[SLP vectorizer]: Choose the best consecutive candidate to pair with a store instruction.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / SLPVectorizer.cpp
index f47d0089b1d6ea29061442ae96d19050bc0c1f95..b215a256af04ba00b34b44d2ca22772015c63471 100644 (file)
@@ -17,9 +17,9 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
+#include "llvm/ADT/Optional.h"
 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
-#include "llvm/ADT/Optional.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
@@ -43,7 +43,7 @@
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/VectorUtils.h"
+#include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
 #include <algorithm>
 #include <map>
 #include <memory>
@@ -69,8 +69,13 @@ static cl::opt<bool> ShouldStartVectorizeHorAtStore(
     cl::desc(
         "Attempt to vectorize horizontal reductions feeding into a store"));
 
+static cl::opt<int>
+MaxVectorRegSizeOption("slp-max-reg-size", cl::init(128), cl::Hidden,
+    cl::desc("Attempt to vectorize for this register size in bits"));
+
 namespace {
 
+// FIXME: Set this via cl::opt to allow overriding.
 static const unsigned MinVecRegSize = 128;
 
 static const unsigned RecursionMaxDepth = 12;
@@ -315,12 +320,12 @@ static bool InTreeUserNeedToExtract(Value *Scalar, Instruction *UserInst,
 }
 
 /// \returns the AA location that is being access by the instruction.
-static AliasAnalysis::Location getLocation(Instruction *I, AliasAnalysis *AA) {
+static MemoryLocation getLocation(Instruction *I, AliasAnalysis *AA) {
   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
-    return AA->getLocation(SI);
+    return MemoryLocation::get(SI);
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
-    return AA->getLocation(LI);
-  return AliasAnalysis::Location();
+    return MemoryLocation::get(LI);
+  return MemoryLocation();
 }
 
 /// \returns True if the instruction is not a volatile or atomic load/store.
@@ -342,11 +347,11 @@ public:
   typedef SmallPtrSet<Value *, 16> ValueSet;
   typedef SmallVector<StoreInst *, 8> StoreList;
 
-  BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, const DataLayout *Dl,
-          TargetTransformInfo *Tti, TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa,
-          LoopInfo *Li, DominatorTree *Dt, AssumptionCache *AC)
+  BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, TargetTransformInfo *Tti,
+          TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa, LoopInfo *Li,
+          DominatorTree *Dt, AssumptionCache *AC)
       : NumLoadsWantToKeepOrder(0), NumLoadsWantToChangeOrder(0), F(Func),
-        SE(Se), DL(Dl), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
+        SE(Se), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
         Builder(Se->getContext()) {
     CodeMetrics::collectEphemeralValues(F, AC, EphValues);
   }
@@ -383,7 +388,7 @@ public:
   }
 
   /// \returns true if the memory operations A and B are consecutive.
-  bool isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B);
+  bool isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL);
 
   /// \brief Perform LICM and CSE on the newly generated gather sequences.
   void optimizeGatherSequence();
@@ -472,7 +477,7 @@ private:
 
   /// Create a new VectorizableTree entry.
   TreeEntry *newTreeEntry(ArrayRef<Value *> VL, bool Vectorized) {
-    VectorizableTree.push_back(TreeEntry());
+    VectorizableTree.emplace_back();
     int idx = VectorizableTree.size() - 1;
     TreeEntry *Last = &VectorizableTree[idx];
     Last->Scalars.insert(Last->Scalars.begin(), VL.begin(), VL.end());
@@ -501,7 +506,7 @@ private:
   /// This POD struct describes one external user in the vectorized tree.
   struct ExternalUser {
     ExternalUser (Value *S, llvm::User *U, int L) :
-      Scalar(S), User(U), Lane(L){};
+      Scalar(S), User(U), Lane(L){}
     // Which scalar in our function.
     Value *Scalar;
     // Which user that uses the scalar.
@@ -515,7 +520,7 @@ private:
   ///
   /// \p Loc1 is the location of \p Inst1. It is passed explicitly because it
   /// is invariant in the calling loop.
-  bool isAliased(const AliasAnalysis::Location &Loc1, Instruction *Inst1,
+  bool isAliased(const MemoryLocation &Loc1, Instruction *Inst1,
                  Instruction *Inst2) {
 
     // First check if the result is already in the cache.
@@ -524,7 +529,7 @@ private:
     if (result.hasValue()) {
       return result.getValue();
     }
-    AliasAnalysis::Location Loc2 = getLocation(Inst2, AA);
+    MemoryLocation Loc2 = getLocation(Inst2, AA);
     bool aliased = true;
     if (Loc1.Ptr && Loc2.Ptr && isSimple(Inst1) && isSimple(Inst2)) {
       // Do the alias check.
@@ -877,7 +882,6 @@ private:
   // Analysis and block reference.
   Function *F;
   ScalarEvolution *SE;
-  const DataLayout *DL;
   TargetTransformInfo *TTI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
   AliasAnalysis *AA;
@@ -1130,8 +1134,9 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering non-simple loads.\n");
           return;
         }
-        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1])) {
-          if (VL.size() == 2 && isConsecutiveAccess(VL[1], VL[0])) {
+        const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
+          if (VL.size() == 2 && isConsecutiveAccess(VL[1], VL[0], DL)) {
             ++NumLoadsWantToChangeOrder;
           }
           BS.cancelScheduling(VL);
@@ -1183,7 +1188,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
     case Instruction::ICmp:
     case Instruction::FCmp: {
       // Check that all of the compares have the same predicate.
-      CmpInst::Predicate P0 = dyn_cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
+      CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
       Type *ComparedTy = cast<Instruction>(VL[0])->getOperand(0)->getType();
       for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
         CmpInst *Cmp = cast<CmpInst>(VL[i]);
@@ -1300,9 +1305,10 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       return;
     }
     case Instruction::Store: {
+      const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
       // Check if the stores are consecutive or of we need to swizzle them.
       for (unsigned i = 0, e = VL.size() - 1; i < e; ++i)
-        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1])) {
+        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
           BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-consecutive store.\n");
@@ -1636,8 +1642,10 @@ bool BoUpSLP::isFullyVectorizableTinyTree() {
   if (VectorizableTree.size() != 2)
     return false;
 
-  // Handle splat stores.
-  if (!VectorizableTree[0].NeedToGather && isSplat(VectorizableTree[1].Scalars))
+  // Handle splat and all-constants stores.
+  if (!VectorizableTree[0].NeedToGather &&
+      (allConstant(VectorizableTree[1].Scalars) ||
+       isSplat(VectorizableTree[1].Scalars)))
     return true;
 
   // Gathering cost would be too much for tiny trees.
@@ -1789,7 +1797,7 @@ unsigned BoUpSLP::getAddressSpaceOperand(Value *I) {
   return -1;
 }
 
-bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
+bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL) {
   Value *PtrA = getPointerOperand(A);
   Value *PtrB = getPointerOperand(B);
   unsigned ASA = getAddressSpaceOperand(A);
@@ -1803,13 +1811,13 @@ bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
   if (PtrA == PtrB || PtrA->getType() != PtrB->getType())
     return false;
 
-  unsigned PtrBitWidth = DL->getPointerSizeInBits(ASA);
+  unsigned PtrBitWidth = DL.getPointerSizeInBits(ASA);
   Type *Ty = cast<PointerType>(PtrA->getType())->getElementType();
-  APInt Size(PtrBitWidth, DL->getTypeStoreSize(Ty));
+  APInt Size(PtrBitWidth, DL.getTypeStoreSize(Ty));
 
   APInt OffsetA(PtrBitWidth, 0), OffsetB(PtrBitWidth, 0);
-  PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(*DL, OffsetA);
-  PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(*DL, OffsetB);
+  PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetA);
+  PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetB);
 
   APInt OffsetDelta = OffsetB - OffsetA;
 
@@ -1842,6 +1850,7 @@ bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
 void BoUpSLP::reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
                                         SmallVectorImpl<Value *> &Left,
                                         SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
 
   // Push left and right operands of binary operation into Left and Right
   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
@@ -1856,10 +1865,10 @@ void BoUpSLP::reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
         Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
         Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
-        if (isConsecutiveAccess(L, L1) && VL1->isCommutative()) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
           std::swap(Left[j], Right[j]);
           continue;
-        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1) && VL2->isCommutative()) {
+        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
           continue;
         }
@@ -1870,10 +1879,10 @@ void BoUpSLP::reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
         Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
         Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
-        if (isConsecutiveAccess(L, L1) && VL1->isCommutative()) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
           std::swap(Left[j], Right[j]);
           continue;
-        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1) && VL2->isCommutative()) {
+        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
           continue;
         }
@@ -1983,6 +1992,8 @@ void BoUpSLP::reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
     Right = OrigRight;
   }
 
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+
   // Finally check if we can get longer vectorizable chain by reordering
   // without breaking the good operand order detected above.
   // E.g. If we have something like-
@@ -2001,7 +2012,7 @@ void BoUpSLP::reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
   for (unsigned j = 0; j < VL.size() - 1; ++j) {
     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Left[j])) {
       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
-        if (isConsecutiveAccess(L, L1)) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
           continue;
         }
@@ -2009,7 +2020,7 @@ void BoUpSLP::reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
     }
     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Right[j])) {
       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
-        if (isConsecutiveAccess(L, L1)) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
           continue;
         }
@@ -2105,6 +2116,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     return Gather(E->Scalars, VecTy);
   }
 
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
   unsigned Opcode = getSameOpcode(E->Scalars);
 
   switch (Opcode) {
@@ -2129,9 +2141,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         }
 
         // Prepare the operand vector.
-        for (unsigned j = 0; j < E->Scalars.size(); ++j)
-          Operands.push_back(cast<PHINode>(E->Scalars[j])->
-                             getIncomingValueForBlock(IBB));
+        for (Value *V : E->Scalars)
+          Operands.push_back(cast<PHINode>(V)->getIncomingValueForBlock(IBB));
 
         Builder.SetInsertPoint(IBB->getTerminator());
         Builder.SetCurrentDebugLocation(PH->getDebugLoc());
@@ -2165,8 +2176,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     case Instruction::FPTrunc:
     case Instruction::BitCast: {
       ValueList INVL;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i)
-        INVL.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
+      for (Value *V : E->Scalars)
+        INVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
 
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
 
@@ -2184,9 +2195,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     case Instruction::FCmp:
     case Instruction::ICmp: {
       ValueList LHSV, RHSV;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i) {
-        LHSV.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
-        RHSV.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(1));
+      for (Value *V : E->Scalars) {
+        LHSV.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
+        RHSV.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
       }
 
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
@@ -2197,7 +2208,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
         return V;
 
-      CmpInst::Predicate P0 = dyn_cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
+      CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
       Value *V;
       if (Opcode == Instruction::FCmp)
         V = Builder.CreateFCmp(P0, L, R);
@@ -2210,10 +2221,10 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     }
     case Instruction::Select: {
       ValueList TrueVec, FalseVec, CondVec;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i) {
-        CondVec.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
-        TrueVec.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(1));
-        FalseVec.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(2));
+      for (Value *V : E->Scalars) {
+        CondVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
+        TrueVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
+        FalseVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(2));
       }
 
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
@@ -2252,9 +2263,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       if (isa<BinaryOperator>(VL0) && VL0->isCommutative())
         reorderInputsAccordingToOpcode(E->Scalars, LHSVL, RHSVL);
       else
-        for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i) {
-          LHSVL.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
-          RHSVL.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(1));
+        for (Value *V : E->Scalars) {
+          LHSVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
+          RHSVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
         }
 
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
@@ -2301,8 +2312,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
 
       unsigned Alignment = LI->getAlignment();
       LI = Builder.CreateLoad(VecPtr);
-      if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
+      if (!Alignment) {
+        Alignment = DL.getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
+      }
       LI->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = LI;
       ++NumVectorInstructions;
@@ -2314,8 +2326,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       unsigned AS = SI->getPointerAddressSpace();
 
       ValueList ValueOp;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i)
-        ValueOp.push_back(cast<StoreInst>(E->Scalars[i])->getValueOperand());
+      for (Value *V : E->Scalars)
+        ValueOp.push_back(cast<StoreInst>(V)->getValueOperand());
 
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
 
@@ -2331,8 +2343,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         ExternalUses.push_back(
             ExternalUser(SI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
 
-      if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
+      if (!Alignment) {
+        Alignment = DL.getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
+      }
       S->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = S;
       ++NumVectorInstructions;
@@ -2342,8 +2355,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
 
       ValueList Op0VL;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i)
-        Op0VL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
+      for (Value *V : E->Scalars)
+        Op0VL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(V)->getOperand(0));
 
       Value *Op0 = vectorizeTree(Op0VL);
 
@@ -2351,14 +2364,15 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       for (int j = 1, e = cast<GetElementPtrInst>(VL0)->getNumOperands(); j < e;
            ++j) {
         ValueList OpVL;
-        for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i)
-          OpVL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(E->Scalars[i])->getOperand(j));
+        for (Value *V : E->Scalars)
+          OpVL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(V)->getOperand(j));
 
         Value *OpVec = vectorizeTree(OpVL);
         OpVecs.push_back(OpVec);
       }
 
-      Value *V = Builder.CreateGEP(Op0, OpVecs);
+      Value *V = Builder.CreateGEP(
+          cast<GetElementPtrInst>(VL0)->getSourceElementType(), Op0, OpVecs);
       E->VectorizedValue = V;
       ++NumVectorInstructions;
 
@@ -2374,7 +2388,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       Intrinsic::ID IID  = Intrinsic::not_intrinsic;
       Value *ScalarArg = nullptr;
       if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
-        IID = (Intrinsic::ID) FI->getIntrinsicID();
+        IID = FI->getIntrinsicID();
       }
       std::vector<Value *> OpVecs;
       for (int j = 0, e = CI->getNumArgOperands(); j < e; ++j) {
@@ -2387,8 +2401,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
           OpVecs.push_back(CEI->getArgOperand(j));
           continue;
         }
-        for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i) {
-          CallInst *CEI = cast<CallInst>(E->Scalars[i]);
+        for (Value *V : E->Scalars) {
+          CallInst *CEI = cast<CallInst>(V);
           OpVL.push_back(CEI->getArgOperand(j));
         }
 
@@ -2895,7 +2909,7 @@ void BoUpSLP::BlockScheduling::calculateDependencies(ScheduleData *SD,
         ScheduleData *DepDest = BundleMember->NextLoadStore;
         if (DepDest) {
           Instruction *SrcInst = BundleMember->Inst;
-          AliasAnalysis::Location SrcLoc = getLocation(SrcInst, SLP->AA);
+          MemoryLocation SrcLoc = getLocation(SrcInst, SLP->AA);
           bool SrcMayWrite = BundleMember->Inst->mayWriteToMemory();
           unsigned numAliased = 0;
           unsigned DistToSrc = 1;
@@ -3051,7 +3065,6 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
   }
 
   ScalarEvolution *SE;
-  const DataLayout *DL;
   TargetTransformInfo *TTI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
   AliasAnalysis *AA;
@@ -3064,8 +3077,6 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
       return false;
 
     SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-    DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
-    DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
     TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
     auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
     TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
@@ -3082,10 +3093,16 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
     if (!TTI->getNumberOfRegisters(true))
       return false;
 
-    // Must have DataLayout. We can't require it because some tests run w/o
-    // triple.
-    if (!DL)
-      return false;
+    // Use the vector register size specified by the target unless overridden
+    // by a command-line option.
+    // TODO: It would be better to limit the vectorization factor based on
+    //       data type rather than just register size. For example, x86 AVX has
+    //       256-bit registers, but it does not support integer operations
+    //       at that width (that requires AVX2).
+    if (MaxVectorRegSizeOption.getNumOccurrences())
+      MaxVecRegSize = MaxVectorRegSizeOption;
+    else
+      MaxVecRegSize = TTI->getRegisterBitWidth(true);
 
     // Don't vectorize when the attribute NoImplicitFloat is used.
     if (F.hasFnAttribute(Attribute::NoImplicitFloat))
@@ -3095,15 +3112,13 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
 
     // Use the bottom up slp vectorizer to construct chains that start with
     // store instructions.
-    BoUpSLP R(&F, SE, DL, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
+    BoUpSLP R(&F, SE, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
 
     // A general note: the vectorizer must use BoUpSLP::eraseInstruction() to
     // delete instructions.
 
     // Scan the blocks in the function in post order.
-    for (po_iterator<BasicBlock*> it = po_begin(&F.getEntryBlock()),
-         e = po_end(&F.getEntryBlock()); it != e; ++it) {
-      BasicBlock *BB = *it;
+    for (auto BB : post_order(&F.getEntryBlock())) {
       // Vectorize trees that end at stores.
       if (unsigned count = collectStores(BB, R)) {
         (void)count;
@@ -3166,12 +3181,13 @@ private:
   bool vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R);
 
   bool vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain, int CostThreshold,
-                           BoUpSLP &R);
+                           BoUpSLP &R, unsigned VecRegSize);
 
   bool vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores, int costThreshold,
                        BoUpSLP &R);
 private:
   StoreListMap StoreRefs;
+  unsigned MaxVecRegSize; // This is set by TTI or overridden by cl::opt.
 };
 
 /// \brief Check that the Values in the slice in VL array are still existent in
@@ -3186,13 +3202,15 @@ static bool hasValueBeenRAUWed(ArrayRef<Value *> VL, ArrayRef<WeakVH> VH,
 }
 
 bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
-                                          int CostThreshold, BoUpSLP &R) {
+                                        int CostThreshold, BoUpSLP &R,
+                                        unsigned VecRegSize) {
   unsigned ChainLen = Chain.size();
   DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing a store chain of length " << ChainLen
         << "\n");
   Type *StoreTy = cast<StoreInst>(Chain[0])->getValueOperand()->getType();
-  unsigned Sz = DL->getTypeSizeInBits(StoreTy);
-  unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
+  auto &DL = cast<StoreInst>(Chain[0])->getModule()->getDataLayout();
+  unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(StoreTy);
+  unsigned VF = VecRegSize / Sz;
 
   if (!isPowerOf2_32(Sz) || VF < 2)
     return false;
@@ -3234,8 +3252,8 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
 
 bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
                                     int costThreshold, BoUpSLP &R) {
-  SetVector<Value *> Heads, Tails;
-  SmallDenseMap<Value *, Value *> ConsecutiveChain;
+  SetVector<StoreInst *> Heads, Tails;
+  SmallDenseMap<StoreInst *, StoreInst *> ConsecutiveChain;
 
   // We may run into multiple chains that merge into a single chain. We mark the
   // stores that we vectorized so that we don't visit the same store twice.
@@ -3244,21 +3262,32 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
 
   // Do a quadratic search on all of the given stores and find
   // all of the pairs of stores that follow each other.
+  SmallVector<unsigned, 16> IndexQueue;
   for (unsigned i = 0, e = Stores.size(); i < e; ++i) {
-    for (unsigned j = 0; j < e; ++j) {
-      if (i == j)
-        continue;
-
-      if (R.isConsecutiveAccess(Stores[i], Stores[j])) {
-        Tails.insert(Stores[j]);
+    const DataLayout &DL = Stores[i]->getModule()->getDataLayout();
+    IndexQueue.clear();
+    // If a store has multiple consecutive store candidates, search Stores
+    // array according to the sequence: from i+1 to e, then from i-1 to 0.
+    // This is because usually pairing with immediate succeeding or preceding
+    // candidate create the best chance to find slp vectorization opportunity.
+    unsigned j = 0;
+    for (j = i + 1; j < e; ++j)
+      IndexQueue.push_back(j);
+    for (j = i; j > 0; --j)
+      IndexQueue.push_back(j - 1);
+
+    for (auto &k : IndexQueue) {
+      if (R.isConsecutiveAccess(Stores[i], Stores[k], DL)) {
+        Tails.insert(Stores[k]);
         Heads.insert(Stores[i]);
-        ConsecutiveChain[Stores[i]] = Stores[j];
+        ConsecutiveChain[Stores[i]] = Stores[k];
+        break;
       }
     }
   }
 
   // For stores that start but don't end a link in the chain:
-  for (SetVector<Value *>::iterator it = Heads.begin(), e = Heads.end();
+  for (SetVector<StoreInst *>::iterator it = Heads.begin(), e = Heads.end();
        it != e; ++it) {
     if (Tails.count(*it))
       continue;
@@ -3266,7 +3295,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
     // We found a store instr that starts a chain. Now follow the chain and try
     // to vectorize it.
     BoUpSLP::ValueList Operands;
-    Value *I = *it;
+    StoreInst *I = *it;
     // Collect the chain into a list.
     while (Tails.count(I) || Heads.count(I)) {
       if (VectorizedStores.count(I))
@@ -3276,12 +3305,16 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
       I = ConsecutiveChain[I];
     }
 
-    bool Vectorized = vectorizeStoreChain(Operands, costThreshold, R);
-
-    // Mark the vectorized stores so that we don't vectorize them again.
-    if (Vectorized)
-      VectorizedStores.insert(Operands.begin(), Operands.end());
-    Changed |= Vectorized;
+    // FIXME: Is division-by-2 the correct step? Should we assert that the
+    // register size is a power-of-2?
+    for (unsigned Size = MaxVecRegSize; Size >= MinVecRegSize; Size /= 2) {
+      if (vectorizeStoreChain(Operands, costThreshold, R, Size)) {
+        // Mark the vectorized stores so that we don't vectorize them again.
+        VectorizedStores.insert(Operands.begin(), Operands.end());
+        Changed = true;
+        break;
+      }
+    }
   }
 
   return Changed;
@@ -3291,8 +3324,9 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
 unsigned SLPVectorizer::collectStores(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
   unsigned count = 0;
   StoreRefs.clear();
-  for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
-    StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(it);
+  const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
+  for (Instruction &I : *BB) {
+    StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(&I);
     if (!SI)
       continue;
 
@@ -3336,16 +3370,19 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
     return false;
 
   unsigned Opcode0 = I0->getOpcode();
+  const DataLayout &DL = I0->getModule()->getDataLayout();
 
   Type *Ty0 = I0->getType();
-  unsigned Sz = DL->getTypeSizeInBits(Ty0);
+  unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(Ty0);
+  // FIXME: Register size should be a parameter to this function, so we can
+  // try different vectorization factors.
   unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
 
-  for (int i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
-    Type *Ty = VL[i]->getType();
+  for (Value *V : VL) {
+    Type *Ty = V->getType();
     if (!isValidElementType(Ty))
       return false;
-    Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
+    Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(V);
     if (!Inst || Inst->getOpcode() != Opcode0)
       return false;
   }
@@ -3540,8 +3577,7 @@ public:
     ReducedValueOpcode(0), ReduxWidth(0), IsPairwiseReduction(false) {}
 
   /// \brief Try to find a reduction tree.
-  bool matchAssociativeReduction(PHINode *Phi, BinaryOperator *B,
-                                 const DataLayout *DL) {
+  bool matchAssociativeReduction(PHINode *Phi, BinaryOperator *B) {
     assert((!Phi ||
             std::find(Phi->op_begin(), Phi->op_end(), B) != Phi->op_end()) &&
            "Thi phi needs to use the binary operator");
@@ -3566,9 +3602,12 @@ public:
     if (!isValidElementType(Ty))
       return false;
 
+    const DataLayout &DL = B->getModule()->getDataLayout();
     ReductionOpcode = B->getOpcode();
     ReducedValueOpcode = 0;
-    ReduxWidth = MinVecRegSize / DL->getTypeSizeInBits(Ty);
+    // FIXME: Register size should be a parameter to this function, so we can
+    // try different vectorization factors.
+    ReduxWidth = MinVecRegSize / DL.getTypeSizeInBits(Ty);
     ReductionRoot = B;
     ReductionPHI = Phi;
 
@@ -3878,8 +3917,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
 
       // Try to match and vectorize a horizontal reduction.
       HorizontalReduction HorRdx;
-      if (ShouldVectorizeHor &&
-          HorRdx.matchAssociativeReduction(P, BI, DL) &&
+      if (ShouldVectorizeHor && HorRdx.matchAssociativeReduction(P, BI) &&
           HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) {
         Changed = true;
         it = BB->begin();
@@ -3909,7 +3947,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
         if (BinaryOperator *BinOp =
                 dyn_cast<BinaryOperator>(SI->getValueOperand())) {
           HorizontalReduction HorRdx;
-          if (((HorRdx.matchAssociativeReduction(nullptr, BinOp, DL) &&
+          if (((HorRdx.matchAssociativeReduction(nullptr, BinOp) &&
                 HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) ||
                tryToVectorize(BinOp, R))) {
             Changed = true;
@@ -3995,6 +4033,9 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChains(BoUpSLP &R) {
           << it->second.size() << ".\n");
 
     // Process the stores in chunks of 16.
+    // TODO: The limit of 16 inhibits greater vectorization factors.
+    //       For example, AVX2 supports v32i8. Increasing this limit, however,
+    //       may cause a significant compile-time increase.
     for (unsigned CI = 0, CE = it->second.size(); CI < CE; CI+=16) {
       unsigned Len = std::min<unsigned>(CE - CI, 16);
       Changed |= vectorizeStores(makeArrayRef(&it->second[CI], Len),