lib/Transforms/Vectorize/BBVectorize.cpp

   1 //===- BBVectorize.cpp - A Basic-Block Vectorizer -------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements a basic-block vectorization pass. The algorithm was
  11 // inspired by that used by the Vienna MAP Vectorizor by Franchetti and Kral,
  12 // et al. It works by looking for chains of pairable operations and then
  13 // pairing them.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define BBV_NAME "bb-vectorize"
  18 #define DEBUG_TYPE BBV_NAME
  19 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  22 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  23 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  26 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  27 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  28 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
  29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  30 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
  32 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  33 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  34 #include "llvm/IR/Constants.h"
  35 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  36 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  37 #include "llvm/IR/Function.h"
  38 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  39 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  40 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  41 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  42 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  43 #include "llvm/IR/Type.h"
  44 #include "llvm/Pass.h"
  45 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  46 #include "llvm/Support/Debug.h"
  47 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  48 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  49 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  50 #include <algorithm>
  51 using namespace llvm;
  52
  53 static cl::opt<bool>
  54 IgnoreTargetInfo("bb-vectorize-ignore-target-info",  cl::init(false),
  55   cl::Hidden, cl::desc("Ignore target information"));
  56
  57 static cl::opt<unsigned>
  58 ReqChainDepth("bb-vectorize-req-chain-depth", cl::init(6), cl::Hidden,
  59   cl::desc("The required chain depth for vectorization"));
  60
  61 static cl::opt<bool>
  62 UseChainDepthWithTI("bb-vectorize-use-chain-depth",  cl::init(false),
  63   cl::Hidden, cl::desc("Use the chain depth requirement with"
  64                        " target information"));
  65
  66 static cl::opt<unsigned>
  67 SearchLimit("bb-vectorize-search-limit", cl::init(400), cl::Hidden,
  68   cl::desc("The maximum search distance for instruction pairs"));
  69
  70 static cl::opt<bool>
  71 SplatBreaksChain("bb-vectorize-splat-breaks-chain", cl::init(false), cl::Hidden,
  72   cl::desc("Replicating one element to a pair breaks the chain"));
  73
  74 static cl::opt<unsigned>
  75 VectorBits("bb-vectorize-vector-bits", cl::init(128), cl::Hidden,
  76   cl::desc("The size of the native vector registers"));
  77
  78 static cl::opt<unsigned>
  79 MaxIter("bb-vectorize-max-iter", cl::init(0), cl::Hidden,
  80   cl::desc("The maximum number of pairing iterations"));
  81
  82 static cl::opt<bool>
  83 Pow2LenOnly("bb-vectorize-pow2-len-only", cl::init(false), cl::Hidden,
  84   cl::desc("Don't try to form non-2^n-length vectors"));
  85
  86 static cl::opt<unsigned>
  87 MaxInsts("bb-vectorize-max-instr-per-group", cl::init(500), cl::Hidden,
  88   cl::desc("The maximum number of pairable instructions per group"));
  89
  90 static cl::opt<unsigned>
  91 MaxCandPairsForCycleCheck("bb-vectorize-max-cycle-check-pairs", cl::init(200),
  92   cl::Hidden, cl::desc("The maximum number of candidate pairs with which to use"
  93                        " a full cycle check"));
  94
  95 static cl::opt<bool>
  96 NoBools("bb-vectorize-no-bools", cl::init(false), cl::Hidden,
  97   cl::desc("Don't try to vectorize boolean (i1) values"));
  98
  99 static cl::opt<bool>
 100 NoInts("bb-vectorize-no-ints", cl::init(false), cl::Hidden,
 101   cl::desc("Don't try to vectorize integer values"));
 102
 103 static cl::opt<bool>
 104 NoFloats("bb-vectorize-no-floats", cl::init(false), cl::Hidden,
 105   cl::desc("Don't try to vectorize floating-point values"));
 106
 107 // FIXME: This should default to false once pointer vector support works.
 108 static cl::opt<bool>
 109 NoPointers("bb-vectorize-no-pointers", cl::init(/*false*/ true), cl::Hidden,
 110   cl::desc("Don't try to vectorize pointer values"));
 111
 112 static cl::opt<bool>
 113 NoCasts("bb-vectorize-no-casts", cl::init(false), cl::Hidden,
 114   cl::desc("Don't try to vectorize casting (conversion) operations"));
 115
 116 static cl::opt<bool>
 117 NoMath("bb-vectorize-no-math", cl::init(false), cl::Hidden,
 118   cl::desc("Don't try to vectorize floating-point math intrinsics"));
 119
 120 static cl::opt<bool>
 121 NoFMA("bb-vectorize-no-fma", cl::init(false), cl::Hidden,
 122   cl::desc("Don't try to vectorize the fused-multiply-add intrinsic"));
 123
 124 static cl::opt<bool>
 125 NoSelect("bb-vectorize-no-select", cl::init(false), cl::Hidden,
 126   cl::desc("Don't try to vectorize select instructions"));
 127
 128 static cl::opt<bool>
 129 NoCmp("bb-vectorize-no-cmp", cl::init(false), cl::Hidden,
 130   cl::desc("Don't try to vectorize comparison instructions"));
 131
 132 static cl::opt<bool>
 133 NoGEP("bb-vectorize-no-gep", cl::init(false), cl::Hidden,
 134   cl::desc("Don't try to vectorize getelementptr instructions"));
 135
 136 static cl::opt<bool>
 137 NoMemOps("bb-vectorize-no-mem-ops", cl::init(false), cl::Hidden,
 138   cl::desc("Don't try to vectorize loads and stores"));
 139
 140 static cl::opt<bool>
 141 AlignedOnly("bb-vectorize-aligned-only", cl::init(false), cl::Hidden,
 142   cl::desc("Only generate aligned loads and stores"));
 143
 144 static cl::opt<bool>
 145 NoMemOpBoost("bb-vectorize-no-mem-op-boost",
 146   cl::init(false), cl::Hidden,
 147   cl::desc("Don't boost the chain-depth contribution of loads and stores"));
 148
 149 static cl::opt<bool>
 150 FastDep("bb-vectorize-fast-dep", cl::init(false), cl::Hidden,
 151   cl::desc("Use a fast instruction dependency analysis"));
 152
 153 #ifndef NDEBUG
 154 static cl::opt<bool>
 155 DebugInstructionExamination("bb-vectorize-debug-instruction-examination",
 156   cl::init(false), cl::Hidden,
 157   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 158            " instruction-examination process"));
 159 static cl::opt<bool>
 160 DebugCandidateSelection("bb-vectorize-debug-candidate-selection",
 161   cl::init(false), cl::Hidden,
 162   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 163            " candidate-selection process"));
 164 static cl::opt<bool>
 165 DebugPairSelection("bb-vectorize-debug-pair-selection",
 166   cl::init(false), cl::Hidden,
 167   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 168            " pair-selection process"));
 169 static cl::opt<bool>
 170 DebugCycleCheck("bb-vectorize-debug-cycle-check",
 171   cl::init(false), cl::Hidden,
 172   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 173            " cycle-checking process"));
 174
 175 static cl::opt<bool>
 176 PrintAfterEveryPair("bb-vectorize-debug-print-after-every-pair",
 177   cl::init(false), cl::Hidden,
 178   cl::desc("When debugging is enabled, dump the basic block after"
 179            " every pair is fused"));
 180 #endif
 181
 182 STATISTIC(NumFusedOps, "Number of operations fused by bb-vectorize");
 183
 184 namespace {
 185   struct BBVectorize : public BasicBlockPass {
 186     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 187
 188     const VectorizeConfig Config;
 189
 190     BBVectorize(const VectorizeConfig &C = VectorizeConfig())
 191       : BasicBlockPass(ID), Config(C) {
 192       initializeBBVectorizePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 193     }
 194
 195     BBVectorize(Pass *P, const VectorizeConfig &C)
 196       : BasicBlockPass(ID), Config(C) {
 197       AA = &P->getAnalysis<AliasAnalysis>();
 198       DT = &P->getAnalysis<DominatorTree>();
 199       SE = &P->getAnalysis<ScalarEvolution>();
 200       TD = P->getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
 201       TTI = IgnoreTargetInfo ? 0 : &P->getAnalysis<TargetTransformInfo>();
 202     }
 203
 204     typedef std::pair<Value *, Value *> ValuePair;
 205     typedef std::pair<ValuePair, int> ValuePairWithCost;
 206     typedef std::pair<ValuePair, size_t> ValuePairWithDepth;
 207     typedef std::pair<ValuePair, ValuePair> VPPair; // A ValuePair pair
 208     typedef std::pair<VPPair, unsigned> VPPairWithType;
 209
 210     AliasAnalysis *AA;
 211     DominatorTree *DT;
 212     ScalarEvolution *SE;
 213     DataLayout *TD;
 214     const TargetTransformInfo *TTI;
 215
 216     // FIXME: const correct?
 217
 218     bool vectorizePairs(BasicBlock &BB, bool NonPow2Len = false);
 219
 220     bool getCandidatePairs(BasicBlock &BB,
 221                        BasicBlock::iterator &Start,
 222                        DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 223                        DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 224                        DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 225                        std::vector<Value *> &PairableInsts, bool NonPow2Len);
 226
 227     // FIXME: The current implementation does not account for pairs that
 228     // are connected in multiple ways. For example:
 229     //   C1 = A1 / A2; C2 = A2 / A1 (which may be both direct and a swap)
 230     enum PairConnectionType {
 231       PairConnectionDirect,
 232       PairConnectionSwap,
 233       PairConnectionSplat
 234     };
 235
 236     void computeConnectedPairs(
 237              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 238              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 239              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 240              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 241              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes);
 242
 243     void buildDepMap(BasicBlock &BB,
 244              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 245              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 246              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers);
 247
 248     void choosePairs(DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 249              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 250              DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 251              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 252              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 253              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 254              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 255              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
 256              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 257              DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs);
 258
 259     void fuseChosenPairs(BasicBlock &BB,
 260              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 261              DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs,
 262              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 263              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 264              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 265              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps);
 266
 267
 268     bool isInstVectorizable(Instruction *I, bool &IsSimpleLoadStore);
 269
 270     bool areInstsCompatible(Instruction *I, Instruction *J,
 271                        bool IsSimpleLoadStore, bool NonPow2Len,
 272                        int &CostSavings, int &FixedOrder);
 273
 274     bool trackUsesOfI(DenseSet<Value *> &Users,
 275                       AliasSetTracker &WriteSet, Instruction *I,
 276                       Instruction *J, bool UpdateUsers = true,
 277                       DenseSet<ValuePair> *LoadMoveSetPairs = 0);
 278
 279   void computePairsConnectedTo(
 280              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 281              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 282              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 283              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 284              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 285              ValuePair P);
 286
 287     bool pairsConflict(ValuePair P, ValuePair Q,
 288              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 289              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >
 290                *PairableInstUserMap = 0,
 291              DenseSet<VPPair> *PairableInstUserPairSet = 0);
 292
 293     bool pairWillFormCycle(ValuePair P,
 294              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUsers,
 295              DenseSet<ValuePair> &CurrentPairs);
 296
 297     void pruneTreeFor(
 298              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 299              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 300              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 301              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 302              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
 303              DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
 304              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 305              DenseMap<ValuePair, size_t> &Tree,
 306              DenseSet<ValuePair> &PrunedTree, ValuePair J,
 307              bool UseCycleCheck);
 308
 309     void buildInitialTreeFor(
 310              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 311              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 312              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 313              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 314              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 315              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 316              DenseMap<ValuePair, size_t> &Tree, ValuePair J);
 317
 318     void findBestTreeFor(
 319              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 320              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 321              DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 322              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 323              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 324              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 325              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 326              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
 327              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 328              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
 329              DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
 330              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 331              DenseSet<ValuePair> &BestTree, size_t &BestMaxDepth,
 332              int &BestEffSize, Value *II, std::vector<Value *>&JJ,
 333              bool UseCycleCheck);
 334
 335     Value *getReplacementPointerInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 336                      Instruction *J, unsigned o);
 337
 338     void fillNewShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *J,
 339                      unsigned MaskOffset, unsigned NumInElem,
 340                      unsigned NumInElem1, unsigned IdxOffset,
 341                      std::vector<Constant*> &Mask);
 342
 343     Value *getReplacementShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 344                      Instruction *J);
 345
 346     bool expandIEChain(LLVMContext& Context, Instruction *I, Instruction *J,
 347                        unsigned o, Value *&LOp, unsigned numElemL,
 348                        Type *ArgTypeL, Type *ArgTypeR, bool IBeforeJ,
 349                        unsigned IdxOff = 0);
 350
 351     Value *getReplacementInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 352                      Instruction *J, unsigned o, bool IBeforeJ);
 353
 354     void getReplacementInputsForPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 355                      Instruction *J, SmallVector<Value *, 3> &ReplacedOperands,
 356                      bool IBeforeJ);
 357
 358     void replaceOutputsOfPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 359                      Instruction *J, Instruction *K,
 360                      Instruction *&InsertionPt, Instruction *&K1,
 361                      Instruction *&K2);
 362
 363     void collectPairLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
 364                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 365                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
 366                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 367                      Instruction *I);
 368
 369     void collectLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
 370                      std::vector<Value *> &PairableInsts,
 371                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 372                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
 373                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs);
 374
 375     bool canMoveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
 376                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 377                      Instruction *I, Instruction *J);
 378
 379     void moveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
 380                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 381                      Instruction *&InsertionPt,
 382                      Instruction *I, Instruction *J);
 383
 384     void combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J);
 385
 386     bool vectorizeBB(BasicBlock &BB) {
 387       if (!DT->isReachableFromEntry(&BB)) {
 388         DEBUG(dbgs() << "BBV: skipping unreachable " << BB.getName() <<
 389               " in " << BB.getParent()->getName() << "\n");
 390         return false;
 391       }
 392
 393       DEBUG(if (TTI) dbgs() << "BBV: using target information\n");
 394
 395       bool changed = false;
 396       // Iterate a sufficient number of times to merge types of size 1 bit,
 397       // then 2 bits, then 4, etc. up to half of the target vector width of the
 398       // target vector register.
 399       unsigned n = 1;
 400       for (unsigned v = 2;
 401            (TTI || v <= Config.VectorBits) &&
 402            (!Config.MaxIter || n <= Config.MaxIter);
 403            v *= 2, ++n) {
 404         DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing loop #" << n <<
 405               " for " << BB.getName() << " in " <<
 406               BB.getParent()->getName() << "...\n");
 407         if (vectorizePairs(BB))
 408           changed = true;
 409         else
 410           break;
 411       }
 412
 413       if (changed && !Pow2LenOnly) {
 414         ++n;
 415         for (; !Config.MaxIter || n <= Config.MaxIter; ++n) {
 416           DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing for non-2^n-length vectors loop #: " <<
 417                 n << " for " << BB.getName() << " in " <<
 418                 BB.getParent()->getName() << "...\n");
 419           if (!vectorizePairs(BB, true)) break;
 420         }
 421       }
 422
 423       DEBUG(dbgs() << "BBV: done!\n");
 424       return changed;
 425     }
 426
 427     virtual bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) {
 428       AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
 429       DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
 430       SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
 431       TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
 432       TTI = IgnoreTargetInfo ? 0 : &getAnalysis<TargetTransformInfo>();
 433
 434       return vectorizeBB(BB);
 435     }
 436
 437     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 438       BasicBlockPass::getAnalysisUsage(AU);
 439       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 440       AU.addRequired<DominatorTree>();
 441       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
 442       AU.addRequired<TargetTransformInfo>();
 443       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 444       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 445       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
 446       AU.setPreservesCFG();
 447     }
 448
 449     static inline VectorType *getVecTypeForPair(Type *ElemTy, Type *Elem2Ty) {
 450       assert(ElemTy->getScalarType() == Elem2Ty->getScalarType() &&
 451              "Cannot form vector from incompatible scalar types");
 452       Type *STy = ElemTy->getScalarType();
 453
 454       unsigned numElem;
 455       if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(ElemTy)) {
 456         numElem = VTy->getNumElements();
 457       } else {
 458         numElem = 1;
 459       }
 460
 461       if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Elem2Ty)) {
 462         numElem += VTy->getNumElements();
 463       } else {
 464         numElem += 1;
 465       }
 466
 467       return VectorType::get(STy, numElem);
 468     }
 469
 470     static inline void getInstructionTypes(Instruction *I,
 471                                            Type *&T1, Type *&T2) {
 472       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 473         // For stores, it is the value type, not the pointer type that matters
 474         // because the value is what will come from a vector register.
 475
 476         Value *IVal = SI->getValueOperand();
 477         T1 = IVal->getType();
 478       } else {
 479         T1 = I->getType();
 480       }
 481
 482       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I))
 483         T2 = CI->getSrcTy();
 484       else
 485         T2 = T1;
 486
 487       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
 488         T2 = SI->getCondition()->getType();
 489       } else if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
 490         T2 = SI->getOperand(0)->getType();
 491       } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 492         T2 = CI->getOperand(0)->getType();
 493       }
 494     }
 495
 496     // Returns the weight associated with the provided value. A chain of
 497     // candidate pairs has a length given by the sum of the weights of its
 498     // members (one weight per pair; the weight of each member of the pair
 499     // is assumed to be the same). This length is then compared to the
 500     // chain-length threshold to determine if a given chain is significant
 501     // enough to be vectorized. The length is also used in comparing
 502     // candidate chains where longer chains are considered to be better.
 503     // Note: when this function returns 0, the resulting instructions are
 504     // not actually fused.
 505     inline size_t getDepthFactor(Value *V) {
 506       // InsertElement and ExtractElement have a depth factor of zero. This is
 507       // for two reasons: First, they cannot be usefully fused. Second, because
 508       // the pass generates a lot of these, they can confuse the simple metric
 509       // used to compare the trees in the next iteration. Thus, giving them a
 510       // weight of zero allows the pass to essentially ignore them in
 511       // subsequent iterations when looking for vectorization opportunities
 512       // while still tracking dependency chains that flow through those
 513       // instructions.
 514       if (isa<InsertElementInst>(V) || isa<ExtractElementInst>(V))
 515         return 0;
 516
 517       // Give a load or store half of the required depth so that load/store
 518       // pairs will vectorize.
 519       if (!Config.NoMemOpBoost && (isa<LoadInst>(V) || isa<StoreInst>(V)))
 520         return Config.ReqChainDepth/2;
 521
 522       return 1;
 523     }
 524
 525     // Returns the cost of the provided instruction using TTI.
 526     // This does not handle loads and stores.
 527     unsigned getInstrCost(unsigned Opcode, Type *T1, Type *T2) {
 528       switch (Opcode) {
 529       default: break;
 530       case Instruction::GetElementPtr:
 531         // We mark this instruction as zero-cost because scalar GEPs are usually
 532         // lowered to the intruction addressing mode. At the moment we don't
 533         // generate vector GEPs.
 534         return 0;
 535       case Instruction::Br:
 536         return TTI->getCFInstrCost(Opcode);
 537       case Instruction::PHI:
 538         return 0;
 539       case Instruction::Add:
 540       case Instruction::FAdd:
 541       case Instruction::Sub:
 542       case Instruction::FSub:
 543       case Instruction::Mul:
 544       case Instruction::FMul:
 545       case Instruction::UDiv:
 546       case Instruction::SDiv:
 547       case Instruction::FDiv:
 548       case Instruction::URem:
 549       case Instruction::SRem:
 550       case Instruction::FRem:
 551       case Instruction::Shl:
 552       case Instruction::LShr:
 553       case Instruction::AShr:
 554       case Instruction::And:
 555       case Instruction::Or:
 556       case Instruction::Xor:
 557         return TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, T1);
 558       case Instruction::Select:
 559       case Instruction::ICmp:
 560       case Instruction::FCmp:
 561         return TTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, T1, T2);
 562       case Instruction::ZExt:
 563       case Instruction::SExt:
 564       case Instruction::FPToUI:
 565       case Instruction::FPToSI:
 566       case Instruction::FPExt:
 567       case Instruction::PtrToInt:
 568       case Instruction::IntToPtr:
 569       case Instruction::SIToFP:
 570       case Instruction::UIToFP:
 571       case Instruction::Trunc:
 572       case Instruction::FPTrunc:
 573       case Instruction::BitCast:
 574       case Instruction::ShuffleVector:
 575         return TTI->getCastInstrCost(Opcode, T1, T2);
 576       }
 577
 578       return 1;
 579     }
 580
 581     // This determines the relative offset of two loads or stores, returning
 582     // true if the offset could be determined to be some constant value.
 583     // For example, if OffsetInElmts == 1, then J accesses the memory directly
 584     // after I; if OffsetInElmts == -1 then I accesses the memory
 585     // directly after J.
 586     bool getPairPtrInfo(Instruction *I, Instruction *J,
 587         Value *&IPtr, Value *&JPtr, unsigned &IAlignment, unsigned &JAlignment,
 588         unsigned &IAddressSpace, unsigned &JAddressSpace,
 589         int64_t &OffsetInElmts, bool ComputeOffset = true) {
 590       OffsetInElmts = 0;
 591       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 592         LoadInst *LJ = cast<LoadInst>(J);
 593         IPtr = LI->getPointerOperand();
 594         JPtr = LJ->getPointerOperand();
 595         IAlignment = LI->getAlignment();
 596         JAlignment = LJ->getAlignment();
 597         IAddressSpace = LI->getPointerAddressSpace();
 598         JAddressSpace = LJ->getPointerAddressSpace();
 599       } else {
 600         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I), *SJ = cast<StoreInst>(J);
 601         IPtr = SI->getPointerOperand();
 602         JPtr = SJ->getPointerOperand();
 603         IAlignment = SI->getAlignment();
 604         JAlignment = SJ->getAlignment();
 605         IAddressSpace = SI->getPointerAddressSpace();
 606         JAddressSpace = SJ->getPointerAddressSpace();
 607       }
 608
 609       if (!ComputeOffset)
 610         return true;
 611
 612       const SCEV *IPtrSCEV = SE->getSCEV(IPtr);
 613       const SCEV *JPtrSCEV = SE->getSCEV(JPtr);
 614
 615       // If this is a trivial offset, then we'll get something like
 616       // 1*sizeof(type). With target data, which we need anyway, this will get
 617       // constant folded into a number.
 618       const SCEV *OffsetSCEV = SE->getMinusSCEV(JPtrSCEV, IPtrSCEV);
 619       if (const SCEVConstant *ConstOffSCEV =
 620             dyn_cast<SCEVConstant>(OffsetSCEV)) {
 621         ConstantInt *IntOff = ConstOffSCEV->getValue();
 622         int64_t Offset = IntOff->getSExtValue();
 623
 624         Type *VTy = cast<PointerType>(IPtr->getType())->getElementType();
 625         int64_t VTyTSS = (int64_t) TD->getTypeStoreSize(VTy);
 626
 627         Type *VTy2 = cast<PointerType>(JPtr->getType())->getElementType();
 628         if (VTy != VTy2 && Offset < 0) {
 629           int64_t VTy2TSS = (int64_t) TD->getTypeStoreSize(VTy2);
 630           OffsetInElmts = Offset/VTy2TSS;
 631           return (abs64(Offset) % VTy2TSS) == 0;
 632         }
 633
 634         OffsetInElmts = Offset/VTyTSS;
 635         return (abs64(Offset) % VTyTSS) == 0;
 636       }
 637
 638       return false;
 639     }
 640
 641     // Returns true if the provided CallInst represents an intrinsic that can
 642     // be vectorized.
 643     bool isVectorizableIntrinsic(CallInst* I) {
 644       Function *F = I->getCalledFunction();
 645       if (!F) return false;
 646
 647       Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) F->getIntrinsicID();
 648       if (!IID) return false;
 649
 650       switch(IID) {
 651       default:
 652         return false;
 653       case Intrinsic::sqrt:
 654       case Intrinsic::powi:
 655       case Intrinsic::sin:
 656       case Intrinsic::cos:
 657       case Intrinsic::log:
 658       case Intrinsic::log2:
 659       case Intrinsic::log10:
 660       case Intrinsic::exp:
 661       case Intrinsic::exp2:
 662       case Intrinsic::pow:
 663         return Config.VectorizeMath;
 664       case Intrinsic::fma:
 665       case Intrinsic::fmuladd:
 666         return Config.VectorizeFMA;
 667       }
 668     }
 669
 670     bool isPureIEChain(InsertElementInst *IE) {
 671       InsertElementInst *IENext = IE;
 672       do {
 673         if (!isa<UndefValue>(IENext->getOperand(0)) &&
 674             !isa<InsertElementInst>(IENext->getOperand(0))) {
 675           return false;
 676         }
 677       } while ((IENext =
 678                  dyn_cast<InsertElementInst>(IENext->getOperand(0))));
 679
 680       return true;
 681     }
 682   };
 683
 684   // This function implements one vectorization iteration on the provided
 685   // basic block. It returns true if the block is changed.
 686   bool BBVectorize::vectorizePairs(BasicBlock &BB, bool NonPow2Len) {
 687     bool ShouldContinue;
 688     BasicBlock::iterator Start = BB.getFirstInsertionPt();
 689
 690     std::vector<Value *> AllPairableInsts;
 691     DenseMap<Value *, Value *> AllChosenPairs;
 692     DenseSet<ValuePair> AllFixedOrderPairs;
 693     DenseMap<VPPair, unsigned> AllPairConnectionTypes;
 694     DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > AllConnectedPairs,
 695                                                  AllConnectedPairDeps;
 696
 697     do {
 698       std::vector<Value *> PairableInsts;
 699       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > CandidatePairs;
 700       DenseSet<ValuePair> FixedOrderPairs;
 701       DenseMap<ValuePair, int> CandidatePairCostSavings;
 702       ShouldContinue = getCandidatePairs(BB, Start, CandidatePairs,
 703                                          FixedOrderPairs,
 704                                          CandidatePairCostSavings,
 705                                          PairableInsts, NonPow2Len);
 706       if (PairableInsts.empty()) continue;
 707
 708       // Build the candidate pair set for faster lookups.
 709       DenseSet<ValuePair> CandidatePairsSet;
 710       for (DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator I =
 711            CandidatePairs.begin(), E = CandidatePairs.end(); I != E; ++I)
 712         for (std::vector<Value *>::iterator J = I->second.begin(),
 713              JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 714           CandidatePairsSet.insert(ValuePair(I->first, *J));
 715
 716       // Now we have a map of all of the pairable instructions and we need to
 717       // select the best possible pairing. A good pairing is one such that the
 718       // users of the pair are also paired. This defines a (directed) forest
 719       // over the pairs such that two pairs are connected iff the second pair
 720       // uses the first.
 721
 722       // Note that it only matters that both members of the second pair use some
 723       // element of the first pair (to allow for splatting).
 724
 725       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > ConnectedPairs,
 726                                                    ConnectedPairDeps;
 727       DenseMap<VPPair, unsigned> PairConnectionTypes;
 728       computeConnectedPairs(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
 729                             PairableInsts, ConnectedPairs, PairConnectionTypes);
 730       if (ConnectedPairs.empty()) continue;
 731
 732       for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator
 733            I = ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end();
 734            I != IE; ++I)
 735         for (std::vector<ValuePair>::iterator J = I->second.begin(),
 736              JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 737           ConnectedPairDeps[*J].push_back(I->first);
 738
 739       // Build the pairable-instruction dependency map
 740       DenseSet<ValuePair> PairableInstUsers;
 741       buildDepMap(BB, CandidatePairs, PairableInsts, PairableInstUsers);
 742
 743       // There is now a graph of the connected pairs. For each variable, pick
 744       // the pairing with the largest tree meeting the depth requirement on at
 745       // least one branch. Then select all pairings that are part of that tree
 746       // and remove them from the list of available pairings and pairable
 747       // variables.
 748
 749       DenseMap<Value *, Value *> ChosenPairs;
 750       choosePairs(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
 751         CandidatePairCostSavings,
 752         PairableInsts, FixedOrderPairs, PairConnectionTypes,
 753         ConnectedPairs, ConnectedPairDeps,
 754         PairableInstUsers, ChosenPairs);
 755
 756       if (ChosenPairs.empty()) continue;
 757       AllPairableInsts.insert(AllPairableInsts.end(), PairableInsts.begin(),
 758                               PairableInsts.end());
 759       AllChosenPairs.insert(ChosenPairs.begin(), ChosenPairs.end());
 760
 761       // Only for the chosen pairs, propagate information on fixed-order pairs,
 762       // pair connections, and their types to the data structures used by the
 763       // pair fusion procedures.
 764       for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator I = ChosenPairs.begin(),
 765            IE = ChosenPairs.end(); I != IE; ++I) {
 766         if (FixedOrderPairs.count(*I))
 767           AllFixedOrderPairs.insert(*I);
 768         else if (FixedOrderPairs.count(ValuePair(I->second, I->first)))
 769           AllFixedOrderPairs.insert(ValuePair(I->second, I->first));
 770
 771         for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator J = ChosenPairs.begin();
 772              J != IE; ++J) {
 773           DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator K =
 774             PairConnectionTypes.find(VPPair(*I, *J));
 775           if (K != PairConnectionTypes.end()) {
 776             AllPairConnectionTypes.insert(*K);
 777           } else {
 778             K = PairConnectionTypes.find(VPPair(*J, *I));
 779             if (K != PairConnectionTypes.end())
 780               AllPairConnectionTypes.insert(*K);
 781           }
 782         }
 783       }
 784
 785       for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator
 786            I = ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end();
 787            I != IE; ++I)
 788         for (std::vector<ValuePair>::iterator J = I->second.begin(),
 789           JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 790           if (AllPairConnectionTypes.count(VPPair(I->first, *J))) {
 791             AllConnectedPairs[I->first].push_back(*J);
 792             AllConnectedPairDeps[*J].push_back(I->first);
 793           }
 794     } while (ShouldContinue);
 795
 796     if (AllChosenPairs.empty()) return false;
 797     NumFusedOps += AllChosenPairs.size();
 798
 799     // A set of pairs has now been selected. It is now necessary to replace the
 800     // paired instructions with vector instructions. For this procedure each
 801     // operand must be replaced with a vector operand. This vector is formed
 802     // by using build_vector on the old operands. The replaced values are then
 803     // replaced with a vector_extract on the result.  Subsequent optimization
 804     // passes should coalesce the build/extract combinations.
 805
 806     fuseChosenPairs(BB, AllPairableInsts, AllChosenPairs, AllFixedOrderPairs,
 807                     AllPairConnectionTypes,
 808                     AllConnectedPairs, AllConnectedPairDeps);
 809
 810     // It is important to cleanup here so that future iterations of this
 811     // function have less work to do.
 812     (void) SimplifyInstructionsInBlock(&BB, TD, AA->getTargetLibraryInfo());
 813     return true;
 814   }
 815
 816   // This function returns true if the provided instruction is capable of being
 817   // fused into a vector instruction. This determination is based only on the
 818   // type and other attributes of the instruction.
 819   bool BBVectorize::isInstVectorizable(Instruction *I,
 820                                          bool &IsSimpleLoadStore) {
 821     IsSimpleLoadStore = false;
 822
 823     if (CallInst *C = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 824       if (!isVectorizableIntrinsic(C))
 825         return false;
 826     } else if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 827       // Vectorize simple loads if possbile:
 828       IsSimpleLoadStore = L->isSimple();
 829       if (!IsSimpleLoadStore || !Config.VectorizeMemOps)
 830         return false;
 831     } else if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 832       // Vectorize simple stores if possbile:
 833       IsSimpleLoadStore = S->isSimple();
 834       if (!IsSimpleLoadStore || !Config.VectorizeMemOps)
 835         return false;
 836     } else if (CastInst *C = dyn_cast<CastInst>(I)) {
 837       // We can vectorize casts, but not casts of pointer types, etc.
 838       if (!Config.VectorizeCasts)
 839         return false;
 840
 841       Type *SrcTy = C->getSrcTy();
 842       if (!SrcTy->isSingleValueType())
 843         return false;
 844
 845       Type *DestTy = C->getDestTy();
 846       if (!DestTy->isSingleValueType())
 847         return false;
 848     } else if (isa<SelectInst>(I)) {
 849       if (!Config.VectorizeSelect)
 850         return false;
 851     } else if (isa<CmpInst>(I)) {
 852       if (!Config.VectorizeCmp)
 853         return false;
 854     } else if (GetElementPtrInst *G = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
 855       if (!Config.VectorizeGEP)
 856         return false;
 857
 858       // Currently, vector GEPs exist only with one index.
 859       if (G->getNumIndices() != 1)
 860         return false;
 861     } else if (!(I->isBinaryOp() || isa<ShuffleVectorInst>(I) ||
 862         isa<ExtractElementInst>(I) || isa<InsertElementInst>(I))) {
 863       return false;
 864     }
 865
 866     // We can't vectorize memory operations without target data
 867     if (TD == 0 && IsSimpleLoadStore)
 868       return false;
 869
 870     Type *T1, *T2;
 871     getInstructionTypes(I, T1, T2);
 872
 873     // Not every type can be vectorized...
 874     if (!(VectorType::isValidElementType(T1) || T1->isVectorTy()) ||
 875         !(VectorType::isValidElementType(T2) || T2->isVectorTy()))
 876       return false;
 877
 878     if (T1->getScalarSizeInBits() == 1) {
 879       if (!Config.VectorizeBools)
 880         return false;
 881     } else {
 882       if (!Config.VectorizeInts && T1->isIntOrIntVectorTy())
 883         return false;
 884     }
 885
 886     if (T2->getScalarSizeInBits() == 1) {
 887       if (!Config.VectorizeBools)
 888         return false;
 889     } else {
 890       if (!Config.VectorizeInts && T2->isIntOrIntVectorTy())
 891         return false;
 892     }
 893
 894     if (!Config.VectorizeFloats
 895         && (T1->isFPOrFPVectorTy() || T2->isFPOrFPVectorTy()))
 896       return false;
 897
 898     // Don't vectorize target-specific types.
 899     if (T1->isX86_FP80Ty() || T1->isPPC_FP128Ty() || T1->isX86_MMXTy())
 900       return false;
 901     if (T2->isX86_FP80Ty() || T2->isPPC_FP128Ty() || T2->isX86_MMXTy())
 902       return false;
 903
 904     if ((!Config.VectorizePointers || TD == 0) &&
 905         (T1->getScalarType()->isPointerTy() ||
 906          T2->getScalarType()->isPointerTy()))
 907       return false;
 908
 909     if (!TTI && (T1->getPrimitiveSizeInBits() >= Config.VectorBits ||
 910                  T2->getPrimitiveSizeInBits() >= Config.VectorBits))
 911       return false;
 912
 913     return true;
 914   }
 915
 916   // This function returns true if the two provided instructions are compatible
 917   // (meaning that they can be fused into a vector instruction). This assumes
 918   // that I has already been determined to be vectorizable and that J is not
 919   // in the use tree of I.
 920   bool BBVectorize::areInstsCompatible(Instruction *I, Instruction *J,
 921                        bool IsSimpleLoadStore, bool NonPow2Len,
 922                        int &CostSavings, int &FixedOrder) {
 923     DEBUG(if (DebugInstructionExamination) dbgs() << "BBV: looking at " << *I <<
 924                      " <-> " << *J << "\n");
 925
 926     CostSavings = 0;
 927     FixedOrder = 0;
 928
 929     // Loads and stores can be merged if they have different alignments,
 930     // but are otherwise the same.
 931     if (!J->isSameOperationAs(I, Instruction::CompareIgnoringAlignment |
 932                       (NonPow2Len ? Instruction::CompareUsingScalarTypes : 0)))
 933       return false;
 934
 935     Type *IT1, *IT2, *JT1, *JT2;
 936     getInstructionTypes(I, IT1, IT2);
 937     getInstructionTypes(J, JT1, JT2);
 938     unsigned MaxTypeBits = std::max(
 939       IT1->getPrimitiveSizeInBits() + JT1->getPrimitiveSizeInBits(),
 940       IT2->getPrimitiveSizeInBits() + JT2->getPrimitiveSizeInBits());
 941     if (!TTI && MaxTypeBits > Config.VectorBits)
 942       return false;
 943
 944     // FIXME: handle addsub-type operations!
 945
 946     if (IsSimpleLoadStore) {
 947       Value *IPtr, *JPtr;
 948       unsigned IAlignment, JAlignment, IAddressSpace, JAddressSpace;
 949       int64_t OffsetInElmts = 0;
 950       if (getPairPtrInfo(I, J, IPtr, JPtr, IAlignment, JAlignment,
 951             IAddressSpace, JAddressSpace,
 952             OffsetInElmts) && abs64(OffsetInElmts) == 1) {
 953         FixedOrder = (int) OffsetInElmts;
 954         unsigned BottomAlignment = IAlignment;
 955         if (OffsetInElmts < 0) BottomAlignment = JAlignment;
 956
 957         Type *aTypeI = isa<StoreInst>(I) ?
 958           cast<StoreInst>(I)->getValueOperand()->getType() : I->getType();
 959         Type *aTypeJ = isa<StoreInst>(J) ?
 960           cast<StoreInst>(J)->getValueOperand()->getType() : J->getType();
 961         Type *VType = getVecTypeForPair(aTypeI, aTypeJ);
 962
 963         if (Config.AlignedOnly) {
 964           // An aligned load or store is possible only if the instruction
 965           // with the lower offset has an alignment suitable for the
 966           // vector type.
 967
 968           unsigned VecAlignment = TD->getPrefTypeAlignment(VType);
 969           if (BottomAlignment < VecAlignment)
 970             return false;
 971         }
 972
 973         if (TTI) {
 974           unsigned ICost = TTI->getMemoryOpCost(I->getOpcode(), aTypeI,
 975                                                 IAlignment, IAddressSpace);
 976           unsigned JCost = TTI->getMemoryOpCost(J->getOpcode(), aTypeJ,
 977                                                 JAlignment, JAddressSpace);
 978           unsigned VCost = TTI->getMemoryOpCost(I->getOpcode(), VType,
 979                                                 BottomAlignment,
 980                                                 IAddressSpace);
 981
 982           ICost += TTI->getAddressComputationCost(aTypeI);
 983           JCost += TTI->getAddressComputationCost(aTypeJ);
 984           VCost += TTI->getAddressComputationCost(VType);
 985
 986           if (VCost > ICost + JCost)
 987             return false;
 988
 989           // We don't want to fuse to a type that will be split, even
 990           // if the two input types will also be split and there is no other
 991           // associated cost.
 992           unsigned VParts = TTI->getNumberOfParts(VType);
 993           if (VParts > 1)
 994             return false;
 995           else if (!VParts && VCost == ICost + JCost)
 996             return false;
 997
 998           CostSavings = ICost + JCost - VCost;
 999         }
1000       } else {
1001         return false;
1002       }
1003     } else if (TTI) {
1004       unsigned ICost = getInstrCost(I->getOpcode(), IT1, IT2);
1005       unsigned JCost = getInstrCost(J->getOpcode(), JT1, JT2);
1006       Type *VT1 = getVecTypeForPair(IT1, JT1),
1007            *VT2 = getVecTypeForPair(IT2, JT2);
1008
1009       // Note that this procedure is incorrect for insert and extract element
1010       // instructions (because combining these often results in a shuffle),
1011       // but this cost is ignored (because insert and extract element
1012       // instructions are assigned a zero depth factor and are not really
1013       // fused in general).
1014       unsigned VCost = getInstrCost(I->getOpcode(), VT1, VT2);
1015
1016       if (VCost > ICost + JCost)
1017         return false;
1018
1019       // We don't want to fuse to a type that will be split, even
1020       // if the two input types will also be split and there is no other
1021       // associated cost.
1022       unsigned VParts1 = TTI->getNumberOfParts(VT1),
1023                VParts2 = TTI->getNumberOfParts(VT2);
1024       if (VParts1 > 1 || VParts2 > 1)
1025         return false;
1026       else if ((!VParts1 || !VParts2) && VCost == ICost + JCost)
1027         return false;
1028
1029       CostSavings = ICost + JCost - VCost;
1030     }
1031
1032     // The powi intrinsic is special because only the first argument is
1033     // vectorized, the second arguments must be equal.
1034     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
1035     Function *FI;
1036     if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
1037       Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) FI->getIntrinsicID();
1038       if (IID == Intrinsic::powi) {
1039         Value *A1I = CI->getArgOperand(1),
1040               *A1J = cast<CallInst>(J)->getArgOperand(1);
1041         const SCEV *A1ISCEV = SE->getSCEV(A1I),
1042                    *A1JSCEV = SE->getSCEV(A1J);
1043         return (A1ISCEV == A1JSCEV);
1044       }
1045
1046       if (IID && TTI) {
1047         SmallVector<Type*, 4> Tys;
1048         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
1049           Tys.push_back(CI->getArgOperand(i)->getType());
1050         unsigned ICost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, IT1, Tys);
1051
1052         Tys.clear();
1053         CallInst *CJ = cast<CallInst>(J);
1054         for (unsigned i = 0, ie = CJ->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
1055           Tys.push_back(CJ->getArgOperand(i)->getType());
1056         unsigned JCost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, JT1, Tys);
1057
1058         Tys.clear();
1059         assert(CI->getNumArgOperands() == CJ->getNumArgOperands() &&
1060                "Intrinsic argument counts differ");
1061         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
1062           if (IID == Intrinsic::powi && i == 1)
1063             Tys.push_back(CI->getArgOperand(i)->getType());
1064           else
1065             Tys.push_back(getVecTypeForPair(CI->getArgOperand(i)->getType(),
1066                                             CJ->getArgOperand(i)->getType()));
1067         }
1068
1069         Type *RetTy = getVecTypeForPair(IT1, JT1);
1070         unsigned VCost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Tys);
1071
1072         if (VCost > ICost + JCost)
1073           return false;
1074
1075         // We don't want to fuse to a type that will be split, even
1076         // if the two input types will also be split and there is no other
1077         // associated cost.
1078         unsigned RetParts = TTI->getNumberOfParts(RetTy);
1079         if (RetParts > 1)
1080           return false;
1081         else if (!RetParts && VCost == ICost + JCost)
1082           return false;
1083
1084         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
1085           if (!Tys[i]->isVectorTy())
1086             continue;
1087
1088           unsigned NumParts = TTI->getNumberOfParts(Tys[i]);
1089           if (NumParts > 1)
1090             return false;
1091           else if (!NumParts && VCost == ICost + JCost)
1092             return false;
1093         }
1094
1095         CostSavings = ICost + JCost - VCost;
1096       }
1097     }
1098
1099     return true;
1100   }
1101
1102   // Figure out whether or not J uses I and update the users and write-set
1103   // structures associated with I. Specifically, Users represents the set of
1104   // instructions that depend on I. WriteSet represents the set
1105   // of memory locations that are dependent on I. If UpdateUsers is true,
1106   // and J uses I, then Users is updated to contain J and WriteSet is updated
1107   // to contain any memory locations to which J writes. The function returns
1108   // true if J uses I. By default, alias analysis is used to determine
1109   // whether J reads from memory that overlaps with a location in WriteSet.
1110   // If LoadMoveSet is not null, then it is a previously-computed map
1111   // where the key is the memory-based user instruction and the value is
1112   // the instruction to be compared with I. So, if LoadMoveSet is provided,
1113   // then the alias analysis is not used. This is necessary because this
1114   // function is called during the process of moving instructions during
1115   // vectorization and the results of the alias analysis are not stable during
1116   // that process.
1117   bool BBVectorize::trackUsesOfI(DenseSet<Value *> &Users,
1118                        AliasSetTracker &WriteSet, Instruction *I,
1119                        Instruction *J, bool UpdateUsers,
1120                        DenseSet<ValuePair> *LoadMoveSetPairs) {
1121     bool UsesI = false;
1122
1123     // This instruction may already be marked as a user due, for example, to
1124     // being a member of a selected pair.
1125     if (Users.count(J))
1126       UsesI = true;
1127
1128     if (!UsesI)
1129       for (User::op_iterator JU = J->op_begin(), JE = J->op_end();
1130            JU != JE; ++JU) {
1131         Value *V = *JU;
1132         if (I == V || Users.count(V)) {
1133           UsesI = true;
1134           break;
1135         }
1136       }
1137     if (!UsesI && J->mayReadFromMemory()) {
1138       if (LoadMoveSetPairs) {
1139         UsesI = LoadMoveSetPairs->count(ValuePair(J, I));
1140       } else {
1141         for (AliasSetTracker::iterator W = WriteSet.begin(),
1142              WE = WriteSet.end(); W != WE; ++W) {
1143           if (W->aliasesUnknownInst(J, *AA)) {
1144             UsesI = true;
1145             break;
1146           }
1147         }
1148       }
1149     }
1150
1151     if (UsesI && UpdateUsers) {
1152       if (J->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(J);
1153       Users.insert(J);
1154     }
1155
1156     return UsesI;
1157   }
1158
1159   // This function iterates over all instruction pairs in the provided
1160   // basic block and collects all candidate pairs for vectorization.
1161   bool BBVectorize::getCandidatePairs(BasicBlock &BB,
1162                        BasicBlock::iterator &Start,
1163                        DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1164                        DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
1165                        DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
1166                        std::vector<Value *> &PairableInsts, bool NonPow2Len) {
1167     BasicBlock::iterator E = BB.end();
1168     if (Start == E) return false;
1169
1170     bool ShouldContinue = false, IAfterStart = false;
1171     for (BasicBlock::iterator I = Start++; I != E; ++I) {
1172       if (I == Start) IAfterStart = true;
1173
1174       bool IsSimpleLoadStore;
1175       if (!isInstVectorizable(I, IsSimpleLoadStore)) continue;
1176
1177       // Look for an instruction with which to pair instruction *I...
1178       DenseSet<Value *> Users;
1179       AliasSetTracker WriteSet(*AA);
1180       bool JAfterStart = IAfterStart;
1181       BasicBlock::iterator J = llvm::next(I);
1182       for (unsigned ss = 0; J != E && ss <= Config.SearchLimit; ++J, ++ss) {
1183         if (J == Start) JAfterStart = true;
1184
1185         // Determine if J uses I, if so, exit the loop.
1186         bool UsesI = trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J, !Config.FastDep);
1187         if (Config.FastDep) {
1188           // Note: For this heuristic to be effective, independent operations
1189           // must tend to be intermixed. This is likely to be true from some
1190           // kinds of grouped loop unrolling (but not the generic LLVM pass),
1191           // but otherwise may require some kind of reordering pass.
1192
1193           // When using fast dependency analysis,
1194           // stop searching after first use:
1195           if (UsesI) break;
1196         } else {
1197           if (UsesI) continue;
1198         }
1199
1200         // J does not use I, and comes before the first use of I, so it can be
1201         // merged with I if the instructions are compatible.
1202         int CostSavings, FixedOrder;
1203         if (!areInstsCompatible(I, J, IsSimpleLoadStore, NonPow2Len,
1204             CostSavings, FixedOrder)) continue;
1205
1206         // J is a candidate for merging with I.
1207         if (!PairableInsts.size() ||
1208              PairableInsts[PairableInsts.size()-1] != I) {
1209           PairableInsts.push_back(I);
1210         }
1211
1212         CandidatePairs[I].push_back(J);
1213         if (TTI)
1214           CandidatePairCostSavings.insert(ValuePairWithCost(ValuePair(I, J),
1215                                                             CostSavings));
1216
1217         if (FixedOrder == 1)
1218           FixedOrderPairs.insert(ValuePair(I, J));
1219         else if (FixedOrder == -1)
1220           FixedOrderPairs.insert(ValuePair(J, I));
1221
1222         // The next call to this function must start after the last instruction
1223         // selected during this invocation.
1224         if (JAfterStart) {
1225           Start = llvm::next(J);
1226           IAfterStart = JAfterStart = false;
1227         }
1228
1229         DEBUG(if (DebugCandidateSelection) dbgs() << "BBV: candidate pair "
1230                      << *I << " <-> " << *J << " (cost savings: " <<
1231                      CostSavings << ")\n");
1232
1233         // If we have already found too many pairs, break here and this function
1234         // will be called again starting after the last instruction selected
1235         // during this invocation.
1236         if (PairableInsts.size() >= Config.MaxInsts) {
1237           ShouldContinue = true;
1238           break;
1239         }
1240       }
1241
1242       if (ShouldContinue)
1243         break;
1244     }
1245
1246     DEBUG(dbgs() << "BBV: found " << PairableInsts.size()
1247            << " instructions with candidate pairs\n");
1248
1249     return ShouldContinue;
1250   }
1251
1252   // Finds candidate pairs connected to the pair P = <PI, PJ>. This means that
1253   // it looks for pairs such that both members have an input which is an
1254   // output of PI or PJ.
1255   void BBVectorize::computePairsConnectedTo(
1256                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1257                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1258                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1259                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1260                   DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
1261                   ValuePair P) {
1262     StoreInst *SI, *SJ;
1263
1264     // For each possible pairing for this variable, look at the uses of
1265     // the first value...
1266     for (Value::use_iterator I = P.first->use_begin(),
1267          E = P.first->use_end(); I != E; ++I) {
1268       if (isa<LoadInst>(*I)) {
1269         // A pair cannot be connected to a load because the load only takes one
1270         // operand (the address) and it is a scalar even after vectorization.
1271         continue;
1272       } else if ((SI = dyn_cast<StoreInst>(*I)) &&
1273                  P.first == SI->getPointerOperand()) {
1274         // Similarly, a pair cannot be connected to a store through its
1275         // pointer operand.
1276         continue;
1277       }
1278
1279       // For each use of the first variable, look for uses of the second
1280       // variable...
1281       for (Value::use_iterator J = P.second->use_begin(),
1282            E2 = P.second->use_end(); J != E2; ++J) {
1283         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(*J)) &&
1284             P.second == SJ->getPointerOperand())
1285           continue;
1286
1287         // Look for <I, J>:
1288         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(*I, *J))) {
1289           VPPair VP(P, ValuePair(*I, *J));
1290           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1291           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionDirect));
1292         }
1293
1294         // Look for <J, I>:
1295         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(*J, *I))) {
1296           VPPair VP(P, ValuePair(*J, *I));
1297           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1298           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSwap));
1299         }
1300       }
1301
1302       if (Config.SplatBreaksChain) continue;
1303       // Look for cases where just the first value in the pair is used by
1304       // both members of another pair (splatting).
1305       for (Value::use_iterator J = P.first->use_begin(); J != E; ++J) {
1306         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(*J)) &&
1307             P.first == SJ->getPointerOperand())
1308           continue;
1309
1310         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(*I, *J))) {
1311           VPPair VP(P, ValuePair(*I, *J));
1312           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1313           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSplat));
1314         }
1315       }
1316     }
1317
1318     if (Config.SplatBreaksChain) return;
1319     // Look for cases where just the second value in the pair is used by
1320     // both members of another pair (splatting).
1321     for (Value::use_iterator I = P.second->use_begin(),
1322          E = P.second->use_end(); I != E; ++I) {
1323       if (isa<LoadInst>(*I))
1324         continue;
1325       else if ((SI = dyn_cast<StoreInst>(*I)) &&
1326                P.second == SI->getPointerOperand())
1327         continue;
1328
1329       for (Value::use_iterator J = P.second->use_begin(); J != E; ++J) {
1330         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(*J)) &&
1331             P.second == SJ->getPointerOperand())
1332           continue;
1333
1334         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(*I, *J))) {
1335           VPPair VP(P, ValuePair(*I, *J));
1336           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1337           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSplat));
1338         }
1339       }
1340     }
1341   }
1342
1343   // This function figures out which pairs are connected.  Two pairs are
1344   // connected if some output of the first pair forms an input to both members
1345   // of the second pair.
1346   void BBVectorize::computeConnectedPairs(
1347                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1348                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1349                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1350                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1351                   DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes) {
1352     for (std::vector<Value *>::iterator PI = PairableInsts.begin(),
1353          PE = PairableInsts.end(); PI != PE; ++PI) {
1354       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator PP =
1355         CandidatePairs.find(*PI);
1356       if (PP == CandidatePairs.end())
1357         continue;
1358
1359       for (std::vector<Value *>::iterator P = PP->second.begin(),
1360            E = PP->second.end(); P != E; ++P)
1361         computePairsConnectedTo(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
1362                                 PairableInsts, ConnectedPairs,
1363                                 PairConnectionTypes, ValuePair(*PI, *P));
1364     }
1365
1366     DEBUG(size_t TotalPairs = 0;
1367           for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator I =
1368                ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end(); I != IE; ++I)
1369             TotalPairs += I->second.size();
1370           dbgs() << "BBV: found " << TotalPairs
1371                  << " pair connections.\n");
1372   }
1373
1374   // This function builds a set of use tuples such that <A, B> is in the set
1375   // if B is in the use tree of A. If B is in the use tree of A, then B
1376   // depends on the output of A.
1377   void BBVectorize::buildDepMap(
1378                       BasicBlock &BB,
1379                       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1380                       std::vector<Value *> &PairableInsts,
1381                       DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers) {
1382     DenseSet<Value *> IsInPair;
1383     for (DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator C =
1384          CandidatePairs.begin(), E = CandidatePairs.end(); C != E; ++C) {
1385       IsInPair.insert(C->first);
1386       IsInPair.insert(C->second.begin(), C->second.end());
1387     }
1388
1389     // Iterate through the basic block, recording all users of each
1390     // pairable instruction.
1391
1392     BasicBlock::iterator E = BB.end(), EL =
1393       BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PairableInsts.back()));
1394     for (BasicBlock::iterator I = BB.getFirstInsertionPt(); I != E; ++I) {
1395       if (IsInPair.find(I) == IsInPair.end()) continue;
1396
1397       DenseSet<Value *> Users;
1398       AliasSetTracker WriteSet(*AA);
1399       for (BasicBlock::iterator J = llvm::next(I); J != E; ++J) {
1400         (void) trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J);
1401
1402         if (J == EL)
1403           break;
1404       }
1405
1406       for (DenseSet<Value *>::iterator U = Users.begin(), E = Users.end();
1407            U != E; ++U) {
1408         if (IsInPair.find(*U) == IsInPair.end()) continue;
1409         PairableInstUsers.insert(ValuePair(I, *U));
1410       }
1411
1412       if (I == EL)
1413         break;
1414     }
1415   }
1416
1417   // Returns true if an input to pair P is an output of pair Q and also an
1418   // input of pair Q is an output of pair P. If this is the case, then these
1419   // two pairs cannot be simultaneously fused.
1420   bool BBVectorize::pairsConflict(ValuePair P, ValuePair Q,
1421              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1422              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > *PairableInstUserMap,
1423              DenseSet<VPPair> *PairableInstUserPairSet) {
1424     // Two pairs are in conflict if they are mutual Users of eachother.
1425     bool QUsesP = PairableInstUsers.count(ValuePair(P.first,  Q.first))  ||
1426                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.first,  Q.second)) ||
1427                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.second, Q.first))  ||
1428                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.second, Q.second));
1429     bool PUsesQ = PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.first,  P.first))  ||
1430                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.first,  P.second)) ||
1431                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.second, P.first))  ||
1432                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.second, P.second));
1433     if (PairableInstUserMap) {
1434       // FIXME: The expensive part of the cycle check is not so much the cycle
1435       // check itself but this edge insertion procedure. This needs some
1436       // profiling and probably a different data structure.
1437       if (PUsesQ) {
1438         if (PairableInstUserPairSet->insert(VPPair(Q, P)).second)
1439           (*PairableInstUserMap)[Q].push_back(P);
1440       }
1441       if (QUsesP) {
1442         if (PairableInstUserPairSet->insert(VPPair(P, Q)).second)
1443           (*PairableInstUserMap)[P].push_back(Q);
1444       }
1445     }
1446
1447     return (QUsesP && PUsesQ);
1448   }
1449
1450   // This function walks the use graph of current pairs to see if, starting
1451   // from P, the walk returns to P.
1452   bool BBVectorize::pairWillFormCycle(ValuePair P,
1453              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1454              DenseSet<ValuePair> &CurrentPairs) {
1455     DEBUG(if (DebugCycleCheck)
1456             dbgs() << "BBV: starting cycle check for : " << *P.first << " <-> "
1457                    << *P.second << "\n");
1458     // A lookup table of visisted pairs is kept because the PairableInstUserMap
1459     // contains non-direct associations.
1460     DenseSet<ValuePair> Visited;
1461     SmallVector<ValuePair, 32> Q;
1462     // General depth-first post-order traversal:
1463     Q.push_back(P);
1464     do {
1465       ValuePair QTop = Q.pop_back_val();
1466       Visited.insert(QTop);
1467
1468       DEBUG(if (DebugCycleCheck)
1469               dbgs() << "BBV: cycle check visiting: " << *QTop.first << " <-> "
1470                      << *QTop.second << "\n");
1471       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1472         PairableInstUserMap.find(QTop);
1473       if (QQ == PairableInstUserMap.end())
1474         continue;
1475
1476       for (std::vector<ValuePair>::iterator C = QQ->second.begin(),
1477            CE = QQ->second.end(); C != CE; ++C) {
1478         if (*C == P) {
1479           DEBUG(dbgs()
1480                  << "BBV: rejected to prevent non-trivial cycle formation: "
1481                  << QTop.first << " <-> " << C->second << "\n");
1482           return true;
1483         }
1484
1485         if (CurrentPairs.count(*C) && !Visited.count(*C))
1486           Q.push_back(*C);
1487       }
1488     } while (!Q.empty());
1489
1490     return false;
1491   }
1492
1493   // This function builds the initial tree of connected pairs with the
1494   // pair J at the root.
1495   void BBVectorize::buildInitialTreeFor(
1496                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1497                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1498                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1499                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1500                   DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1501                   DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1502                   DenseMap<ValuePair, size_t> &Tree, ValuePair J) {
1503     // Each of these pairs is viewed as the root node of a Tree. The Tree
1504     // is then walked (depth-first). As this happens, we keep track of
1505     // the pairs that compose the Tree and the maximum depth of the Tree.
1506     SmallVector<ValuePairWithDepth, 32> Q;
1507     // General depth-first post-order traversal:
1508     Q.push_back(ValuePairWithDepth(J, getDepthFactor(J.first)));
1509     do {
1510       ValuePairWithDepth QTop = Q.back();
1511
1512       // Push each child onto the queue:
1513       bool MoreChildren = false;
1514       size_t MaxChildDepth = QTop.second;
1515       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1516         ConnectedPairs.find(QTop.first);
1517       if (QQ != ConnectedPairs.end())
1518         for (std::vector<ValuePair>::iterator k = QQ->second.begin(),
1519              ke = QQ->second.end(); k != ke; ++k) {
1520           // Make sure that this child pair is still a candidate:
1521           if (CandidatePairsSet.count(*k)) {
1522             DenseMap<ValuePair, size_t>::iterator C = Tree.find(*k);
1523             if (C == Tree.end()) {
1524               size_t d = getDepthFactor(k->first);
1525               Q.push_back(ValuePairWithDepth(*k, QTop.second+d));
1526               MoreChildren = true;
1527             } else {
1528               MaxChildDepth = std::max(MaxChildDepth, C->second);
1529             }
1530           }
1531         }
1532
1533       if (!MoreChildren) {
1534         // Record the current pair as part of the Tree:
1535         Tree.insert(ValuePairWithDepth(QTop.first, MaxChildDepth));
1536         Q.pop_back();
1537       }
1538     } while (!Q.empty());
1539   }
1540
1541   // Given some initial tree, prune it by removing conflicting pairs (pairs
1542   // that cannot be simultaneously chosen for vectorization).
1543   void BBVectorize::pruneTreeFor(
1544               DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1545               std::vector<Value *> &PairableInsts,
1546               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1547               DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1548               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1549               DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
1550               DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1551               DenseMap<ValuePair, size_t> &Tree,
1552               DenseSet<ValuePair> &PrunedTree, ValuePair J,
1553               bool UseCycleCheck) {
1554     SmallVector<ValuePairWithDepth, 32> Q;
1555     // General depth-first post-order traversal:
1556     Q.push_back(ValuePairWithDepth(J, getDepthFactor(J.first)));
1557     do {
1558       ValuePairWithDepth QTop = Q.pop_back_val();
1559       PrunedTree.insert(QTop.first);
1560
1561       // Visit each child, pruning as necessary...
1562       SmallVector<ValuePairWithDepth, 8> BestChildren;
1563       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1564         ConnectedPairs.find(QTop.first);
1565       if (QQ == ConnectedPairs.end())
1566         continue;
1567
1568       for (std::vector<ValuePair>::iterator K = QQ->second.begin(),
1569            KE = QQ->second.end(); K != KE; ++K) {
1570         DenseMap<ValuePair, size_t>::iterator C = Tree.find(*K);
1571         if (C == Tree.end()) continue;
1572
1573         // This child is in the Tree, now we need to make sure it is the
1574         // best of any conflicting children. There could be multiple
1575         // conflicting children, so first, determine if we're keeping
1576         // this child, then delete conflicting children as necessary.
1577
1578         // It is also necessary to guard against pairing-induced
1579         // dependencies. Consider instructions a .. x .. y .. b
1580         // such that (a,b) are to be fused and (x,y) are to be fused
1581         // but a is an input to x and b is an output from y. This
1582         // means that y cannot be moved after b but x must be moved
1583         // after b for (a,b) to be fused. In other words, after
1584         // fusing (a,b) we have y .. a/b .. x where y is an input
1585         // to a/b and x is an output to a/b: x and y can no longer
1586         // be legally fused. To prevent this condition, we must
1587         // make sure that a child pair added to the Tree is not
1588         // both an input and output of an already-selected pair.
1589
1590         // Pairing-induced dependencies can also form from more complicated
1591         // cycles. The pair vs. pair conflicts are easy to check, and so
1592         // that is done explicitly for "fast rejection", and because for
1593         // child vs. child conflicts, we may prefer to keep the current
1594         // pair in preference to the already-selected child.
1595         DenseSet<ValuePair> CurrentPairs;
1596
1597         bool CanAdd = true;
1598         for (SmallVector<ValuePairWithDepth, 8>::iterator C2
1599               = BestChildren.begin(), E2 = BestChildren.end();
1600              C2 != E2; ++C2) {
1601           if (C2->first.first == C->first.first ||
1602               C2->first.first == C->first.second ||
1603               C2->first.second == C->first.first ||
1604               C2->first.second == C->first.second ||
1605               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers,
1606                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : 0,
1607                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : 0)) {
1608             if (C2->second >= C->second) {
1609               CanAdd = false;
1610               break;
1611             }
1612
1613             CurrentPairs.insert(C2->first);
1614           }
1615         }
1616         if (!CanAdd) continue;
1617
1618         // Even worse, this child could conflict with another node already
1619         // selected for the Tree. If that is the case, ignore this child.
1620         for (DenseSet<ValuePair>::iterator T = PrunedTree.begin(),
1621              E2 = PrunedTree.end(); T != E2; ++T) {
1622           if (T->first == C->first.first ||
1623               T->first == C->first.second ||
1624               T->second == C->first.first ||
1625               T->second == C->first.second ||
1626               pairsConflict(*T, C->first, PairableInstUsers,
1627                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : 0,
1628                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : 0)) {
1629             CanAdd = false;
1630             break;
1631           }
1632
1633           CurrentPairs.insert(*T);
1634         }
1635         if (!CanAdd) continue;
1636
1637         // And check the queue too...
1638         for (SmallVector<ValuePairWithDepth, 32>::iterator C2 = Q.begin(),
1639              E2 = Q.end(); C2 != E2; ++C2) {
1640           if (C2->first.first == C->first.first ||
1641               C2->first.first == C->first.second ||
1642               C2->first.second == C->first.first ||
1643               C2->first.second == C->first.second ||
1644               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers,
1645                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : 0,
1646                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : 0)) {
1647             CanAdd = false;
1648             break;
1649           }
1650
1651           CurrentPairs.insert(C2->first);
1652         }
1653         if (!CanAdd) continue;
1654
1655         // Last but not least, check for a conflict with any of the
1656         // already-chosen pairs.
1657         for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator C2 =
1658               ChosenPairs.begin(), E2 = ChosenPairs.end();
1659              C2 != E2; ++C2) {
1660           if (pairsConflict(*C2, C->first, PairableInstUsers,
1661                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : 0,
1662                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : 0)) {
1663             CanAdd = false;
1664             break;
1665           }
1666
1667           CurrentPairs.insert(*C2);
1668         }
1669         if (!CanAdd) continue;
1670
1671         // To check for non-trivial cycles formed by the addition of the
1672         // current pair we've formed a list of all relevant pairs, now use a
1673         // graph walk to check for a cycle. We start from the current pair and
1674         // walk the use tree to see if we again reach the current pair. If we
1675         // do, then the current pair is rejected.
1676
1677         // FIXME: It may be more efficient to use a topological-ordering
1678         // algorithm to improve the cycle check. This should be investigated.
1679         if (UseCycleCheck &&
1680             pairWillFormCycle(C->first, PairableInstUserMap, CurrentPairs))
1681           continue;
1682
1683         // This child can be added, but we may have chosen it in preference
1684         // to an already-selected child. Check for this here, and if a
1685         // conflict is found, then remove the previously-selected child
1686         // before adding this one in its place.
1687         for (SmallVector<ValuePairWithDepth, 8>::iterator C2
1688               = BestChildren.begin(); C2 != BestChildren.end();) {
1689           if (C2->first.first == C->first.first ||
1690               C2->first.first == C->first.second ||
1691               C2->first.second == C->first.first ||
1692               C2->first.second == C->first.second ||
1693               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers))
1694             C2 = BestChildren.erase(C2);
1695           else
1696             ++C2;
1697         }
1698
1699         BestChildren.push_back(ValuePairWithDepth(C->first, C->second));
1700       }
1701
1702       for (SmallVector<ValuePairWithDepth, 8>::iterator C
1703             = BestChildren.begin(), E2 = BestChildren.end();
1704            C != E2; ++C) {
1705         size_t DepthF = getDepthFactor(C->first.first);
1706         Q.push_back(ValuePairWithDepth(C->first, QTop.second+DepthF));
1707       }
1708     } while (!Q.empty());
1709   }
1710
1711   // This function finds the best tree of mututally-compatible connected
1712   // pairs, given the choice of root pairs as an iterator range.
1713   void BBVectorize::findBestTreeFor(
1714               DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1715               DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1716               DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
1717               std::vector<Value *> &PairableInsts,
1718               DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
1719               DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
1720               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1721               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
1722               DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1723               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1724               DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
1725               DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1726               DenseSet<ValuePair> &BestTree, size_t &BestMaxDepth,
1727               int &BestEffSize, Value *II, std::vector<Value *>&JJ,
1728               bool UseCycleCheck) {
1729     for (std::vector<Value *>::iterator J = JJ.begin(), JE = JJ.end();
1730          J != JE; ++J) {
1731       ValuePair IJ(II, *J);
1732       if (!CandidatePairsSet.count(IJ))
1733         continue;
1734
1735       // Before going any further, make sure that this pair does not
1736       // conflict with any already-selected pairs (see comment below
1737       // near the Tree pruning for more details).
1738       DenseSet<ValuePair> ChosenPairSet;
1739       bool DoesConflict = false;
1740       for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator C = ChosenPairs.begin(),
1741            E = ChosenPairs.end(); C != E; ++C) {
1742         if (pairsConflict(*C, IJ, PairableInstUsers,
1743                           UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : 0,
1744                           UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : 0)) {
1745           DoesConflict = true;
1746           break;
1747         }
1748
1749         ChosenPairSet.insert(*C);
1750       }
1751       if (DoesConflict) continue;
1752
1753       if (UseCycleCheck &&
1754           pairWillFormCycle(IJ, PairableInstUserMap, ChosenPairSet))
1755         continue;
1756
1757       DenseMap<ValuePair, size_t> Tree;
1758       buildInitialTreeFor(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
1759                           PairableInsts, ConnectedPairs,
1760                           PairableInstUsers, ChosenPairs, Tree, IJ);
1761
1762       // Because we'll keep the child with the largest depth, the largest
1763       // depth is still the same in the unpruned Tree.
1764       size_t MaxDepth = Tree.lookup(IJ);
1765
1766       DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "BBV: found Tree for pair {"
1767                    << IJ.first << " <-> " << IJ.second << "} of depth " <<
1768                    MaxDepth << " and size " << Tree.size() << "\n");
1769
1770       // At this point the Tree has been constructed, but, may contain
1771       // contradictory children (meaning that different children of
1772       // some tree node may be attempting to fuse the same instruction).
1773       // So now we walk the tree again, in the case of a conflict,
1774       // keep only the child with the largest depth. To break a tie,
1775       // favor the first child.
1776
1777       DenseSet<ValuePair> PrunedTree;
1778       pruneTreeFor(CandidatePairs, PairableInsts, ConnectedPairs,
1779                    PairableInstUsers, PairableInstUserMap,
1780                    PairableInstUserPairSet,
1781                    ChosenPairs, Tree, PrunedTree, IJ, UseCycleCheck);
1782
1783       int EffSize = 0;
1784       if (TTI) {
1785         DenseSet<Value *> PrunedTreeInstrs;
1786         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedTree.begin(),
1787              E = PrunedTree.end(); S != E; ++S) {
1788           PrunedTreeInstrs.insert(S->first);
1789           PrunedTreeInstrs.insert(S->second);
1790         }
1791
1792         // The set of pairs that have already contributed to the total cost.
1793         DenseSet<ValuePair> IncomingPairs;
1794
1795         // If the cost model were perfect, this might not be necessary; but we
1796         // need to make sure that we don't get stuck vectorizing our own
1797         // shuffle chains.
1798         bool HasNontrivialInsts = false;
1799
1800         // The node weights represent the cost savings associated with
1801         // fusing the pair of instructions.
1802         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedTree.begin(),
1803              E = PrunedTree.end(); S != E; ++S) {
1804           if (!isa<ShuffleVectorInst>(S->first) &&
1805               !isa<InsertElementInst>(S->first) &&
1806               !isa<ExtractElementInst>(S->first))
1807             HasNontrivialInsts = true;
1808
1809           bool FlipOrder = false;
1810
1811           if (getDepthFactor(S->first)) {
1812             int ESContrib = CandidatePairCostSavings.find(*S)->second;
1813             DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tweight {"
1814                    << *S->first << " <-> " << *S->second << "} = " <<
1815                    ESContrib << "\n");
1816             EffSize += ESContrib;
1817           }
1818
1819           // The edge weights contribute in a negative sense: they represent
1820           // the cost of shuffles.
1821           DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator SS =
1822             ConnectedPairDeps.find(*S);
1823           if (SS != ConnectedPairDeps.end()) {
1824             unsigned NumDepsDirect = 0, NumDepsSwap = 0;
1825             for (std::vector<ValuePair>::iterator T = SS->second.begin(),
1826                  TE = SS->second.end(); T != TE; ++T) {
1827               VPPair Q(*S, *T);
1828               if (!PrunedTree.count(Q.second))
1829                 continue;
1830               DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
1831                 PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
1832               assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
1833                      "Cannot find pair connection type");
1834               if (R->second == PairConnectionDirect)
1835                 ++NumDepsDirect;
1836               else if (R->second == PairConnectionSwap)
1837                 ++NumDepsSwap;
1838             }
1839
1840             // If there are more swaps than direct connections, then
1841             // the pair order will be flipped during fusion. So the real
1842             // number of swaps is the minimum number.
1843             FlipOrder = !FixedOrderPairs.count(*S) &&
1844               ((NumDepsSwap > NumDepsDirect) ||
1845                 FixedOrderPairs.count(ValuePair(S->second, S->first)));
1846
1847             for (std::vector<ValuePair>::iterator T = SS->second.begin(),
1848                  TE = SS->second.end(); T != TE; ++T) {
1849               VPPair Q(*S, *T);
1850               if (!PrunedTree.count(Q.second))
1851                 continue;
1852               DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
1853                 PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
1854               assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
1855                      "Cannot find pair connection type");
1856               Type *Ty1 = Q.second.first->getType(),
1857                    *Ty2 = Q.second.second->getType();
1858               Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
1859               if ((R->second == PairConnectionDirect && FlipOrder) ||
1860                   (R->second == PairConnectionSwap && !FlipOrder)  ||
1861                   R->second == PairConnectionSplat) {
1862                 int ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
1863                                                    VTy, VTy);
1864
1865                 if (VTy->getVectorNumElements() == 2) {
1866                   if (R->second == PairConnectionSplat)
1867                     ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1868                       TargetTransformInfo::SK_Broadcast, VTy));
1869                   else
1870                     ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1871                       TargetTransformInfo::SK_Reverse, VTy));
1872                 }
1873
1874                 DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
1875                   *Q.second.first << " <-> " << *Q.second.second <<
1876                     "} -> {" <<
1877                   *S->first << " <-> " << *S->second << "} = " <<
1878                    ESContrib << "\n");
1879                 EffSize -= ESContrib;
1880               }
1881             }
1882           }
1883
1884           // Compute the cost of outgoing edges. We assume that edges outgoing
1885           // to shuffles, inserts or extracts can be merged, and so contribute
1886           // no additional cost.
1887           if (!S->first->getType()->isVoidTy()) {
1888             Type *Ty1 = S->first->getType(),
1889                  *Ty2 = S->second->getType();
1890             Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
1891
1892             bool NeedsExtraction = false;
1893             for (Value::use_iterator I = S->first->use_begin(),
1894                  IE = S->first->use_end(); I != IE; ++I) {
1895               if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(*I)) {
1896                 // Shuffle can be folded if it has no other input
1897                 if (isa<UndefValue>(SI->getOperand(1)))
1898                   continue;
1899               }
1900               if (isa<ExtractElementInst>(*I))
1901                 continue;
1902               if (PrunedTreeInstrs.count(*I))
1903                 continue;
1904               NeedsExtraction = true;
1905               break;
1906             }
1907
1908             if (NeedsExtraction) {
1909               int ESContrib;
1910               if (Ty1->isVectorTy()) {
1911                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
1912                                                Ty1, VTy);
1913                 ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1914                   TargetTransformInfo::SK_ExtractSubvector, VTy, 0, Ty1));
1915               } else
1916                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
1917                                     Instruction::ExtractElement, VTy, 0);
1918
1919               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
1920                 *S->first << "} = " << ESContrib << "\n");
1921               EffSize -= ESContrib;
1922             }
1923
1924             NeedsExtraction = false;
1925             for (Value::use_iterator I = S->second->use_begin(),
1926                  IE = S->second->use_end(); I != IE; ++I) {
1927               if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(*I)) {
1928                 // Shuffle can be folded if it has no other input
1929                 if (isa<UndefValue>(SI->getOperand(1)))
1930                   continue;
1931               }
1932               if (isa<ExtractElementInst>(*I))
1933                 continue;
1934               if (PrunedTreeInstrs.count(*I))
1935                 continue;
1936               NeedsExtraction = true;
1937               break;
1938             }
1939
1940             if (NeedsExtraction) {
1941               int ESContrib;
1942               if (Ty2->isVectorTy()) {
1943                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
1944                                                Ty2, VTy);
1945                 ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1946                   TargetTransformInfo::SK_ExtractSubvector, VTy,
1947                   Ty1->isVectorTy() ? Ty1->getVectorNumElements() : 1, Ty2));
1948               } else
1949                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
1950                                     Instruction::ExtractElement, VTy, 1);
1951               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
1952                 *S->second << "} = " << ESContrib << "\n");
1953               EffSize -= ESContrib;
1954             }
1955           }
1956
1957           // Compute the cost of incoming edges.
1958           if (!isa<LoadInst>(S->first) && !isa<StoreInst>(S->first)) {
1959             Instruction *S1 = cast<Instruction>(S->first),
1960                         *S2 = cast<Instruction>(S->second);
1961             for (unsigned o = 0; o < S1->getNumOperands(); ++o) {
1962               Value *O1 = S1->getOperand(o), *O2 = S2->getOperand(o);
1963
1964               // Combining constants into vector constants (or small vector
1965               // constants into larger ones are assumed free).
1966               if (isa<Constant>(O1) && isa<Constant>(O2))
1967                 continue;
1968
1969               if (FlipOrder)
1970                 std::swap(O1, O2);
1971
1972               ValuePair VP  = ValuePair(O1, O2);
1973               ValuePair VPR = ValuePair(O2, O1);
1974
1975               // Internal edges are not handled here.
1976               if (PrunedTree.count(VP) || PrunedTree.count(VPR))
1977                 continue;
1978
1979               Type *Ty1 = O1->getType(),
1980                    *Ty2 = O2->getType();
1981               Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
1982
1983               // Combining vector operations of the same type is also assumed
1984               // folded with other operations.
1985               if (Ty1 == Ty2) {
1986                 // If both are insert elements, then both can be widened.
1987                 InsertElementInst *IEO1 = dyn_cast<InsertElementInst>(O1),
1988                                   *IEO2 = dyn_cast<InsertElementInst>(O2);
1989                 if (IEO1 && IEO2 && isPureIEChain(IEO1) && isPureIEChain(IEO2))
1990                   continue;
1991                 // If both are extract elements, and both have the same input
1992                 // type, then they can be replaced with a shuffle
1993                 ExtractElementInst *EIO1 = dyn_cast<ExtractElementInst>(O1),
1994                                    *EIO2 = dyn_cast<ExtractElementInst>(O2);
1995                 if (EIO1 && EIO2 &&
1996                     EIO1->getOperand(0)->getType() ==
1997                       EIO2->getOperand(0)->getType())
1998                   continue;
1999                 // If both are a shuffle with equal operand types and only two
2000                 // unqiue operands, then they can be replaced with a single
2001                 // shuffle
2002                 ShuffleVectorInst *SIO1 = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(O1),
2003                                   *SIO2 = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(O2);
2004                 if (SIO1 && SIO2 &&
2005                     SIO1->getOperand(0)->getType() ==
2006                       SIO2->getOperand(0)->getType()) {
2007                   SmallSet<Value *, 4> SIOps;
2008                   SIOps.insert(SIO1->getOperand(0));
2009                   SIOps.insert(SIO1->getOperand(1));
2010                   SIOps.insert(SIO2->getOperand(0));
2011                   SIOps.insert(SIO2->getOperand(1));
2012                   if (SIOps.size() <= 2)
2013                     continue;
2014                 }
2015               }
2016
2017               int ESContrib;
2018               // This pair has already been formed.
2019               if (IncomingPairs.count(VP)) {
2020                 continue;
2021               } else if (IncomingPairs.count(VPR)) {
2022                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2023                                                VTy, VTy);
2024
2025                 if (VTy->getVectorNumElements() == 2)
2026                   ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
2027                     TargetTransformInfo::SK_Reverse, VTy));
2028               } else if (!Ty1->isVectorTy() && !Ty2->isVectorTy()) {
2029                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2030                                     Instruction::InsertElement, VTy, 0);
2031                 ESContrib += (int) TTI->getVectorInstrCost(
2032                                      Instruction::InsertElement, VTy, 1);
2033               } else if (!Ty1->isVectorTy()) {
2034                 // O1 needs to be inserted into a vector of size O2, and then
2035                 // both need to be shuffled together.
2036                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2037                                     Instruction::InsertElement, Ty2, 0);
2038                 ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2039                                                 VTy, Ty2);
2040               } else if (!Ty2->isVectorTy()) {
2041                 // O2 needs to be inserted into a vector of size O1, and then
2042                 // both need to be shuffled together.
2043                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2044                                     Instruction::InsertElement, Ty1, 0);
2045                 ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2046                                                 VTy, Ty1);
2047               } else {
2048                 Type *TyBig = Ty1, *TySmall = Ty2;
2049                 if (Ty2->getVectorNumElements() > Ty1->getVectorNumElements())
2050                   std::swap(TyBig, TySmall);
2051
2052                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2053                                                VTy, TyBig);
2054                 if (TyBig != TySmall)
2055                   ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2056                                                   TyBig, TySmall);
2057               }
2058
2059               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {"
2060                      << *O1 << " <-> " << *O2 << "} = " <<
2061                      ESContrib << "\n");
2062               EffSize -= ESContrib;
2063               IncomingPairs.insert(VP);
2064             }
2065           }
2066         }
2067
2068         if (!HasNontrivialInsts) {
2069           DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() <<
2070                 "\tNo non-trivial instructions in tree;"
2071                 " override to zero effective size\n");
2072           EffSize = 0;
2073         }
2074       } else {
2075         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedTree.begin(),
2076              E = PrunedTree.end(); S != E; ++S)
2077           EffSize += (int) getDepthFactor(S->first);
2078       }
2079
2080       DEBUG(if (DebugPairSelection)
2081              dbgs() << "BBV: found pruned Tree for pair {"
2082              << IJ.first << " <-> " << IJ.second << "} of depth " <<
2083              MaxDepth << " and size " << PrunedTree.size() <<
2084             " (effective size: " << EffSize << ")\n");
2085       if (((TTI && !UseChainDepthWithTI) ||
2086             MaxDepth >= Config.ReqChainDepth) &&
2087           EffSize > 0 && EffSize > BestEffSize) {
2088         BestMaxDepth = MaxDepth;
2089         BestEffSize = EffSize;
2090         BestTree = PrunedTree;
2091       }
2092     }
2093   }
2094
2095   // Given the list of candidate pairs, this function selects those
2096   // that will be fused into vector instructions.
2097   void BBVectorize::choosePairs(
2098                 DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
2099                 DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
2100                 DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
2101                 std::vector<Value *> &PairableInsts,
2102                 DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
2103                 DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
2104                 DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
2105                 DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
2106                 DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
2107                 DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs) {
2108     bool UseCycleCheck =
2109      CandidatePairsSet.size() <= Config.MaxCandPairsForCycleCheck;
2110
2111     DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > CandidatePairs2;
2112     for (DenseSet<ValuePair>::iterator I = CandidatePairsSet.begin(),
2113          E = CandidatePairsSet.end(); I != E; ++I) {
2114       std::vector<Value *> &JJ = CandidatePairs2[I->second];
2115       if (JJ.empty()) JJ.reserve(32);
2116       JJ.push_back(I->first);
2117     }
2118
2119     DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > PairableInstUserMap;
2120     DenseSet<VPPair> PairableInstUserPairSet;
2121     for (std::vector<Value *>::iterator I = PairableInsts.begin(),
2122          E = PairableInsts.end(); I != E; ++I) {
2123       // The number of possible pairings for this variable:
2124       size_t NumChoices = CandidatePairs.lookup(*I).size();
2125       if (!NumChoices) continue;
2126
2127       std::vector<Value *> &JJ = CandidatePairs[*I];
2128
2129       // The best pair to choose and its tree:
2130       size_t BestMaxDepth = 0;
2131       int BestEffSize = 0;
2132       DenseSet<ValuePair> BestTree;
2133       findBestTreeFor(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
2134                       CandidatePairCostSavings,
2135                       PairableInsts, FixedOrderPairs, PairConnectionTypes,
2136                       ConnectedPairs, ConnectedPairDeps,
2137                       PairableInstUsers, PairableInstUserMap,
2138                       PairableInstUserPairSet, ChosenPairs,
2139                       BestTree, BestMaxDepth, BestEffSize, *I, JJ,
2140                       UseCycleCheck);
2141
2142       if (BestTree.empty())
2143         continue;
2144
2145       // A tree has been chosen (or not) at this point. If no tree was
2146       // chosen, then this instruction, I, cannot be paired (and is no longer
2147       // considered).
2148
2149       DEBUG(dbgs() << "BBV: selected pairs in the best tree for: "
2150                    << *cast<Instruction>(*I) << "\n");
2151
2152       for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = BestTree.begin(),
2153            SE2 = BestTree.end(); S != SE2; ++S) {
2154         // Insert the members of this tree into the list of chosen pairs.
2155         ChosenPairs.insert(ValuePair(S->first, S->second));
2156         DEBUG(dbgs() << "BBV: selected pair: " << *S->first << " <-> " <<
2157                *S->second << "\n");
2158
2159         // Remove all candidate pairs that have values in the chosen tree.
2160         std::vector<Value *> &KK = CandidatePairs[S->first],
2161                              &LL = CandidatePairs2[S->second],
2162                              &MM = CandidatePairs[S->second],
2163                              &NN = CandidatePairs2[S->first];
2164         for (std::vector<Value *>::iterator K = KK.begin(), KE = KK.end();
2165              K != KE; ++K) {
2166           if (*K == S->second)
2167             continue;
2168
2169           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(S->first, *K));
2170         }
2171         for (std::vector<Value *>::iterator L = LL.begin(), LE = LL.end();
2172              L != LE; ++L) {
2173           if (*L == S->first)
2174             continue;
2175
2176           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(*L, S->second));
2177         }
2178         for (std::vector<Value *>::iterator M = MM.begin(), ME = MM.end();
2179              M != ME; ++M) {
2180           assert(*M != S->first && "Flipped pair in candidate list?");
2181           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(S->second, *M));
2182         }
2183         for (std::vector<Value *>::iterator N = NN.begin(), NE = NN.end();
2184              N != NE; ++N) {
2185           assert(*N != S->second && "Flipped pair in candidate list?");
2186           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(*N, S->first));
2187         }
2188       }
2189     }
2190
2191     DEBUG(dbgs() << "BBV: selected " << ChosenPairs.size() << " pairs.\n");
2192   }
2193
2194   std::string getReplacementName(Instruction *I, bool IsInput, unsigned o,
2195                      unsigned n = 0) {
2196     if (!I->hasName())
2197       return "";
2198
2199     return (I->getName() + (IsInput ? ".v.i" : ".v.r") + utostr(o) +
2200              (n > 0 ? "." + utostr(n) : "")).str();
2201   }
2202
2203   // Returns the value that is to be used as the pointer input to the vector
2204   // instruction that fuses I with J.
2205   Value *BBVectorize::getReplacementPointerInput(LLVMContext& Context,
2206                      Instruction *I, Instruction *J, unsigned o) {
2207     Value *IPtr, *JPtr;
2208     unsigned IAlignment, JAlignment, IAddressSpace, JAddressSpace;
2209     int64_t OffsetInElmts;
2210
2211     // Note: the analysis might fail here, that is why the pair order has
2212     // been precomputed (OffsetInElmts must be unused here).
2213     (void) getPairPtrInfo(I, J, IPtr, JPtr, IAlignment, JAlignment,
2214                           IAddressSpace, JAddressSpace,
2215                           OffsetInElmts, false);
2216
2217     // The pointer value is taken to be the one with the lowest offset.
2218     Value *VPtr = IPtr;
2219
2220     Type *ArgTypeI = cast<PointerType>(IPtr->getType())->getElementType();
2221     Type *ArgTypeJ = cast<PointerType>(JPtr->getType())->getElementType();
2222     Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2223     Type *VArgPtrType = PointerType::get(VArgType,
2224       cast<PointerType>(IPtr->getType())->getAddressSpace());
2225     return new BitCastInst(VPtr, VArgPtrType, getReplacementName(I, true, o),
2226                         /* insert before */ I);
2227   }
2228
2229   void BBVectorize::fillNewShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *J,
2230                      unsigned MaskOffset, unsigned NumInElem,
2231                      unsigned NumInElem1, unsigned IdxOffset,
2232                      std::vector<Constant*> &Mask) {
2233     unsigned NumElem1 = cast<VectorType>(J->getType())->getNumElements();
2234     for (unsigned v = 0; v < NumElem1; ++v) {
2235       int m = cast<ShuffleVectorInst>(J)->getMaskValue(v);
2236       if (m < 0) {
2237         Mask[v+MaskOffset] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2238       } else {
2239         unsigned mm = m + (int) IdxOffset;
2240         if (m >= (int) NumInElem1)
2241           mm += (int) NumInElem;
2242
2243         Mask[v+MaskOffset] =
2244           ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), mm);
2245       }
2246     }
2247   }
2248
2249   // Returns the value that is to be used as the vector-shuffle mask to the
2250   // vector instruction that fuses I with J.
2251   Value *BBVectorize::getReplacementShuffleMask(LLVMContext& Context,
2252                      Instruction *I, Instruction *J) {
2253     // This is the shuffle mask. We need to append the second
2254     // mask to the first, and the numbers need to be adjusted.
2255
2256     Type *ArgTypeI = I->getType();
2257     Type *ArgTypeJ = J->getType();
2258     Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2259
2260     unsigned NumElemI = cast<VectorType>(ArgTypeI)->getNumElements();
2261
2262     // Get the total number of elements in the fused vector type.
2263     // By definition, this must equal the number of elements in
2264     // the final mask.
2265     unsigned NumElem = cast<VectorType>(VArgType)->getNumElements();
2266     std::vector<Constant*> Mask(NumElem);
2267
2268     Type *OpTypeI = I->getOperand(0)->getType();
2269     unsigned NumInElemI = cast<VectorType>(OpTypeI)->getNumElements();
2270     Type *OpTypeJ = J->getOperand(0)->getType();
2271     unsigned NumInElemJ = cast<VectorType>(OpTypeJ)->getNumElements();
2272
2273     // The fused vector will be:
2274     // -----------------------------------------------------
2275     // | NumInElemI | NumInElemJ | NumInElemI | NumInElemJ |
2276     // -----------------------------------------------------
2277     // from which we'll extract NumElem total elements (where the first NumElemI
2278     // of them come from the mask in I and the remainder come from the mask
2279     // in J.
2280
2281     // For the mask from the first pair...
2282     fillNewShuffleMask(Context, I, 0,        NumInElemJ, NumInElemI,
2283                        0,          Mask);
2284
2285     // For the mask from the second pair...
2286     fillNewShuffleMask(Context, J, NumElemI, NumInElemI, NumInElemJ,
2287                        NumInElemI, Mask);
2288
2289     return ConstantVector::get(Mask);
2290   }
2291
2292   bool BBVectorize::expandIEChain(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2293                                   Instruction *J, unsigned o, Value *&LOp,
2294                                   unsigned numElemL,
2295                                   Type *ArgTypeL, Type *ArgTypeH,
2296                                   bool IBeforeJ, unsigned IdxOff) {
2297     bool ExpandedIEChain = false;
2298     if (InsertElementInst *LIE = dyn_cast<InsertElementInst>(LOp)) {
2299       // If we have a pure insertelement chain, then this can be rewritten
2300       // into a chain that directly builds the larger type.
2301       if (isPureIEChain(LIE)) {
2302         SmallVector<Value *, 8> VectElemts(numElemL,
2303           UndefValue::get(ArgTypeL->getScalarType()));
2304         InsertElementInst *LIENext = LIE;
2305         do {
2306           unsigned Idx =
2307             cast<ConstantInt>(LIENext->getOperand(2))->getSExtValue();
2308           VectElemts[Idx] = LIENext->getOperand(1);
2309         } while ((LIENext =
2310                    dyn_cast<InsertElementInst>(LIENext->getOperand(0))));
2311
2312         LIENext = 0;
2313         Value *LIEPrev = UndefValue::get(ArgTypeH);
2314         for (unsigned i = 0; i < numElemL; ++i) {
2315           if (isa<UndefValue>(VectElemts[i])) continue;
2316           LIENext = InsertElementInst::Create(LIEPrev, VectElemts[i],
2317                              ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context),
2318                                               i + IdxOff),
2319                              getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2320                                                 true, o, i+1));
2321           LIENext->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2322           LIEPrev = LIENext;
2323         }
2324
2325         LOp = LIENext ? (Value*) LIENext : UndefValue::get(ArgTypeH);
2326         ExpandedIEChain = true;
2327       }
2328     }
2329
2330     return ExpandedIEChain;
2331   }
2332
2333   // Returns the value to be used as the specified operand of the vector
2334   // instruction that fuses I with J.
2335   Value *BBVectorize::getReplacementInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2336                      Instruction *J, unsigned o, bool IBeforeJ) {
2337     Value *CV0 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 0);
2338     Value *CV1 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1);
2339
2340     // Compute the fused vector type for this operand
2341     Type *ArgTypeI = I->getOperand(o)->getType();
2342     Type *ArgTypeJ = J->getOperand(o)->getType();
2343     VectorType *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2344
2345     Instruction *L = I, *H = J;
2346     Type *ArgTypeL = ArgTypeI, *ArgTypeH = ArgTypeJ;
2347
2348     unsigned numElemL;
2349     if (ArgTypeL->isVectorTy())
2350       numElemL = cast<VectorType>(ArgTypeL)->getNumElements();
2351     else
2352       numElemL = 1;
2353
2354     unsigned numElemH;
2355     if (ArgTypeH->isVectorTy())
2356       numElemH = cast<VectorType>(ArgTypeH)->getNumElements();
2357     else
2358       numElemH = 1;
2359
2360     Value *LOp = L->getOperand(o);
2361     Value *HOp = H->getOperand(o);
2362     unsigned numElem = VArgType->getNumElements();
2363
2364     // First, we check if we can reuse the "original" vector outputs (if these
2365     // exist). We might need a shuffle.
2366     ExtractElementInst *LEE = dyn_cast<ExtractElementInst>(LOp);
2367     ExtractElementInst *HEE = dyn_cast<ExtractElementInst>(HOp);
2368     ShuffleVectorInst *LSV = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LOp);
2369     ShuffleVectorInst *HSV = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(HOp);
2370
2371     // FIXME: If we're fusing shuffle instructions, then we can't apply this
2372     // optimization. The input vectors to the shuffle might be a different
2373     // length from the shuffle outputs. Unfortunately, the replacement
2374     // shuffle mask has already been formed, and the mask entries are sensitive
2375     // to the sizes of the inputs.
2376     bool IsSizeChangeShuffle =
2377       isa<ShuffleVectorInst>(L) &&
2378         (LOp->getType() != L->getType() || HOp->getType() != H->getType());
2379
2380     if ((LEE || LSV) && (HEE || HSV) && !IsSizeChangeShuffle) {
2381       // We can have at most two unique vector inputs.
2382       bool CanUseInputs = true;
2383       Value *I1, *I2 = 0;
2384       if (LEE) {
2385         I1 = LEE->getOperand(0);
2386       } else {
2387         I1 = LSV->getOperand(0);
2388         I2 = LSV->getOperand(1);
2389         if (I2 == I1 || isa<UndefValue>(I2))
2390           I2 = 0;
2391       }
2392
2393       if (HEE) {
2394         Value *I3 = HEE->getOperand(0);
2395         if (!I2 && I3 != I1)
2396           I2 = I3;
2397         else if (I3 != I1 && I3 != I2)
2398           CanUseInputs = false;
2399       } else {
2400         Value *I3 = HSV->getOperand(0);
2401         if (!I2 && I3 != I1)
2402           I2 = I3;
2403         else if (I3 != I1 && I3 != I2)
2404           CanUseInputs = false;
2405
2406         if (CanUseInputs) {
2407           Value *I4 = HSV->getOperand(1);
2408           if (!isa<UndefValue>(I4)) {
2409             if (!I2 && I4 != I1)
2410               I2 = I4;
2411             else if (I4 != I1 && I4 != I2)
2412               CanUseInputs = false;
2413           }
2414         }
2415       }
2416
2417       if (CanUseInputs) {
2418         unsigned LOpElem =
2419           cast<VectorType>(cast<Instruction>(LOp)->getOperand(0)->getType())
2420             ->getNumElements();
2421         unsigned HOpElem =
2422           cast<VectorType>(cast<Instruction>(HOp)->getOperand(0)->getType())
2423             ->getNumElements();
2424
2425         // We have one or two input vectors. We need to map each index of the
2426         // operands to the index of the original vector.
2427         SmallVector<std::pair<int, int>, 8>  II(numElem);
2428         for (unsigned i = 0; i < numElemL; ++i) {
2429           int Idx, INum;
2430           if (LEE) {
2431             Idx =
2432               cast<ConstantInt>(LEE->getOperand(1))->getSExtValue();
2433             INum = LEE->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2434           } else {
2435             Idx = LSV->getMaskValue(i);
2436             if (Idx < (int) LOpElem) {
2437               INum = LSV->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2438             } else {
2439               Idx -= LOpElem;
2440               INum = LSV->getOperand(1) == I1 ? 0 : 1;
2441             }
2442           }
2443
2444           II[i] = std::pair<int, int>(Idx, INum);
2445         }
2446         for (unsigned i = 0; i < numElemH; ++i) {
2447           int Idx, INum;
2448           if (HEE) {
2449             Idx =
2450               cast<ConstantInt>(HEE->getOperand(1))->getSExtValue();
2451             INum = HEE->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2452           } else {
2453             Idx = HSV->getMaskValue(i);
2454             if (Idx < (int) HOpElem) {
2455               INum = HSV->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2456             } else {
2457               Idx -= HOpElem;
2458               INum = HSV->getOperand(1) == I1 ? 0 : 1;
2459             }
2460           }
2461
2462           II[i + numElemL] = std::pair<int, int>(Idx, INum);
2463         }
2464
2465         // We now have an array which tells us from which index of which
2466         // input vector each element of the operand comes.
2467         VectorType *I1T = cast<VectorType>(I1->getType());
2468         unsigned I1Elem = I1T->getNumElements();
2469
2470         if (!I2) {
2471           // In this case there is only one underlying vector input. Check for
2472           // the trivial case where we can use the input directly.
2473           if (I1Elem == numElem) {
2474             bool ElemInOrder = true;
2475             for (unsigned i = 0; i < numElem; ++i) {
2476               if (II[i].first != (int) i && II[i].first != -1) {
2477                 ElemInOrder = false;
2478                 break;
2479               }
2480             }
2481
2482             if (ElemInOrder)
2483               return I1;
2484           }
2485
2486           // A shuffle is needed.
2487           std::vector<Constant *> Mask(numElem);
2488           for (unsigned i = 0; i < numElem; ++i) {
2489             int Idx = II[i].first;
2490             if (Idx == -1)
2491               Mask[i] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2492             else
2493               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2494           }
2495
2496           Instruction *S =
2497             new ShuffleVectorInst(I1, UndefValue::get(I1T),
2498                                   ConstantVector::get(Mask),
2499                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2500                                                      true, o));
2501           S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2502           return S;
2503         }
2504
2505         VectorType *I2T = cast<VectorType>(I2->getType());
2506         unsigned I2Elem = I2T->getNumElements();
2507
2508         // This input comes from two distinct vectors. The first step is to
2509         // make sure that both vectors are the same length. If not, the
2510         // smaller one will need to grow before they can be shuffled together.
2511         if (I1Elem < I2Elem) {
2512           std::vector<Constant *> Mask(I2Elem);
2513           unsigned v = 0;
2514           for (; v < I1Elem; ++v)
2515             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2516           for (; v < I2Elem; ++v)
2517             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2518
2519           Instruction *NewI1 =
2520             new ShuffleVectorInst(I1, UndefValue::get(I1T),
2521                                   ConstantVector::get(Mask),
2522                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2523                                                      true, o, 1));
2524           NewI1->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2525           I1 = NewI1;
2526           I1T = I2T;
2527           I1Elem = I2Elem;
2528         } else if (I1Elem > I2Elem) {
2529           std::vector<Constant *> Mask(I1Elem);
2530           unsigned v = 0;
2531           for (; v < I2Elem; ++v)
2532             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2533           for (; v < I1Elem; ++v)
2534             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2535
2536           Instruction *NewI2 =
2537             new ShuffleVectorInst(I2, UndefValue::get(I2T),
2538                                   ConstantVector::get(Mask),
2539                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2540                                                      true, o, 1));
2541           NewI2->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2542           I2 = NewI2;
2543           I2T = I1T;
2544           I2Elem = I1Elem;
2545         }
2546
2547         // Now that both I1 and I2 are the same length we can shuffle them
2548         // together (and use the result).
2549         std::vector<Constant *> Mask(numElem);
2550         for (unsigned v = 0; v < numElem; ++v) {
2551           if (II[v].first == -1) {
2552             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2553           } else {
2554             int Idx = II[v].first + II[v].second * I1Elem;
2555             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2556           }
2557         }
2558
2559         Instruction *NewOp =
2560           new ShuffleVectorInst(I1, I2, ConstantVector::get(Mask),
2561                                 getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2562         NewOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2563         return NewOp;
2564       }
2565     }
2566
2567     Type *ArgType = ArgTypeL;
2568     if (numElemL < numElemH) {
2569       if (numElemL == 1 && expandIEChain(Context, I, J, o, HOp, numElemH,
2570                                          ArgTypeL, VArgType, IBeforeJ, 1)) {
2571         // This is another short-circuit case: we're combining a scalar into
2572         // a vector that is formed by an IE chain. We've just expanded the IE
2573         // chain, now insert the scalar and we're done.
2574
2575         Instruction *S = InsertElementInst::Create(HOp, LOp, CV0,
2576                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2577         S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2578         return S;
2579       } else if (!expandIEChain(Context, I, J, o, LOp, numElemL, ArgTypeL,
2580                                 ArgTypeH, IBeforeJ)) {
2581         // The two vector inputs to the shuffle must be the same length,
2582         // so extend the smaller vector to be the same length as the larger one.
2583         Instruction *NLOp;
2584         if (numElemL > 1) {
2585
2586           std::vector<Constant *> Mask(numElemH);
2587           unsigned v = 0;
2588           for (; v < numElemL; ++v)
2589             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2590           for (; v < numElemH; ++v)
2591             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2592
2593           NLOp = new ShuffleVectorInst(LOp, UndefValue::get(ArgTypeL),
2594                                        ConstantVector::get(Mask),
2595                                        getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2596                                                           true, o, 1));
2597         } else {
2598           NLOp = InsertElementInst::Create(UndefValue::get(ArgTypeH), LOp, CV0,
2599                                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2600                                                               true, o, 1));
2601         }
2602
2603         NLOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2604         LOp = NLOp;
2605       }
2606
2607       ArgType = ArgTypeH;
2608     } else if (numElemL > numElemH) {
2609       if (numElemH == 1 && expandIEChain(Context, I, J, o, LOp, numElemL,
2610                                          ArgTypeH, VArgType, IBeforeJ)) {
2611         Instruction *S =
2612           InsertElementInst::Create(LOp, HOp,
2613                                     ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context),
2614                                                      numElemL),
2615                                     getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2616                                                        true, o));
2617         S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2618         return S;
2619       } else if (!expandIEChain(Context, I, J, o, HOp, numElemH, ArgTypeH,
2620                                 ArgTypeL, IBeforeJ)) {
2621         Instruction *NHOp;
2622         if (numElemH > 1) {
2623           std::vector<Constant *> Mask(numElemL);
2624           unsigned v = 0;
2625           for (; v < numElemH; ++v)
2626             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2627           for (; v < numElemL; ++v)
2628             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2629
2630           NHOp = new ShuffleVectorInst(HOp, UndefValue::get(ArgTypeH),
2631                                        ConstantVector::get(Mask),
2632                                        getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2633                                                           true, o, 1));
2634         } else {
2635           NHOp = InsertElementInst::Create(UndefValue::get(ArgTypeL), HOp, CV0,
2636                                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2637                                                               true, o, 1));
2638         }
2639
2640         NHOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2641         HOp = NHOp;
2642       }
2643     }
2644
2645     if (ArgType->isVectorTy()) {
2646       unsigned numElem = cast<VectorType>(VArgType)->getNumElements();
2647       std::vector<Constant*> Mask(numElem);
2648       for (unsigned v = 0; v < numElem; ++v) {
2649         unsigned Idx = v;
2650         // If the low vector was expanded, we need to skip the extra
2651         // undefined entries.
2652         if (v >= numElemL && numElemH > numElemL)
2653           Idx += (numElemH - numElemL);
2654         Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2655       }
2656
2657       Instruction *BV = new ShuffleVectorInst(LOp, HOp,
2658                           ConstantVector::get(Mask),
2659                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2660       BV->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2661       return BV;
2662     }
2663
2664     Instruction *BV1 = InsertElementInst::Create(
2665                                           UndefValue::get(VArgType), LOp, CV0,
2666                                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2667                                                              true, o, 1));
2668     BV1->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2669     Instruction *BV2 = InsertElementInst::Create(BV1, HOp, CV1,
2670                                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2671                                                              true, o, 2));
2672     BV2->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2673     return BV2;
2674   }
2675
2676   // This function creates an array of values that will be used as the inputs
2677   // to the vector instruction that fuses I with J.
2678   void BBVectorize::getReplacementInputsForPair(LLVMContext& Context,
2679                      Instruction *I, Instruction *J,
2680                      SmallVector<Value *, 3> &ReplacedOperands,
2681                      bool IBeforeJ) {
2682     unsigned NumOperands = I->getNumOperands();
2683
2684     for (unsigned p = 0, o = NumOperands-1; p < NumOperands; ++p, --o) {
2685       // Iterate backward so that we look at the store pointer
2686       // first and know whether or not we need to flip the inputs.
2687
2688       if (isa<LoadInst>(I) || (o == 1 && isa<StoreInst>(I))) {
2689         // This is the pointer for a load/store instruction.
2690         ReplacedOperands[o] = getReplacementPointerInput(Context, I, J, o);
2691         continue;
2692       } else if (isa<CallInst>(I)) {
2693         Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
2694         Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) F->getIntrinsicID();
2695         if (o == NumOperands-1) {
2696           BasicBlock &BB = *I->getParent();
2697
2698           Module *M = BB.getParent()->getParent();
2699           Type *ArgTypeI = I->getType();
2700           Type *ArgTypeJ = J->getType();
2701           Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2702
2703           ReplacedOperands[o] = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, VArgType);
2704           continue;
2705         } else if (IID == Intrinsic::powi && o == 1) {
2706           // The second argument of powi is a single integer and we've already
2707           // checked that both arguments are equal. As a result, we just keep
2708           // I's second argument.
2709           ReplacedOperands[o] = I->getOperand(o);
2710           continue;
2711         }
2712       } else if (isa<ShuffleVectorInst>(I) && o == NumOperands-1) {
2713         ReplacedOperands[o] = getReplacementShuffleMask(Context, I, J);
2714         continue;
2715       }
2716
2717       ReplacedOperands[o] = getReplacementInput(Context, I, J, o, IBeforeJ);
2718     }
2719   }
2720
2721   // This function creates two values that represent the outputs of the
2722   // original I and J instructions. These are generally vector shuffles
2723   // or extracts. In many cases, these will end up being unused and, thus,
2724   // eliminated by later passes.
2725   void BBVectorize::replaceOutputsOfPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2726                      Instruction *J, Instruction *K,
2727                      Instruction *&InsertionPt,
2728                      Instruction *&K1, Instruction *&K2) {
2729     if (isa<StoreInst>(I)) {
2730       AA->replaceWithNewValue(I, K);
2731       AA->replaceWithNewValue(J, K);
2732     } else {
2733       Type *IType = I->getType();
2734       Type *JType = J->getType();
2735
2736       VectorType *VType = getVecTypeForPair(IType, JType);
2737       unsigned numElem = VType->getNumElements();
2738
2739       unsigned numElemI, numElemJ;
2740       if (IType->isVectorTy())
2741         numElemI = cast<VectorType>(IType)->getNumElements();
2742       else
2743         numElemI = 1;
2744
2745       if (JType->isVectorTy())
2746         numElemJ = cast<VectorType>(JType)->getNumElements();
2747       else
2748         numElemJ = 1;
2749
2750       if (IType->isVectorTy()) {
2751         std::vector<Constant*> Mask1(numElemI), Mask2(numElemI);
2752         for (unsigned v = 0; v < numElemI; ++v) {
2753           Mask1[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2754           Mask2[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElemJ+v);
2755         }
2756
2757         K1 = new ShuffleVectorInst(K, UndefValue::get(VType),
2758                                    ConstantVector::get( Mask1),
2759                                    getReplacementName(K, false, 1));
2760       } else {
2761         Value *CV0 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 0);
2762         K1 = ExtractElementInst::Create(K, CV0,
2763                                           getReplacementName(K, false, 1));
2764       }
2765
2766       if (JType->isVectorTy()) {
2767         std::vector<Constant*> Mask1(numElemJ), Mask2(numElemJ);
2768         for (unsigned v = 0; v < numElemJ; ++v) {
2769           Mask1[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2770           Mask2[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElemI+v);
2771         }
2772
2773         K2 = new ShuffleVectorInst(K, UndefValue::get(VType),
2774                                    ConstantVector::get( Mask2),
2775                                    getReplacementName(K, false, 2));
2776       } else {
2777         Value *CV1 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElem-1);
2778         K2 = ExtractElementInst::Create(K, CV1,
2779                                           getReplacementName(K, false, 2));
2780       }
2781
2782       K1->insertAfter(K);
2783       K2->insertAfter(K1);
2784       InsertionPt = K2;
2785     }
2786   }
2787
2788   // Move all uses of the function I (including pairing-induced uses) after J.
2789   bool BBVectorize::canMoveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
2790                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2791                      Instruction *I, Instruction *J) {
2792     // Skip to the first instruction past I.
2793     BasicBlock::iterator L = llvm::next(BasicBlock::iterator(I));
2794
2795     DenseSet<Value *> Users;
2796     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2797     for (; cast<Instruction>(L) != J; ++L)
2798       (void) trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L, true, &LoadMoveSetPairs);
2799
2800     assert(cast<Instruction>(L) == J &&
2801       "Tracking has not proceeded far enough to check for dependencies");
2802     // If J is now in the use set of I, then trackUsesOfI will return true
2803     // and we have a dependency cycle (and the fusing operation must abort).
2804     return !trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J, true, &LoadMoveSetPairs);
2805   }
2806
2807   // Move all uses of the function I (including pairing-induced uses) after J.
2808   void BBVectorize::moveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
2809                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2810                      Instruction *&InsertionPt,
2811                      Instruction *I, Instruction *J) {
2812     // Skip to the first instruction past I.
2813     BasicBlock::iterator L = llvm::next(BasicBlock::iterator(I));
2814
2815     DenseSet<Value *> Users;
2816     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2817     for (; cast<Instruction>(L) != J;) {
2818       if (trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L, true, &LoadMoveSetPairs)) {
2819         // Move this instruction
2820         Instruction *InstToMove = L; ++L;
2821
2822         DEBUG(dbgs() << "BBV: moving: " << *InstToMove <<
2823                         " to after " << *InsertionPt << "\n");
2824         InstToMove->removeFromParent();
2825         InstToMove->insertAfter(InsertionPt);
2826         InsertionPt = InstToMove;
2827       } else {
2828         ++L;
2829       }
2830     }
2831   }
2832
2833   // Collect all load instruction that are in the move set of a given first
2834   // pair member.  These loads depend on the first instruction, I, and so need
2835   // to be moved after J (the second instruction) when the pair is fused.
2836   void BBVectorize::collectPairLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
2837                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2838                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
2839                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2840                      Instruction *I) {
2841     // Skip to the first instruction past I.
2842     BasicBlock::iterator L = llvm::next(BasicBlock::iterator(I));
2843
2844     DenseSet<Value *> Users;
2845     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2846
2847     // Note: We cannot end the loop when we reach J because J could be moved
2848     // farther down the use chain by another instruction pairing. Also, J
2849     // could be before I if this is an inverted input.
2850     for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); cast<Instruction>(L) != E; ++L) {
2851       if (trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L)) {
2852         if (L->mayReadFromMemory()) {
2853           LoadMoveSet[L].push_back(I);
2854           LoadMoveSetPairs.insert(ValuePair(L, I));
2855         }
2856       }
2857     }
2858   }
2859
2860   // In cases where both load/stores and the computation of their pointers
2861   // are chosen for vectorization, we can end up in a situation where the
2862   // aliasing analysis starts returning different query results as the
2863   // process of fusing instruction pairs continues. Because the algorithm
2864   // relies on finding the same use trees here as were found earlier, we'll
2865   // need to precompute the necessary aliasing information here and then
2866   // manually update it during the fusion process.
2867   void BBVectorize::collectLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
2868                      std::vector<Value *> &PairableInsts,
2869                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2870                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
2871                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs) {
2872     for (std::vector<Value *>::iterator PI = PairableInsts.begin(),
2873          PIE = PairableInsts.end(); PI != PIE; ++PI) {
2874       DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.find(*PI);
2875       if (P == ChosenPairs.end()) continue;
2876
2877       Instruction *I = cast<Instruction>(P->first);
2878       collectPairLoadMoveSet(BB, ChosenPairs, LoadMoveSet,
2879                              LoadMoveSetPairs, I);
2880     }
2881   }
2882
2883   // When the first instruction in each pair is cloned, it will inherit its
2884   // parent's metadata. This metadata must be combined with that of the other
2885   // instruction in a safe way.
2886   void BBVectorize::combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J) {
2887     SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode*>, 4> Metadata;
2888     K->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
2889     for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
2890       unsigned Kind = Metadata[i].first;
2891       MDNode *JMD = J->getMetadata(Kind);
2892       MDNode *KMD = Metadata[i].second;
2893
2894       switch (Kind) {
2895       default:
2896         K->setMetadata(Kind, 0); // Remove unknown metadata
2897         break;
2898       case LLVMContext::MD_tbaa:
2899         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(JMD, KMD));
2900         break;
2901       case LLVMContext::MD_fpmath:
2902         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(JMD, KMD));
2903         break;
2904       }
2905     }
2906   }
2907
2908   // This function fuses the chosen instruction pairs into vector instructions,
2909   // taking care preserve any needed scalar outputs and, then, it reorders the
2910   // remaining instructions as needed (users of the first member of the pair
2911   // need to be moved to after the location of the second member of the pair
2912   // because the vector instruction is inserted in the location of the pair's
2913   // second member).
2914   void BBVectorize::fuseChosenPairs(BasicBlock &BB,
2915              std::vector<Value *> &PairableInsts,
2916              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2917              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
2918              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
2919              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
2920              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps) {
2921     LLVMContext& Context = BB.getContext();
2922
2923     // During the vectorization process, the order of the pairs to be fused
2924     // could be flipped. So we'll add each pair, flipped, into the ChosenPairs
2925     // list. After a pair is fused, the flipped pair is removed from the list.
2926     DenseSet<ValuePair> FlippedPairs;
2927     for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.begin(),
2928          E = ChosenPairs.end(); P != E; ++P)
2929       FlippedPairs.insert(ValuePair(P->second, P->first));
2930     for (DenseSet<ValuePair>::iterator P = FlippedPairs.begin(),
2931          E = FlippedPairs.end(); P != E; ++P)
2932       ChosenPairs.insert(*P);
2933
2934     DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > LoadMoveSet;
2935     DenseSet<ValuePair> LoadMoveSetPairs;
2936     collectLoadMoveSet(BB, PairableInsts, ChosenPairs,
2937                        LoadMoveSet, LoadMoveSetPairs);
2938
2939     DEBUG(dbgs() << "BBV: initial: \n" << BB << "\n");
2940
2941     for (BasicBlock::iterator PI = BB.getFirstInsertionPt(); PI != BB.end();) {
2942       DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.find(PI);
2943       if (P == ChosenPairs.end()) {
2944         ++PI;
2945         continue;
2946       }
2947
2948       if (getDepthFactor(P->first) == 0) {
2949         // These instructions are not really fused, but are tracked as though
2950         // they are. Any case in which it would be interesting to fuse them
2951         // will be taken care of by InstCombine.
2952         --NumFusedOps;
2953         ++PI;
2954         continue;
2955       }
2956
2957       Instruction *I = cast<Instruction>(P->first),
2958         *J = cast<Instruction>(P->second);
2959
2960       DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing: " << *I <<
2961              " <-> " << *J << "\n");
2962
2963       // Remove the pair and flipped pair from the list.
2964       DenseMap<Value *, Value *>::iterator FP = ChosenPairs.find(P->second);
2965       assert(FP != ChosenPairs.end() && "Flipped pair not found in list");
2966       ChosenPairs.erase(FP);
2967       ChosenPairs.erase(P);
2968
2969       if (!canMoveUsesOfIAfterJ(BB, LoadMoveSetPairs, I, J)) {
2970         DEBUG(dbgs() << "BBV: fusion of: " << *I <<
2971                " <-> " << *J <<
2972                " aborted because of non-trivial dependency cycle\n");
2973         --NumFusedOps;
2974         ++PI;
2975         continue;
2976       }
2977
2978       // If the pair must have the other order, then flip it.
2979       bool FlipPairOrder = FixedOrderPairs.count(ValuePair(J, I));
2980       if (!FlipPairOrder && !FixedOrderPairs.count(ValuePair(I, J))) {
2981         // This pair does not have a fixed order, and so we might want to
2982         // flip it if that will yield fewer shuffles. We count the number
2983         // of dependencies connected via swaps, and those directly connected,
2984         // and flip the order if the number of swaps is greater.
2985         bool OrigOrder = true;
2986         DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator IJ =
2987           ConnectedPairDeps.find(ValuePair(I, J));
2988         if (IJ == ConnectedPairDeps.end()) {
2989           IJ = ConnectedPairDeps.find(ValuePair(J, I));
2990           OrigOrder = false;
2991         }
2992
2993         if (IJ != ConnectedPairDeps.end()) {
2994           unsigned NumDepsDirect = 0, NumDepsSwap = 0;
2995           for (std::vector<ValuePair>::iterator T = IJ->second.begin(),
2996                TE = IJ->second.end(); T != TE; ++T) {
2997             VPPair Q(IJ->first, *T);
2998             DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
2999               PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
3000             assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
3001                    "Cannot find pair connection type");
3002             if (R->second == PairConnectionDirect)
3003               ++NumDepsDirect;
3004             else if (R->second == PairConnectionSwap)
3005               ++NumDepsSwap;
3006           }
3007
3008           if (!OrigOrder)
3009             std::swap(NumDepsDirect, NumDepsSwap);
3010
3011           if (NumDepsSwap > NumDepsDirect) {
3012             FlipPairOrder = true;
3013             DEBUG(dbgs() << "BBV: reordering pair: " << *I <<
3014                             " <-> " << *J << "\n");
3015           }
3016         }
3017       }
3018
3019       Instruction *L = I, *H = J;
3020       if (FlipPairOrder)
3021         std::swap(H, L);
3022
3023       // If the pair being fused uses the opposite order from that in the pair
3024       // connection map, then we need to flip the types.
3025       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator HL =
3026         ConnectedPairs.find(ValuePair(H, L));
3027       if (HL != ConnectedPairs.end())
3028         for (std::vector<ValuePair>::iterator T = HL->second.begin(),
3029              TE = HL->second.end(); T != TE; ++T) {
3030           VPPair Q(HL->first, *T);
3031           DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R = PairConnectionTypes.find(Q);
3032           assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
3033                  "Cannot find pair connection type");
3034           if (R->second == PairConnectionDirect)
3035             R->second = PairConnectionSwap;
3036           else if (R->second == PairConnectionSwap)
3037             R->second = PairConnectionDirect;
3038         }
3039
3040       bool LBeforeH = !FlipPairOrder;
3041       unsigned NumOperands = I->getNumOperands();
3042       SmallVector<Value *, 3> ReplacedOperands(NumOperands);
3043       getReplacementInputsForPair(Context, L, H, ReplacedOperands,
3044                                   LBeforeH);
3045
3046       // Make a copy of the original operation, change its type to the vector
3047       // type and replace its operands with the vector operands.
3048       Instruction *K = L->clone();
3049       if (L->hasName())
3050         K->takeName(L);
3051       else if (H->hasName())
3052         K->takeName(H);
3053
3054       if (!isa<StoreInst>(K))
3055         K->mutateType(getVecTypeForPair(L->getType(), H->getType()));
3056
3057       combineMetadata(K, H);
3058       K->intersectOptionalDataWith(H);
3059
3060       for (unsigned o = 0; o < NumOperands; ++o)
3061         K->setOperand(o, ReplacedOperands[o]);
3062
3063       K->insertAfter(J);
3064
3065       // Instruction insertion point:
3066       Instruction *InsertionPt = K;
3067       Instruction *K1 = 0, *K2 = 0;
3068       replaceOutputsOfPair(Context, L, H, K, InsertionPt, K1, K2);
3069
3070       // The use tree of the first original instruction must be moved to after
3071       // the location of the second instruction. The entire use tree of the
3072       // first instruction is disjoint from the input tree of the second
3073       // (by definition), and so commutes with it.
3074
3075       moveUsesOfIAfterJ(BB, LoadMoveSetPairs, InsertionPt, I, J);
3076
3077       if (!isa<StoreInst>(I)) {
3078         L->replaceAllUsesWith(K1);
3079         H->replaceAllUsesWith(K2);
3080         AA->replaceWithNewValue(L, K1);
3081         AA->replaceWithNewValue(H, K2);
3082       }
3083
3084       // Instructions that may read from memory may be in the load move set.
3085       // Once an instruction is fused, we no longer need its move set, and so
3086       // the values of the map never need to be updated. However, when a load
3087       // is fused, we need to merge the entries from both instructions in the
3088       // pair in case those instructions were in the move set of some other
3089       // yet-to-be-fused pair. The loads in question are the keys of the map.
3090       if (I->mayReadFromMemory()) {
3091         std::vector<ValuePair> NewSetMembers;
3092         DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator II =
3093           LoadMoveSet.find(I);
3094         if (II != LoadMoveSet.end())
3095           for (std::vector<Value *>::iterator N = II->second.begin(),
3096                NE = II->second.end(); N != NE; ++N)
3097             NewSetMembers.push_back(ValuePair(K, *N));
3098         DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator JJ =
3099           LoadMoveSet.find(J);
3100         if (JJ != LoadMoveSet.end())
3101           for (std::vector<Value *>::iterator N = JJ->second.begin(),
3102                NE = JJ->second.end(); N != NE; ++N)
3103             NewSetMembers.push_back(ValuePair(K, *N));
3104         for (std::vector<ValuePair>::iterator A = NewSetMembers.begin(),
3105              AE = NewSetMembers.end(); A != AE; ++A) {
3106           LoadMoveSet[A->first].push_back(A->second);
3107           LoadMoveSetPairs.insert(*A);
3108         }
3109       }
3110
3111       // Before removing I, set the iterator to the next instruction.
3112       PI = llvm::next(BasicBlock::iterator(I));
3113       if (cast<Instruction>(PI) == J)
3114         ++PI;
3115
3116       SE->forgetValue(I);
3117       SE->forgetValue(J);
3118       I->eraseFromParent();
3119       J->eraseFromParent();
3120
3121       DEBUG(if (PrintAfterEveryPair) dbgs() << "BBV: block is now: \n" <<
3122                                                BB << "\n");
3123     }
3124
3125     DEBUG(dbgs() << "BBV: final: \n" << BB << "\n");
3126   }
3127 }
3128
3129 char BBVectorize::ID = 0;
3130 static const char bb_vectorize_name[] = "Basic-Block Vectorization";
3131 INITIALIZE_PASS_BEGIN(BBVectorize, BBV_NAME, bb_vectorize_name, false, false)
3132 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
3133 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(TargetTransformInfo)
3134 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
3135 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
3136 INITIALIZE_PASS_END(BBVectorize, BBV_NAME, bb_vectorize_name, false, false)
3137
3138 BasicBlockPass *llvm::createBBVectorizePass(const VectorizeConfig &C) {
3139   return new BBVectorize(C);
3140 }
3141
3142 bool
3143 llvm::vectorizeBasicBlock(Pass *P, BasicBlock &BB, const VectorizeConfig &C) {
3144   BBVectorize BBVectorizer(P, C);
3145   return BBVectorizer.vectorizeBB(BB);
3146 }
3147
3148 //===----------------------------------------------------------------------===//
3149 VectorizeConfig::VectorizeConfig() {
3150   VectorBits = ::VectorBits;
3151   VectorizeBools = !::NoBools;
3152   VectorizeInts = !::NoInts;
3153   VectorizeFloats = !::NoFloats;
3154   VectorizePointers = !::NoPointers;
3155   VectorizeCasts = !::NoCasts;
3156   VectorizeMath = !::NoMath;
3157   VectorizeFMA = !::NoFMA;
3158   VectorizeSelect = !::NoSelect;
3159   VectorizeCmp = !::NoCmp;
3160   VectorizeGEP = !::NoGEP;
3161   VectorizeMemOps = !::NoMemOps;
3162   AlignedOnly = ::AlignedOnly;
3163   ReqChainDepth= ::ReqChainDepth;
3164   SearchLimit = ::SearchLimit;
3165   MaxCandPairsForCycleCheck = ::MaxCandPairsForCycleCheck;
3166   SplatBreaksChain = ::SplatBreaksChain;
3167   MaxInsts = ::MaxInsts;
3168   MaxIter = ::MaxIter;
3169   Pow2LenOnly = ::Pow2LenOnly;
3170   NoMemOpBoost = ::NoMemOpBoost;
3171   FastDep = ::FastDep;
3172 }