[Bug tree-optimization/95867] New: Failure to optimize successive multiplications of ___uint128_t

[gabravier at gmail dot com]

https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=95867

            Bug ID: 95867
           Summary: Failure to optimize successive multiplications of
                    ___uint128_t
           Product: gcc
           Version: 11.0
            Status: UNCONFIRMED
          Severity: normal
          Priority: P3
         Component: tree-optimization
          Assignee: unassigned at gcc dot gnu.org
          Reporter: gabravier at gmail dot com
  Target Milestone: ---

__uint128_t f(__uint128_t n)
{
    return
n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n*n;
}

This can be optimized to 

__uint128_t f2(__uint128_t n)
{
    __uint128_t tmp = n * n;
    tmp = (tmp * tmp) * n;
    tmp *= tmp;
    tmp *= tmp;
    tmp *= tmp;
    tmp = (tmp * tmp) * n;
    tmp = (tmp * tmp) * n;
    tmp *= tmp;
    return (tmp * n) * tmp;
}

This transformation is done by LLVM, but not by GCC.