_store (try_pos, try_size, align);
          info = find_constituent_stores (group, &store->orig_stores,
                                          &first, try_bitpos, try_size);
          if (info
+             && !gimple_clobber_p (info->stmt)
              && info->bitpos >= try_bitpos
-             && info->bitpos + info->bitsize <= try_bitpos + try_size)
-           store->orig = true;
+             && info->bitpos + info->bitsize <= try_bitpos + try_size
+             && (store->orig_stores.length () == 1
+                 || found_orig
+                 || (info->bitpos == try_bitpos
+                     && (info->bitpos + info->bitsize
+                         == try_bitpos + try_size))))
+           {
+             store->orig = true;
+             any_orig = true;
+           }
          split_stores->safe_push (store);
        }
 
@@ -1555,9 +3542,156 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
       size -= try_size;
     }
 
+  if (total_orig)
+    {
+      unsigned int i;
+      split_store *store;
+      /* If we are reusing some original stores and any of the
+        original SSA_NAMEs had multiple uses, we need to subtract
+        those now before we add the new ones.  */
+      if (total_new[0] && any_orig)
+       {
+         FOR_EACH_VEC_ELT (*split_stores, i, store)
+           if (store->orig)
+             total_new[0] -= count_multiple_uses (store->orig_stores[0]);
+       }
+      total_new[0] += ret; /* The new store.  */
+      store_immediate_info *info = group->stores[0];
+      if (info->ops[0].base_addr)
+       total_new[0] += ret;
+      if (info->ops[1].base_addr)
+       total_new[0] += ret;
+      switch (info->rhs_code)
+       {
+       case BIT_AND_EXPR:
+       case BIT_IOR_EXPR:
+       case BIT_XOR_EXPR:
+         total_new[0] += ret; /* The new BIT_*_EXPR stmt.  */
+         break;
+       default:
+         break;
+       }
+      FOR_EACH_VEC_ELT (*split_stores, i, store)
+       {
+         unsigned int j;
+         bool bit_not_p[3] = { false, false, false };
+         /* If all orig_stores have certain bit_not_p set, then
+            we'd use a BIT_NOT_EXPR stmt and need to account for it.
+            If some orig_stores have certain bit_not_p set, then
+            we'd use a BIT_XOR_EXPR with a mask and need to account for
+            it.  */
+         FOR_EACH_VEC_ELT (store->orig_stores, j, info)
+           {
+             if (info->ops[0].bit_not_p)
+               bit_not_p[0] = true;
+             if (info->ops[1].bit_not_p)
+               bit_not_p[1] = true;
+             if (info->bit_not_p)
+               bit_not_p[2] = true;
+           }
+         total_new[0] += bit_not_p[0] + bit_not_p[1] + bit_not_p[2];
+       }
+
+    }
+
   return ret;
 }
 
+/* Return the operation through which the operand IDX (if < 2) or
+   result (IDX == 2) should be inverted.  If NOP_EXPR, no inversion
+   is done, if BIT_NOT_EXPR, all bits are inverted, if BIT_XOR_EXPR,
+   the bits should be xored with mask.  */
+
+static enum tree_code
+invert_op (split_store *split_store, int idx, tree int_type, tree &mask)
+{
+  unsigned int i;
+  store_immediate_info *info;
+  unsigned int cnt = 0;
+  bool any_paddings = false;
+  FOR_EACH_VEC_ELT (split_store->orig_stores, i, info)
+    {
+      bool bit_not_p = idx < 2 ? info->ops[idx].bit_not_p : info->bit_not_p;
+      if (bit_not_p)
+       {
+         ++cnt;
+         tree lhs = gimple_assign_lhs (info->stmt);
+         if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
+             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (lhs)) < info->bitsize)
+           any_paddings = true;
+       }
+    }
+  mask = NULL_TREE;
+  if (cnt == 0)
+    return NOP_EXPR;
+  if (cnt == split_store->orig_stores.length () && !any_paddings)
+    return BIT_NOT_EXPR;
+
+  unsigned HOST_WIDE_INT try_bitpos = split_store->bytepos * BITS_PER_UNIT;
+  unsigned buf_size = split_store->size / BITS_PER_UNIT;
+  unsigned char *buf
+    = XALLOCAVEC (unsigned char, buf_size);
+  memset (buf, ~0U, buf_size);
+  FOR_EACH_VEC_ELT (split_store->orig_stores, i, info)
+    {
+      bool bit_not_p = idx < 2 ? info->ops[idx].bit_not_p : info->bit_not_p;
+      if (!bit_not_p)
+       continue;
+      /* Clear regions with bit_not_p and invert afterwards, rather than
+        clear regions with !bit_not_p, so that gaps in between stores aren't
+        set in the mask.  */
+      unsigned HOST_WIDE_INT bitsize = info->bitsize;
+      unsigned HOST_WIDE_INT prec = bitsize;
+      unsigned int pos_in_buffer = 0;
+      if (any_paddings)
+       {
+         tree lhs = gimple_assign_lhs (info->stmt);
+         if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
+             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (lhs)) < bitsize)
+           prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (lhs));
+       }
+      if (info->bitpos < try_bitpos)
+       {
+         gcc_assert (info->bitpos + bitsize > try_bitpos);
+         if (!BYTES_BIG_ENDIAN)
+           {
+             if (prec <= try_bitpos - info->bitpos)
+               continue;
+             prec -= try_bitpos - info->bitpos;
+           }
+         bitsize -= try_bitpos - info->bitpos;
+         if (BYTES_BIG_ENDIAN && prec > bitsize)
+           prec = bitsize;
+       }
+      else
+       pos_in_buffer = info->bitpos - try_bitpos;
+      if (prec < bitsize)
+       {
+         /* If this is a bool inversion, invert just the least significant
+            prec bits rather than all bits of it.  */
+         if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+           {
+             pos_in_buffer += bitsize - prec;
+             if (pos_in_buffer >= split_store->size)
+               continue;
+           }
+         bitsize = prec;
+       }
+      if (pos_in_buffer + bitsize > split_store->size)
+       bitsize = split_store->size - pos_in_buffer;
+      unsigned char *p = buf + (pos_in_buffer / BITS_PER_UNIT);
+      if (BYTES_BIG_ENDIAN)
+       clear_bit_region_be (p, (BITS_PER_UNIT - 1
+                                - (pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT)), bitsize);
+      else
+       clear_bit_region (p, pos_in_buffer % BITS_PER_UNIT, bitsize);
+    }
+  for (unsigned int i = 0; i < buf_size; ++i)
+    buf[i] = ~buf[i];
+  mask = native_interpret_expr (int_type, buf, buf_size);
+  return BIT_XOR_EXPR;
+}
+
 /* Given a merged store group GROUP output the widened version of it.
    The store chain is against the base object BASE.
    Try store sizes of at most MAX_STORE_BITSIZE bits wide and don't output
@@ -1569,43 +3703,157 @@ split_group (merged_store_group *group, bool allow_unaligned_store,
 bool
 imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
 {
-  unsigned HOST_WIDE_INT start_byte_pos
+  const unsigned HOST_WIDE_INT start_byte_pos
     = group->bitregion_start / BITS_PER_UNIT;
-
   unsigned int orig_num_stmts = group->stores.length ();
   if (orig_num_stmts < 2)
     return false;
 
-  auto_vec<struct split_store *, 32> split_stores;
-  split_stores.create (0);
   bool allow_unaligned_store
-    = !STRICT_ALIGNMENT && PARAM_VALUE (PARAM_STORE_MERGING_ALLOW_UNALIGNED);
+    = !STRICT_ALIGNMENT && param_store_merging_allow_unaligned;
   bool allow_unaligned_load = allow_unaligned_store;
-  if (allow_unaligned_store)
+  bool bzero_first = false;
+  store_immediate_info *store;
+  unsigned int num_clobber_stmts = 0;
+  if (group->stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST)
+    {
+      unsigned int i;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (group->stores, i, store)
+       if (gimple_clobber_p (store->stmt))
+         num_clobber_stmts++;
+       else if (TREE_CODE (gimple_assign_rhs1 (store->stmt)) == CONSTRUCTOR
+                && CONSTRUCTOR_NELTS (gimple_assign_rhs1 (store->stmt)) == 0
+                && group->start == store->bitpos
+                && group->width == store->bitsize
+                && (group->start % BITS_PER_UNIT) == 0
+                && (group->width % BITS_PER_UNIT) == 0)
+         {
+           bzero_first = true;
+           break;
+         }
+       else
+         break;
+      FOR_EACH_VEC_ELT_FROM (group->stores, i, store, i)
+       if (gimple_clobber_p (store->stmt))
+         num_clobber_stmts++;
+      if (num_clobber_stmts == orig_num_stmts)
+       return false;
+      orig_num_stmts -= num_clobber_stmts;
+    }
+  if (allow_unaligned_store || bzero_first)
     {
       /* If unaligned stores are allowed, see how many stores we'd emit
         for unaligned and how many stores we'd emit for aligned stores.
-        Only use unaligned stores if it allows fewer stores than aligned.  */
-      unsigned aligned_cnt
-       = split_group (group, false, allow_unaligned_load, NULL);
-      unsigned unaligned_cnt
-       = split_group (group, true, allow_unaligned_load, NULL);
-      if (aligned_cnt <= unaligned_cnt)
+        Only use unaligned stores if it allows fewer stores than aligned.
+        Similarly, if there is a whole region clear first, prefer expanding
+        it together compared to expanding clear first followed by merged
+        further stores.  */
+      unsigned cnt[4] = { ~0, ~0, ~0, ~0 };
+      int pass_min = 0;
+      for (int pass = 0; pass < 4; ++pass)
+       {
+         if (!allow_unaligned_store && (pass & 1) != 0)
+           continue;
+         if (!bzero_first && (pass & 2) != 0)
+           continue;
+         cnt[pass] = split_group (group, (pass & 1) != 0,
+                                  allow_unaligned_load, (pass & 2) != 0,
+                                  NULL, NULL, NULL);
+         if (cnt[pass] < cnt[pass_min])
+           pass_min = pass;
+       }
+      if ((pass_min & 1) == 0)
        allow_unaligned_store = false;
+      if ((pass_min & 2) == 0)
+       bzero_first = false;
+    }
+
+  auto_vec<class split_store *, 32> split_stores;
+  split_store *split_store;
+  unsigned total_orig, total_new, i;
+  split_group (group, allow_unaligned_store, allow_unaligned_load, bzero_first,
+              &split_stores, &total_orig, &total_new);
+
+  /* Determine if there is a clobber covering the whole group at the start,
+     followed by proposed split stores that cover the whole group.  In that
+     case, prefer the transformation even if
+     split_stores.length () == orig_num_stmts.  */
+  bool clobber_first = false;
+  if (num_clobber_stmts
+      && gimple_clobber_p (group->stores[0]->stmt)
+      && group->start == group->stores[0]->bitpos
+      && group->width == group->stores[0]->bitsize
+      && (group->start % BITS_PER_UNIT) == 0
+      && (group->width % BITS_PER_UNIT) == 0)
+    {
+      clobber_first = true;
+      unsigned HOST_WIDE_INT pos = group->start / BITS_PER_UNIT;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)      
+       if (split_store->bytepos != pos)
+         {
+           clobber_first = false;
+           break;
+         }
+       else
+         pos += split_store->size / BITS_PER_UNIT;
+      if (pos != (group->start + group->width) / BITS_PER_UNIT)
+       clobber_first = false;
     }
-  split_group (group, allow_unaligned_store, allow_unaligned_load,
-              &split_stores);
 
-  if (split_stores.length () >= orig_num_stmts)
+  if (split_stores.length () >= orig_num_stmts + clobber_first)
     {
+
       /* We didn't manage to reduce the number of statements.  Bail out.  */
       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       fprintf (dump_file, "Exceeded original number of stmts (%u)."
+                           "  Not profitable to emit new sequence.\n",
+                orig_num_stmts);
+      FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)
+       delete split_store;
+      return false;
+    }
+  if (total_orig <= total_new)
+    {
+      /* If number of estimated new statements is above estimated original
+        statements, bail out too.  */
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       fprintf (dump_file, "Estimated number of original stmts (%u)"
+                           " not larger than estimated number of new"
+                           " stmts (%u).\n",
+                total_orig, total_new);
+      FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)
+       delete split_store;
+      return false;
+    }
+  if (group->stores[0]->rhs_code == INTEGER_CST)
+    {
+      bool all_orig = true;
+      FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)
+       if (!split_store->orig)
+         {
+           all_orig = false;
+           break;
+         }
+      if (all_orig)
        {
-         fprintf (dump_file, "Exceeded original number of stmts (%u)."
-                             "  Not profitable to emit new sequence.\n",
-                  orig_num_stmts);
+         unsigned int cnt = split_stores.length ();
+         store_immediate_info *store;
+         FOR_EACH_VEC_ELT (group->stores, i, store)
+           if (gimple_clobber_p (store->stmt))
+             ++cnt;
+         /* Punt if we wouldn't make any real changes, i.e. keep all
+            orig stmts + all clobbers.  */
+         if (cnt == group->stores.length ())
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "Exceeded original number of stmts (%u)."
+                                   "  Not profitable to emit new sequence.\n",
+                        orig_num_stmts);
+             FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)
+               delete split_store;
+             return false;
+           }
        }
-      return false;
     }
 
   gimple_stmt_iterator last_gsi = gsi_for_stmt (group->last_stmt);
@@ -1613,13 +3861,74 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
   tree last_vdef, new_vuse;
   last_vdef = gimple_vdef (group->last_stmt);
   new_vuse = gimple_vuse (group->last_stmt);
+  tree bswap_res = NULL_TREE;
+
+  /* Clobbers are not removed.  */
+  if (gimple_clobber_p (group->last_stmt))
+    {
+      new_vuse = make_ssa_name (gimple_vop (cfun), group->last_stmt);
+      gimple_set_vdef (group->last_stmt, new_vuse);
+    }
+
+  if (group->stores[0]->rhs_code == LROTATE_EXPR
+      || group->stores[0]->rhs_code == NOP_EXPR)
+    {
+      tree fndecl = NULL_TREE, bswap_type = NULL_TREE, load_type;
+      gimple *ins_stmt = group->stores[0]->ins_stmt;
+      struct symbolic_number *n = &group->stores[0]->n;
+      bool bswap = group->stores[0]->rhs_code == LROTATE_EXPR;
+
+      switch (n->range)
+       {
+       case 16:
+         load_type = bswap_type = uint16_type_node;
+         break;
+       case 32:
+         load_type = uint32_type_node;
+         if (bswap)
+           {
+             fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP32);
+             bswap_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+           }
+         break;
+       case 64:
+         load_type = uint64_type_node;
+         if (bswap)
+           {
+             fndecl = builtin_decl_explicit (BUILT_IN_BSWAP64);
+             bswap_type = TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fndecl)));
+           }
+         break;
+       default:
+         gcc_unreachable ();
+       }
+
+      /* If the loads have each vuse of the corresponding store,
+        we've checked the aliasing already in try_coalesce_bswap and
+        we want to sink the need load into seq.  So need to use new_vuse
+        on the load.  */
+      if (n->base_addr)
+       {
+         if (n->vuse == NULL)
+           {
+             n->vuse = new_vuse;
+             ins_stmt = NULL;
+           }
+         else
+           /* Update vuse in case it has changed by output_merged_stores.  */
+           n->vuse = gimple_vuse (ins_stmt);
+       }
+      bswap_res = bswap_replace (gsi_start (seq), ins_stmt, fndecl,
+                                bswap_type, load_type, n, bswap);
+      gcc_assert (bswap_res);
+    }
 
   gimple *stmt = NULL;
-  split_store *split_store;
-  unsigned int i;
   auto_vec<gimple *, 32> orig_stmts;
-  tree addr = force_gimple_operand_1 (unshare_expr (base_addr), &seq,
+  gimple_seq this_seq;
+  tree addr = force_gimple_operand_1 (unshare_expr (base_addr), &this_seq,
                                      is_gimple_mem_ref_addr, NULL_TREE);
+  gimple_seq_add_seq_without_update (&seq, this_seq);
 
   tree load_addr[2] = { NULL_TREE, NULL_TREE };
   gimple_seq load_seq[2] = { NULL, NULL };
@@ -1633,7 +3942,30 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
       store_immediate_info *infol = group->stores.last ();
       if (gimple_vuse (op.stmt) == gimple_vuse (infol->ops[j].stmt))
        {
-         load_gsi[j] = gsi_for_stmt (op.stmt);
+         /* We can't pick the location randomly; while we've verified
+            all the loads have the same vuse, they can be still in different
+            basic blocks and we need to pick the one from the last bb:
+            int x = q[0];
+            if (x == N) return;
+            int y = q[1];
+            p[0] = x;
+            p[1] = y;
+            otherwise if we put the wider load at the q[0] load, we might
+            segfault if q[1] is not mapped.  */
+         basic_block bb = gimple_bb (op.stmt);
+         gimple *ostmt = op.stmt;
+         store_immediate_info *info;
+         FOR_EACH_VEC_ELT (group->stores, i, info)
+           {
+             gimple *tstmt = info->ops[j].stmt;
+             basic_block tbb = gimple_bb (tstmt);
+             if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, tbb, bb))
+               {
+                 ostmt = tstmt;
+                 bb = tbb;
+               }
+           }
+         load_gsi[j] = gsi_for_stmt (ostmt);
          load_addr[j]
            = force_gimple_operand_1 (unshare_expr (op.base_addr),
                                      &load_seq[j], is_gimple_mem_ref_addr,
@@ -1643,7 +3975,6 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
        load_addr[j] = addr;
       else
        {
-         gimple_seq this_seq;
          load_addr[j]
            = force_gimple_operand_1 (unshare_expr (op.base_addr),
                                      &this_seq, is_gimple_mem_ref_addr,
@@ -1654,16 +3985,27 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
 
   FOR_EACH_VEC_ELT (split_stores, i, split_store)
     {
-      unsigned HOST_WIDE_INT try_size = split_store->size;
-      unsigned HOST_WIDE_INT try_pos = split_store->bytepos;
-      unsigned HOST_WIDE_INT align = split_store->align;
+      const unsigned HOST_WIDE_INT try_size = split_store->size;
+      const unsigned HOST_WIDE_INT try_pos = split_store->bytepos;
+      const unsigned HOST_WIDE_INT try_bitpos = try_pos * BITS_PER_UNIT;
+      const unsigned HOST_WIDE_INT try_align = split_store->align;
+      const unsigned HOST_WIDE_INT try_offset = try_pos - start_byte_pos;
       tree dest, src;
       location_t loc;
+
       if (split_store->orig)
        {
-         /* If there is just a single constituent store which covers
-            the whole area, just reuse the lhs and rhs.  */
-         gimple *orig_stmt = split_store->orig_stores[0]->stmt;
+         /* If there is just a single non-clobber constituent store
+            which covers the whole area, just reuse the lhs and rhs.  */
+         gimple *orig_stmt = NULL;
+         store_immediate_info *store;
+         unsigned int j;
+         FOR_EACH_VEC_ELT (split_store->orig_stores, j, store)
+           if (!gimple_clobber_p (store->stmt))
+             {
+               orig_stmt = store->stmt;
+               break;
+             }
          dest = gimple_assign_lhs (orig_stmt);
          src = gimple_assign_rhs1 (orig_stmt);
          loc = gimple_location (orig_stmt);
@@ -1677,12 +4019,20 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
            orig_stmts.safe_push (info->stmt);
          tree offset_type
            = get_alias_type_for_stmts (orig_stmts, false, &clique, &base);
+         tree dest_type;
          loc = get_location_for_stmts (orig_stmts);
          orig_stmts.truncate (0);
 
-         tree int_type = build_nonstandard_integer_type (try_size, UNSIGNED);
-         int_type = build_aligned_type (int_type, align);
-         dest = fold_build2 (MEM_REF, int_type, addr,
+         if (group->string_concatenation)
+           dest_type
+             = build_array_type_nelts (char_type_node,
+                                       try_size / BITS_PER_UNIT);
+         else
+           {
+             dest_type = build_nonstandard_integer_type (try_size, UNSIGNED);
+             dest_type = build_aligned_type (dest_type, try_align);
+           }
+         dest = fold_build2 (MEM_REF, dest_type, addr,
                              build_int_cst (offset_type, try_pos));
          if (TREE_CODE (dest) == MEM_REF)
            {
@@ -1690,10 +4040,13 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
              MR_DEPENDENCE_BASE (dest) = base;
            }
 
-         tree mask
-           = native_interpret_expr (int_type,
-                                    group->mask + try_pos - start_byte_pos,
-                                    group->buf_size);
+         tree mask;
+         if (bswap_res || group->string_concatenation)
+           mask = integer_zero_node;
+         else
+           mask = native_interpret_expr (dest_type,
+                                         group->mask + try_offset,
+                                         group->buf_size);
 
          tree ops[2];
          for (int j = 0;
@@ -1701,7 +4054,15 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
               ++j)
            {
              store_operand_info &op = split_store->orig_stores[0]->ops[j];
-             if (op.base_addr)
+             if (bswap_res)
+               ops[j] = bswap_res;
+             else if (group->string_concatenation)
+               {
+                 ops[j] = build_string (try_size / BITS_PER_UNIT,
+                                        (const char *) group->val + try_offset);
+                 TREE_TYPE (ops[j]) = dest_type;
+               }
+             else if (op.base_addr)
                {
                  FOR_EACH_VEC_ELT (split_store->orig_stores, k, info)
                    orig_stmts.safe_push (info->ops[j].stmt);
@@ -1713,10 +4074,10 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
 
                  unsigned HOST_WIDE_INT load_align = group->load_align[j];
                  unsigned HOST_WIDE_INT align_bitpos
-                   = (try_pos * BITS_PER_UNIT
-                      - split_store->orig_stores[0]->bitpos
-                      + op.bitpos) & (load_align - 1);
-                 if (align_bitpos)
+                   = known_alignment (try_bitpos
+                                      - split_store->orig_stores[0]->bitpos
+                                      + op.bitpos);
+                 if (align_bitpos & (load_align - 1))
                    load_align = least_bit_hwi (align_bitpos);
 
                  tree load_int_type
@@ -1724,10 +4085,11 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
                  load_int_type
                    = build_aligned_type (load_int_type, load_align);
 
-                 unsigned HOST_WIDE_INT load_pos
-                   = (try_pos * BITS_PER_UNIT
-                      - split_store->orig_stores[0]->bitpos
-                      + op.bitpos) / BITS_PER_UNIT;
+                 poly_uint64 load_pos
+                   = exact_div (try_bitpos
+                                - split_store->orig_stores[0]->bitpos
+                                + op.bitpos,
+                                BITS_PER_UNIT);
                  ops[j] = fold_build2 (MEM_REF, load_int_type, load_addr[j],
                                        build_int_cst (offset_type, load_pos));
                  if (TREE_CODE (ops[j]) == MEM_REF)
@@ -1741,8 +4103,7 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
                       warnings in that case.  */
                    TREE_NO_WARNING (ops[j]) = 1;
 
-                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (int_type),
-                                             ops[j]);
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type), ops[j]);
                  gimple_set_location (stmt, load_loc);
                  if (gsi_bb (load_gsi[j]))
                    {
@@ -1755,11 +4116,26 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
                      gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
                    }
                  ops[j] = gimple_assign_lhs (stmt);
+                 tree xor_mask;
+                 enum tree_code inv_op
+                   = invert_op (split_store, j, dest_type, xor_mask);
+                 if (inv_op != NOP_EXPR)
+                   {
+                     stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
+                                                 inv_op, ops[j], xor_mask);
+                     gimple_set_location (stmt, load_loc);
+                     ops[j] = gimple_assign_lhs (stmt);
+
+                     if (gsi_bb (load_gsi[j]))
+                       gimple_seq_add_stmt_without_update (&load_seq[j],
+                                                           stmt);
+                     else
+                       gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
+                   }
                }
              else
-               ops[j] = native_interpret_expr (int_type,
-                                               group->val + try_pos
-                                               - start_byte_pos,
+               ops[j] = native_interpret_expr (dest_type,
+                                               group->val + try_offset,
                                                group->buf_size);
            }
 
@@ -1778,7 +4154,7 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
              orig_stmts.truncate (0);
 
              stmt
-               = gimple_build_assign (make_ssa_name (int_type),
+               = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
                                       split_store->orig_stores[0]->rhs_code,
                                       ops[0], ops[1]);
              gimple_set_location (stmt, bit_loc);
@@ -1795,15 +4171,111 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
              else
                gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
              src = gimple_assign_lhs (stmt);
+             tree xor_mask;
+             enum tree_code inv_op;
+             inv_op = invert_op (split_store, 2, dest_type, xor_mask);
+             if (inv_op != NOP_EXPR)
+               {
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
+                                             inv_op, src, xor_mask);
+                 gimple_set_location (stmt, bit_loc);
+                 if (load_addr[1] == NULL_TREE && gsi_bb (load_gsi[0]))
+                   gimple_seq_add_stmt_without_update (&load_seq[0], stmt);
+                 else
+                   gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
+                 src = gimple_assign_lhs (stmt);
+               }
+             break;
+           case LROTATE_EXPR:
+           case NOP_EXPR:
+             src = ops[0];
+             if (!is_gimple_val (src))
+               {
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (TREE_TYPE (src)),
+                                             src);
+                 gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
+                 src = gimple_assign_lhs (stmt);
+               }
+             if (!useless_type_conversion_p (dest_type, TREE_TYPE (src)))
+               {
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
+                                             NOP_EXPR, src);
+                 gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
+                 src = gimple_assign_lhs (stmt);
+               }
+             inv_op = invert_op (split_store, 2, dest_type, xor_mask);
+             if (inv_op != NOP_EXPR)
+               {
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
+                                             inv_op, src, xor_mask);
+                 gimple_set_location (stmt, loc);
+                 gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
+                 src = gimple_assign_lhs (stmt);
+               }
              break;
            default:
              src = ops[0];
              break;
            }
 
+         /* If bit insertion is required, we use the source as an accumulator
+            into which the successive bit-field values are manually inserted.
+            FIXME: perhaps use BIT_INSERT_EXPR instead in some cases?  */
+         if (group->bit_insertion)
+           FOR_EACH_VEC_ELT (split_store->orig_stores, k, info)
+             if (info->rhs_code == BIT_INSERT_EXPR
+                 && info->bitpos < try_bitpos + try_size
+                 && info->bitpos + info->bitsize > try_bitpos)
+               {
+                 /* Mask, truncate, convert to final type, shift and ior into
+                    the accumulator.  Note that every step can be a no-op.  */
+                 const HOST_WIDE_INT start_gap = info->bitpos - try_bitpos;
+                 const HOST_WIDE_INT end_gap
+                   = (try_bitpos + try_size) - (info->bitpos + info->bitsize);
+                 tree tem = info->ops[0].val;
+                 if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (tem)))
+                   {
+                     const unsigned HOST_WIDE_INT size
+                       = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (tem)));
+                     tree integer_type
+                       = build_nonstandard_integer_type (size, UNSIGNED);
+                     tem = gimple_build (&seq, loc, VIEW_CONVERT_EXPR,
+                                         integer_type, tem);
+                   }
+                 if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (tem)) <= info->bitsize)
+                   {
+                     tree bitfield_type
+                       = build_nonstandard_integer_type (info->bitsize,
+                                                         UNSIGNED);
+                     tem = gimple_convert (&seq, loc, bitfield_type, tem);
+                   }
+                 else if ((BYTES_BIG_ENDIAN ? start_gap : end_gap) > 0)
+                   {
+                     const unsigned HOST_WIDE_INT imask
+                       = (HOST_WIDE_INT_1U << info->bitsize) - 1;
+                     tem = gimple_build (&seq, loc,
+                                         BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (tem), tem,
+                                         build_int_cst (TREE_TYPE (tem),
+                                                        imask));
+                   }
+                 const HOST_WIDE_INT shift
+                   = (BYTES_BIG_ENDIAN ? end_gap : start_gap);
+                 if (shift < 0)
+                   tem = gimple_build (&seq, loc,
+                                       RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (tem), tem,
+                                       build_int_cst (NULL_TREE, -shift));
+                 tem = gimple_convert (&seq, loc, dest_type, tem);
+                 if (shift > 0)
+                   tem = gimple_build (&seq, loc,
+                                       LSHIFT_EXPR, dest_type, tem,
+                                       build_int_cst (NULL_TREE, shift));
+                 src = gimple_build (&seq, loc,
+                                     BIT_IOR_EXPR, dest_type, tem, src);
+               }
+
          if (!integer_zerop (mask))
            {
-             tree tem = make_ssa_name (int_type);
+             tree tem = make_ssa_name (dest_type);
              tree load_src = unshare_expr (dest);
              /* The load might load some or all bits uninitialized,
                 avoid -W*uninitialized warnings in that case.
@@ -1819,28 +4291,28 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
 
              /* FIXME: If there is a single chunk of zero bits in mask,
                 perhaps use BIT_INSERT_EXPR instead?  */
-             stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (int_type),
+             stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
                                          BIT_AND_EXPR, tem, mask);
              gimple_set_location (stmt, loc);
              gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
              tem = gimple_assign_lhs (stmt);
 
              if (TREE_CODE (src) == INTEGER_CST)
-               src = wide_int_to_tree (int_type,
+               src = wide_int_to_tree (dest_type,
                                        wi::bit_and_not (wi::to_wide (src),
                                                         wi::to_wide (mask)));
              else
                {
                  tree nmask
-                   = wide_int_to_tree (int_type,
+                   = wide_int_to_tree (dest_type,
                                        wi::bit_not (wi::to_wide (mask)));
-                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (int_type),
+                 stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
                                              BIT_AND_EXPR, src, nmask);
                  gimple_set_location (stmt, loc);
                  gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
                  src = gimple_assign_lhs (stmt);
                }
-             stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (int_type),
+             stmt = gimple_build_assign (make_ssa_name (dest_type),
                                          BIT_IOR_EXPR, tem, src);
              gimple_set_location (stmt, loc);
              gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
@@ -1853,6 +4325,9 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
       gimple_set_vuse (stmt, new_vuse);
       gimple_seq_add_stmt_without_update (&seq, stmt);
 
+      if (group->lp_nr && stmt_could_throw_p (cfun, stmt))
+       add_stmt_to_eh_lp (stmt, group->lp_nr);
+
       tree new_vdef;
       if (i < split_stores.length () - 1)
        new_vdef = make_ssa_name (gimple_vop (cfun), stmt);
@@ -1871,12 +4346,71 @@ imm_store_chain_info::output_merged_store (merged_store_group *group)
   if (dump_file)
     {
       fprintf (dump_file,
-              "New sequence of %u stmts to replace old one of %u stmts\n",
+              "New sequence of %u stores to replace old one of %u stores\n",
               split_stores.length (), orig_num_stmts);
       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
        print_gimple_seq (dump_file, seq, 0, TDF_VOPS | TDF_MEMSYMS);
     }
-  gsi_insert_seq_after (&last_gsi, seq, GSI_SAME_STMT);
+
+  if (gimple_clobber_p (group->last_stmt))
+    update_stmt (group->last_stmt);
+
+  if (group->lp_nr > 0)
+    {
+      /* We're going to insert a sequence of (potentially) throwing stores
+        into an active EH region.  This means that we're going to create
+        new basic blocks with EH edges pointing to the post landing pad
+        and, therefore, to have to update its PHI nodes, if any.  For the
+        virtual PHI node, we're going to use the VDEFs created above, but
+        for the other nodes, we need to record the original reaching defs.  */
+      eh_landing_pad lp = get_eh_landing_pad_from_number (group->lp_nr);
+      basic_block lp_bb = label_to_block (cfun, lp->post_landing_pad);
+      basic_block last_bb = gimple_bb (group->last_stmt);
+      edge last_edge = find_edge (last_bb, lp_bb);
+      auto_vec<tree, 16> last_defs;
+      gphi_iterator gpi;
+      for (gpi = gsi_start_phis (lp_bb); !gsi_end_p (gpi); gsi_next (&gpi))
+       {
+         gphi *phi = gpi.phi ();
+         tree last_def;
+         if (virtual_operand_p (gimple_phi_result (phi)))
+           last_def = NULL_TREE;
+         else
+           last_def = gimple_phi_arg_def (phi, last_edge->dest_idx);
+         last_defs.safe_push (last_def);
+       }
+
+      /* Do the insertion.  Then, if new basic blocks have been created in the
+        process, rewind the chain of VDEFs create above to walk the new basic
+        blocks and update the corresponding arguments of the PHI nodes.  */
+      update_modified_stmts (seq);
+      if (gimple_find_sub_bbs (seq, &last_gsi))
+       while (last_vdef != gimple_vuse (group->last_stmt))
+         {
+           gimple *stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (last_vdef);
+           if (stmt_could_throw_p (cfun, stmt))
+             {
+               edge new_edge = find_edge (gimple_bb (stmt), lp_bb);
+               unsigned int i;
+               for (gpi = gsi_start_phis (lp_bb), i = 0;
+                    !gsi_end_p (gpi);
+                    gsi_next (&gpi), i++)
+                 {
+                   gphi *phi = gpi.phi ();
+                   tree new_def;
+                   if (virtual_operand_p (gimple_phi_result (phi)))
+                     new_def = last_vdef;
+                   else
+                     new_def = last_defs[i];
+                   add_phi_arg (phi, new_def, new_edge, UNKNOWN_LOCATION);
+                 }
+             }
+           last_vdef = gimple_vuse (stmt);
+         }
+    }
+  else
+    gsi_insert_seq_after (&last_gsi, seq, GSI_SAME_STMT);
+
   for (int j = 0; j < 2; ++j)
     if (load_seq[j])
       gsi_insert_seq_after (&load_gsi[j], load_seq[j], GSI_SAME_STMT);
@@ -1897,7 +4431,8 @@ imm_store_chain_info::output_merged_stores ()
   bool ret = false;
   FOR_EACH_VEC_ELT (m_merged_store_groups, i, merged_store)
     {
-      if (output_merged_store (merged_store))
+      if (dbg_cnt (store_merging)
+         && output_merged_store (merged_store))
        {
          unsigned int j;
          store_immediate_info *store;
@@ -1905,7 +4440,13 @@ imm_store_chain_info::output_merged_stores ()
            {
              gimple *stmt = store->stmt;
              gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (stmt);
+             /* Don't remove clobbers, they are still useful even if
+                everything is overwritten afterwards.  */
+             if (gimple_clobber_p (stmt))
+               continue;
              gsi_remove (&gsi, true);
+             if (store->lp_nr)
+               remove_stmt_from_eh_lp (stmt);
              if (stmt != merged_store->last_stmt)
                {
                  unlink_stmt_vdef (stmt);
@@ -1958,13 +4499,23 @@ imm_store_chain_info::terminate_and_process_chain ()
 static bool
 lhs_valid_for_store_merging_p (tree lhs)
 {
-  tree_code code = TREE_CODE (lhs);
-
-  if (code == ARRAY_REF || code == ARRAY_RANGE_REF || code == MEM_REF
-      || code == COMPONENT_REF || code == BIT_FIELD_REF)
+  if (DECL_P (lhs))
     return true;
 
-  return false;
+  switch (TREE_CODE (lhs))
+    {
+    case ARRAY_REF:
+    case ARRAY_RANGE_REF:
+    case BIT_FIELD_REF:
+    case COMPONENT_REF:
+    case MEM_REF:
+    case VIEW_CONVERT_EXPR:
+      return true;
+    default:
+      return false;
+    }
+
+  gcc_unreachable ();
 }
 
 /* Return true if the tree RHS is a constant we want to consider
@@ -1974,8 +4525,48 @@ lhs_valid_for_store_merging_p (tree lhs)
 static bool
 rhs_valid_for_store_merging_p (tree rhs)
 {
-  return native_encode_expr (rhs, NULL,
-                            GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (rhs)))) != 0;
+  unsigned HOST_WIDE_INT size;
+  if (TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR
+      && CONSTRUCTOR_NELTS (rhs) == 0
+      && TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (rhs))
+      && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (rhs))))
+    return true;
+  return (GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE (rhs))).is_constant (&size)
+         && native_encode_expr (rhs, NULL, size) != 0);
+}
+
+/* Adjust *PBITPOS, *PBITREGION_START and *PBITREGION_END by BYTE_OFF bytes
+   and return true on success or false on failure.  */
+
+static bool
+adjust_bit_pos (poly_offset_int byte_off,
+               poly_int64  *pbitpos,
+               poly_uint64 *pbitregion_start,
+               poly_uint64 *pbitregion_end)
+{
+  poly_offset_int bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
+  bit_off += *pbitpos;
+
+  if (known_ge (bit_off, 0) && bit_off.to_shwi (pbitpos))
+    {
+      if (maybe_ne (*pbitregion_end, 0U))
+       {
+         bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
+         bit_off += *pbitregion_start;
+         if (bit_off.to_uhwi (pbitregion_start))
+           {
+             bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
+             bit_off += *pbitregion_end;
+             if (!bit_off.to_uhwi (pbitregion_end))
+               *pbitregion_end = 0;
+           }
+         else
+           *pbitregion_end = 0;
+       }
+      return true;
+    }
+  else
+    return false;
 }
 
 /* If MEM is a memory reference usable for store merging (either as
@@ -1985,30 +4576,28 @@ rhs_valid_for_store_merging_p (tree rhs)
    case.  */
 
 static tree
-mem_valid_for_store_merging (tree mem, unsigned HOST_WIDE_INT *pbitsize,
-                            unsigned HOST_WIDE_INT *pbitpos,
-                            unsigned HOST_WIDE_INT *pbitregion_start,
-                            unsigned HOST_WIDE_INT *pbitregion_end)
-{
-  HOST_WIDE_INT bitsize;
-  HOST_WIDE_INT bitpos;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start = 0;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_end = 0;
+mem_valid_for_store_merging (tree mem, poly_uint64 *pbitsize,
+                            poly_uint64 *pbitpos,
+                            poly_uint64 *pbitregion_start,
+                            poly_uint64 *pbitregion_end)
+{
+  poly_int64 bitsize, bitpos;
+  poly_uint64 bitregion_start = 0, bitregion_end = 0;
   machine_mode mode;
   int unsignedp = 0, reversep = 0, volatilep = 0;
   tree offset;
   tree base_addr = get_inner_reference (mem, &bitsize, &bitpos, &offset, &mode,
                                        &unsignedp, &reversep, &volatilep);
   *pbitsize = bitsize;
-  if (bitsize == 0)
+  if (known_eq (bitsize, 0))
     return NULL_TREE;
 
   if (TREE_CODE (mem) == COMPONENT_REF
       && DECL_BIT_FIELD_TYPE (TREE_OPERAND (mem, 1)))
     {
       get_bit_range (&bitregion_start, &bitregion_end, mem, &bitpos, &offset);
-      if (bitregion_end)
-       ++bitregion_end;
+      if (maybe_ne (bitregion_end, 0U))
+       bitregion_end += 1;
     }
 
   if (reversep)
@@ -2024,31 +4613,8 @@ mem_valid_for_store_merging (tree mem, unsigned HOST_WIDE_INT *pbitsize,
      PR 23684 and this way we can catch more chains.  */
   else if (TREE_CODE (base_addr) == MEM_REF)
     {
-      offset_int bit_off, byte_off = mem_ref_offset (base_addr);
-      bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
-      bit_off += bitpos;
-      if (!wi::neg_p (bit_off) && wi::fits_shwi_p (bit_off))
-       {
-         bitpos = bit_off.to_shwi ();
-         if (bitregion_end)
-           {
-             bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
-             bit_off += bitregion_start;
-             if (wi::fits_uhwi_p (bit_off))
-               {
-                 bitregion_start = bit_off.to_uhwi ();
-                 bit_off = byte_off << LOG2_BITS_PER_UNIT;
-                 bit_off += bitregion_end;
-                 if (wi::fits_uhwi_p (bit_off))
-                   bitregion_end = bit_off.to_uhwi ();
-                 else
-                   bitregion_end = 0;
-               }
-             else
-               bitregion_end = 0;
-           }
-       }
-      else
+      if (!adjust_bit_pos (mem_ref_offset (base_addr), &bitpos,
+                          &bitregion_start, &bitregion_end))
        return NULL_TREE;
       base_addr = TREE_OPERAND (base_addr, 0);
     }
@@ -2056,18 +4622,12 @@ mem_valid_for_store_merging (tree mem, unsigned HOST_WIDE_INT *pbitsize,
      address now.  */
   else
     {
-      if (bitpos < 0)
+      if (maybe_lt (bitpos, 0))
        return NULL_TREE;
       base_addr = build_fold_addr_expr (base_addr);
     }
 
-  if (!bitregion_end)
-    {
-      bitregion_start = ROUND_DOWN (bitpos, BITS_PER_UNIT);
-      bitregion_end = ROUND_UP (bitpos + bitsize, BITS_PER_UNIT);
-    }
-
-  if (offset != NULL_TREE)
+  if (offset)
     {
       /* If the access is variable offset then a base decl has to be
         address-taken to be able to emit pointer-based stores to it.
@@ -2075,14 +4635,26 @@ mem_valid_for_store_merging (tree mem, unsigned HOST_WIDE_INT *pbitsize,
         base up to the first variable part and then wrapping that inside
         a BIT_FIELD_REF.  */
       tree base = get_base_address (base_addr);
-      if (! base
-         || (DECL_P (base) && ! TREE_ADDRESSABLE (base)))
+      if (!base || (DECL_P (base) && !TREE_ADDRESSABLE (base)))
        return NULL_TREE;
 
+      /* Similarly to above for the base, remove constant from the offset.  */
+      if (TREE_CODE (offset) == PLUS_EXPR
+         && TREE_CODE (TREE_OPERAND (offset, 1)) == INTEGER_CST
+         && adjust_bit_pos (wi::to_poly_offset (TREE_OPERAND (offset, 1)),
+                            &bitpos, &bitregion_start, &bitregion_end))
+       offset = TREE_OPERAND (offset, 0);
+
       base_addr = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base_addr),
                          base_addr, offset);
     }
 
+  if (known_eq (bitregion_end, 0U))
+    {
+      bitregion_start = round_down_to_byte_boundary (bitpos);
+      bitregion_end = round_up_to_byte_boundary (bitpos + bitsize);
+    }
+
   *pbitsize = bitsize;
   *pbitpos = bitpos;
   *pbitregion_start = bitregion_start;
@@ -2096,14 +4668,31 @@ mem_valid_for_store_merging (tree mem, unsigned HOST_WIDE_INT *pbitsize,
 
 static bool
 handled_load (gimple *stmt, store_operand_info *op,
-             unsigned HOST_WIDE_INT bitsize, unsigned HOST_WIDE_INT bitpos,
-             unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start,
-             unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_end)
+             poly_uint64 bitsize, poly_uint64 bitpos,
+             poly_uint64 bitregion_start, poly_uint64 bitregion_end)
 {
-  if (!is_gimple_assign (stmt) || !gimple_vuse (stmt))
+  if (!is_gimple_assign (stmt))
     return false;
-  if (gimple_assign_load_p (stmt)
-      && !stmt_can_throw_internal (stmt)
+  if (gimple_assign_rhs_code (stmt) == BIT_NOT_EXPR)
+    {
+      tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+      if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME
+         && handled_load (SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1), op, bitsize, bitpos,
+                          bitregion_start, bitregion_end))
+       {
+         /* Don't allow _1 = load; _2 = ~1; _3 = ~_2; which should have
+            been optimized earlier, but if allowed here, would confuse the
+            multiple uses counting.  */
+         if (op->bit_not_p)
+           return false;
+         op->bit_not_p = !op->bit_not_p;
+         return true;
+       }
+      return false;
+    }
+  if (gimple_vuse (stmt)
+      && gimple_assign_load_p (stmt)
+      && !stmt_can_throw_internal (cfun, stmt)
       && !gimple_has_volatile_ops (stmt))
     {
       tree mem = gimple_assign_rhs1 (stmt);
@@ -2112,51 +4701,76 @@ handled_load (gimple *stmt, store_operand_info *op,
                                       &op->bitregion_start,
                                       &op->bitregion_end);
       if (op->base_addr != NULL_TREE
-         && op->bitsize == bitsize
-         && ((op->bitpos - bitpos) % BITS_PER_UNIT) == 0
-         && op->bitpos - op->bitregion_start >= bitpos - bitregion_start
-         && op->bitregion_end - op->bitpos >= bitregion_end - bitpos)
+         && known_eq (op->bitsize, bitsize)
+         && multiple_p (op->bitpos - bitpos, BITS_PER_UNIT)
+         && known_ge (op->bitpos - op->bitregion_start,
+                      bitpos - bitregion_start)
+         && known_ge (op->bitregion_end - op->bitpos,
+                      bitregion_end - bitpos))
        {
          op->stmt = stmt;
          op->val = mem;
+         op->bit_not_p = false;
          return true;
        }
     }
   return false;
 }
 
+/* Return the index number of the landing pad for STMT, if any.  */
+
+static int
+lp_nr_for_store (gimple *stmt)
+{
+  if (!cfun->can_throw_non_call_exceptions || !cfun->eh)
+    return 0;
+
+  if (!stmt_could_throw_p (cfun, stmt))
+    return 0;
+
+  return lookup_stmt_eh_lp (stmt);
+}
+
 /* Record the store STMT for store merging optimization if it can be
-   optimized.  */
+   optimized.  Return true if any changes were made.  */
 
-void
+bool
 pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
 {
   tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
   tree rhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitsize, bitpos;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_start;
-  unsigned HOST_WIDE_INT bitregion_end;
+  poly_uint64 bitsize, bitpos = 0;
+  poly_uint64 bitregion_start = 0, bitregion_end = 0;
   tree base_addr
     = mem_valid_for_store_merging (lhs, &bitsize, &bitpos,
                                   &bitregion_start, &bitregion_end);
-  if (bitsize == 0)
-    return;
+  if (known_eq (bitsize, 0U))
+    return false;
 
   bool invalid = (base_addr == NULL_TREE
-                 || ((bitsize > MAX_BITSIZE_MODE_ANY_INT)
-                      && (TREE_CODE (rhs) != INTEGER_CST)));
+                 || (maybe_gt (bitsize,
+                               (unsigned int) MAX_BITSIZE_MODE_ANY_INT)
+                     && TREE_CODE (rhs) != INTEGER_CST
+                     && (TREE_CODE (rhs) != CONSTRUCTOR
+                         || CONSTRUCTOR_NELTS (rhs) != 0)));
   enum tree_code rhs_code = ERROR_MARK;
+  bool bit_not_p = false;
+  struct symbolic_number n;
+  gimple *ins_stmt = NULL;
   store_operand_info ops[2];
   if (invalid)
     ;
+  else if (TREE_CODE (rhs) == STRING_CST)
+    {
+      rhs_code = STRING_CST;
+      ops[0].val = rhs;
+    }
   else if (rhs_valid_for_store_merging_p (rhs))
     {
       rhs_code = INTEGER_CST;
       ops[0].val = rhs;
     }
-  else if (TREE_CODE (rhs) != SSA_NAME || !has_single_use (rhs))
-    invalid = true;
-  else
+  else if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME)
     {
       gimple *def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs), *def_stmt1, *def_stmt2;
       if (!is_gimple_assign (def_stmt))
@@ -2164,7 +4778,18 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
       else if (handled_load (def_stmt, &ops[0], bitsize, bitpos,
                             bitregion_start, bitregion_end))
        rhs_code = MEM_REF;
-      else
+      else if (gimple_assign_rhs_code (def_stmt) == BIT_NOT_EXPR) 
+       {
+         tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
+         if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME
+             && is_gimple_assign (SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1)))
+           {
+             bit_not_p = true;
+             def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
+           }
+       }
+
+      if (rhs_code == ERROR_MARK && !invalid)
        switch ((rhs_code = gimple_assign_rhs_code (def_stmt)))
          {
          case BIT_AND_EXPR:
@@ -2174,7 +4799,7 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
            rhs1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
            rhs2 = gimple_assign_rhs2 (def_stmt);
            invalid = true;
-           if (TREE_CODE (rhs1) != SSA_NAME || !has_single_use (rhs1))
+           if (TREE_CODE (rhs1) != SSA_NAME)
              break;
            def_stmt1 = SSA_NAME_DEF_STMT (rhs1);
            if (!is_gimple_assign (def_stmt1)
@@ -2183,7 +4808,7 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
              break;
            if (rhs_valid_for_store_merging_p (rhs2))
              ops[1].val = rhs2;
-           else if (TREE_CODE (rhs2) != SSA_NAME || !has_single_use (rhs2))
+           else if (TREE_CODE (rhs2) != SSA_NAME)
              break;
            else
              {
@@ -2200,24 +4825,92 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
            invalid = true;
            break;
          }
+
+      unsigned HOST_WIDE_INT const_bitsize;
+      if (bitsize.is_constant (&const_bitsize)
+         && (const_bitsize % BITS_PER_UNIT) == 0
+         && const_bitsize <= 64
+         && multiple_p (bitpos, BITS_PER_UNIT))
+       {
+         ins_stmt = find_bswap_or_nop_1 (def_stmt, &n, 12);
+         if (ins_stmt)
+           {
+             uint64_t nn = n.n;
+             for (unsigned HOST_WIDE_INT i = 0;
+                  i < const_bitsize;
+                  i += BITS_PER_UNIT, nn >>= BITS_PER_MARKER)
+               if ((nn & MARKER_MASK) == 0
+                   || (nn & MARKER_MASK) == MARKER_BYTE_UNKNOWN)
+                 {
+                   ins_stmt = NULL;
+                   break;
+                 }
+             if (ins_stmt)
+               {
+                 if (invalid)
+                   {
+                     rhs_code = LROTATE_EXPR;
+                     ops[0].base_addr = NULL_TREE;
+                     ops[1].base_addr = NULL_TREE;
+                   }
+                 invalid = false;
+               }
+           }
+       }
+
+      if (invalid
+         && bitsize.is_constant (&const_bitsize)
+         && ((const_bitsize % BITS_PER_UNIT) != 0
+             || !multiple_p (bitpos, BITS_PER_UNIT))
+         && const_bitsize <= MAX_FIXED_MODE_SIZE)
+       {
+         /* Bypass a conversion to the bit-field type.  */
+         if (!bit_not_p
+             && is_gimple_assign (def_stmt)
+             && CONVERT_EXPR_CODE_P (rhs_code))
+           {
+             tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (def_stmt);
+             if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME
+                 && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (rhs1)))
+               rhs = rhs1;
+           }
+         rhs_code = BIT_INSERT_EXPR;
+         bit_not_p = false;
+         ops[0].val = rhs;
+         ops[0].base_addr = NULL_TREE;
+         ops[1].base_addr = NULL_TREE;
+         invalid = false;
+       }
     }
+  else
+    invalid = true;
+
+  unsigned HOST_WIDE_INT const_bitsize, const_bitpos;
+  unsigned HOST_WIDE_INT const_bitregion_start, const_bitregion_end;
+  if (invalid
+      || !bitsize.is_constant (&const_bitsize)
+      || !bitpos.is_constant (&const_bitpos)
+      || !bitregion_start.is_constant (&const_bitregion_start)
+      || !bitregion_end.is_constant (&const_bitregion_end))
+    return terminate_all_aliasing_chains (NULL, stmt);
 
-  struct imm_store_chain_info **chain_info = NULL;
+  if (!ins_stmt)
+    memset (&n, 0, sizeof (n));
+
+  class imm_store_chain_info **chain_info = NULL;
+  bool ret = false;
   if (base_addr)
     chain_info = m_stores.get (base_addr);
 
-  if (invalid)
-    {
-      terminate_all_aliasing_chains (chain_info, stmt);
-      return;
-    }
-
   store_immediate_info *info;
   if (chain_info)
     {
       unsigned int ord = (*chain_info)->m_store_info.length ();
-      info = new store_immediate_info (bitsize, bitpos, bitregion_start,
-                                      bitregion_end, stmt, ord, rhs_code,
+      info = new store_immediate_info (const_bitsize, const_bitpos,
+                                      const_bitregion_start,
+                                      const_bitregion_end,
+                                      stmt, ord, rhs_code, n, ins_stmt,
+                                      bit_not_p, lp_nr_for_store (stmt),
                                       ops[0], ops[1]);
       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
        {
@@ -2225,26 +4918,30 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
          print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0);
        }
       (*chain_info)->m_store_info.safe_push (info);
+      ret |= terminate_all_aliasing_chains (chain_info, stmt);
       /* If we reach the limit of stores to merge in a chain terminate and
         process the chain now.  */
       if ((*chain_info)->m_store_info.length ()
-         == (unsigned int) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_STORES_TO_MERGE))
+         == (unsigned int) param_max_stores_to_merge)
        {
          if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
            fprintf (dump_file,
                     "Reached maximum number of statements to merge:\n");
-         terminate_and_release_chain (*chain_info);
+         ret |= terminate_and_process_chain (*chain_info);
        }
-      return;
+      return ret;
     }
 
   /* Store aliases any existing chain?  */
-  terminate_all_aliasing_chains (chain_info, stmt);
+  ret |= terminate_all_aliasing_chains (NULL, stmt);
   /* Start a new chain.  */
-  struct imm_store_chain_info *new_chain
+  class imm_store_chain_info *new_chain
     = new imm_store_chain_info (m_stores_head, base_addr);
-  info = new store_immediate_info (bitsize, bitpos, bitregion_start,
-                                  bitregion_end, stmt, 0, rhs_code,
+  info = new store_immediate_info (const_bitsize, const_bitpos,
+                                  const_bitregion_start,
+                                  const_bitregion_end,
+                                  stmt, 0, rhs_code, n, ins_stmt,
+                                  bit_not_p, lp_nr_for_store (stmt),
                                   ops[0], ops[1]);
   new_chain->m_store_info.safe_push (info);
   m_stores.put (base_addr, new_chain);
@@ -2256,6 +4953,52 @@ pass_store_merging::process_store (gimple *stmt)
       print_generic_expr (dump_file, base_addr);
       fprintf (dump_file, "\n");
     }
+  return ret;
+}
+
+/* Return true if STMT is a store valid for store merging.  */
+
+static bool
+store_valid_for_store_merging_p (gimple *stmt)
+{
+  return gimple_assign_single_p (stmt)
+        && gimple_vdef (stmt)
+        && lhs_valid_for_store_merging_p (gimple_assign_lhs (stmt))
+        && (!gimple_has_volatile_ops (stmt) || gimple_clobber_p (stmt));
+}
+
+enum basic_block_status { BB_INVALID, BB_VALID, BB_EXTENDED_VALID };
+
+/* Return the status of basic block BB wrt store merging.  */
+
+static enum basic_block_status
+get_status_for_store_merging (basic_block bb)
+{
+  unsigned int num_statements = 0;
+  gimple_stmt_iterator gsi;
+  edge e;
+
+  for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+    {
+      gimple *stmt = gsi_stmt (gsi);
+
+      if (is_gimple_debug (stmt))
+       continue;
+
+      if (store_valid_for_store_merging_p (stmt) && ++num_statements >= 2)
+       break;
+    }
+
+  if (num_statements == 0)
+    return BB_INVALID;
+
+  if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && cfun->eh
+      && store_valid_for_store_merging_p (gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb)))
+      && (e = find_fallthru_edge (bb->succs))
+      && e->dest == bb->next_bb)
+    return BB_EXTENDED_VALID;
+
+  return num_statements >= 2 ? BB_VALID : BB_INVALID;
 }
 
 /* Entry point for the pass.  Go over each basic block recording chains of
@@ -2268,24 +5011,28 @@ pass_store_merging::execute (function *fun)
 {
   basic_block bb;
   hash_set<gimple *> orig_stmts;
+  bool changed = false, open_chains = false;
+
+  /* If the function can throw and catch non-call exceptions, we'll be trying
+     to merge stores across different basic blocks so we need to first unsplit
+     the EH edges in order to streamline the CFG of the function.  */
+  if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && cfun->eh)
+    unsplit_eh_edges ();
+
+  calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
 
   FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
     {
+      const basic_block_status bb_status = get_status_for_store_merging (bb);
       gimple_stmt_iterator gsi;
-      unsigned HOST_WIDE_INT num_statements = 0;
-      /* Record the original statements so that we can keep track of
-        statements emitted in this pass and not re-process new
-        statements.  */
-      for (gsi = gsi_after_labels (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
-       {
-         if (is_gimple_debug (gsi_stmt (gsi)))
-           continue;
 
-         if (++num_statements >= 2)
-           break;
+      if (open_chains && (bb_status == BB_INVALID || !single_pred_p (bb)))
+       {
+         changed |= terminate_and_process_all_chains ();
+         open_chains = false;
        }
 
-      if (num_statements < 2)
+      if (bb_status == BB_INVALID)
        continue;
 
       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
@@ -2298,25 +5045,43 @@ pass_store_merging::execute (function *fun)
          if (is_gimple_debug (stmt))
            continue;
 
-         if (gimple_has_volatile_ops (stmt))
+         if (gimple_has_volatile_ops (stmt) && !gimple_clobber_p (stmt))
            {
              /* Terminate all chains.  */
              if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
                fprintf (dump_file, "Volatile access terminates "
                                    "all chains\n");
-             terminate_and_process_all_chains ();
+             changed |= terminate_and_process_all_chains ();
+             open_chains = false;
              continue;
            }
 
-         if (gimple_assign_single_p (stmt) && gimple_vdef (stmt)
-             && !stmt_can_throw_internal (stmt)
-             && lhs_valid_for_store_merging_p (gimple_assign_lhs (stmt)))
-           process_store (stmt);
+         if (store_valid_for_store_merging_p (stmt))
+           changed |= process_store (stmt);
          else
-           terminate_all_aliasing_chains (NULL, stmt);
+           changed |= terminate_all_aliasing_chains (NULL, stmt);
+       }
+
+      if (bb_status == BB_EXTENDED_VALID)
+       open_chains = true;
+      else
+       {
+         changed |= terminate_and_process_all_chains ();
+         open_chains = false;
        }
-      terminate_and_process_all_chains ();
     }
+
+  if (open_chains)
+    changed |= terminate_and_process_all_chains ();
+
+  /* If the function can throw and catch non-call exceptions and something
+     changed during the pass, then the CFG has (very likely) changed too.  */
+  if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && cfun->eh && changed)
+    {
+      free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+      return TODO_cleanup_cfg;
+    }
+
   return 0;
 }
 
@@ -2355,11 +5120,11 @@ verify_array_eq (unsigned char *x, unsigned char *y, unsigned int n)
     }
 }
 
-/* Test shift_bytes_in_array and that it carries bits across between
+/* Test shift_bytes_in_array_left and that it carries bits across between
    bytes correctly.  */
 
 static void
-verify_shift_bytes_in_array (void)
+verify_shift_bytes_in_array_left (void)
 {
    /* byte 1   | byte 0
       00011111 | 11100000.  */
@@ -2368,13 +5133,13 @@ verify_shift_bytes_in_array (void)
   memcpy (in, orig, sizeof orig);
 
   unsigned char expected[2] = { 0x80, 0x7f };
-  shift_bytes_in_array (in, sizeof (in), 2);
+  shift_bytes_in_array_left (in, sizeof (in), 2);
   verify_array_eq (in, expected, sizeof (in));
 
   memcpy (in, orig, sizeof orig);
   memcpy (expected, orig, sizeof orig);
   /* Check that shifting by zero doesn't change anything.  */
-  shift_bytes_in_array (in, sizeof (in), 0);
+  shift_bytes_in_array_left (in, sizeof (in), 0);
   verify_array_eq (in, expected, sizeof (in));
 
 }
@@ -2427,7 +5192,7 @@ verify_clear_bit_region (void)
   verify_array_eq (in, expected, sizeof in);
 }
 
-/* Test verify_clear_bit_region_be that it clears exactly the bits asked and
+/* Test clear_bit_region_be that it clears exactly the bits asked and
    nothing more.  */
 
 static void
@@ -2459,7 +5224,7 @@ verify_clear_bit_region_be (void)
 void
 store_merging_c_tests (void)
 {
-  verify_shift_bytes_in_array ();
+  verify_shift_bytes_in_array_left ();
   verify_shift_bytes_in_array_right ();
   verify_clear_bit_region ();
   verify_clear_bit_region_be ();