lib/Transforms/Scalar/Scalarizer.cpp

   1 //===--- Scalarizer.cpp - Scalarize vector operations ---------------------===//
   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 pass converts vector operations into scalar operations, in order
  11 // to expose optimization opportunities on the individual scalar operations.
  12 // It is mainly intended for targets that do not have vector units, but it
  13 // may also be useful for revectorizing code to different vector widths.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "scalarizer"
  18 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  19 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  20 #include "llvm/InstVisitor.h"
  21 #include "llvm/Pass.h"
  22 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  23 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  24 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 namespace {
  29 // Used to store the scattered form of a vector.
  30 typedef SmallVector<Value *, 8> ValueVector;
  31
  32 // Used to map a vector Value to its scattered form.  We use std::map
  33 // because we want iterators to persist across insertion and because the
  34 // values are relatively large.
  35 typedef std::map<Value *, ValueVector> ScatterMap;
  36
  37 // Lists Instructions that have been replaced with scalar implementations,
  38 // along with a pointer to their scattered forms.
  39 typedef SmallVector<std::pair<Instruction *, ValueVector *>, 16> GatherList;
  40
  41 // Provides a very limited vector-like interface for lazily accessing one
  42 // component of a scattered vector or vector pointer.
  43 class Scatterer {
  44 public:
  45   Scatterer() {}
  46
  47   // Scatter V into Size components.  If new instructions are needed,
  48   // insert them before BBI in BB.  If Cache is nonnull, use it to cache
  49   // the results.
  50   Scatterer(BasicBlock *bb, BasicBlock::iterator bbi, Value *v,
  51             ValueVector *cachePtr = 0);
  52
  53   // Return component I, creating a new Value for it if necessary.
  54   Value *operator[](unsigned I);
  55
  56   // Return the number of components.
  57   unsigned size() const { return Size; }
  58
  59 private:
  60   BasicBlock *BB;
  61   BasicBlock::iterator BBI;
  62   Value *V;
  63   ValueVector *CachePtr;
  64   PointerType *PtrTy;
  65   ValueVector Tmp;
  66   unsigned Size;
  67 };
  68
  69 // FCmpSpliiter(FCI)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create an FCmp
  70 // called Name that compares X and Y in the same way as FCI.
  71 struct FCmpSplitter {
  72   FCmpSplitter(FCmpInst &fci) : FCI(fci) {}
  73   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  74                     const Twine &Name) const {
  75     return Builder.CreateFCmp(FCI.getPredicate(), Op0, Op1, Name);
  76   }
  77   FCmpInst &FCI;
  78 };
  79
  80 // ICmpSpliiter(ICI)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create an ICmp
  81 // called Name that compares X and Y in the same way as ICI.
  82 struct ICmpSplitter {
  83   ICmpSplitter(ICmpInst &ici) : ICI(ici) {}
  84   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  85                     const Twine &Name) const {
  86     return Builder.CreateICmp(ICI.getPredicate(), Op0, Op1, Name);
  87   }
  88   ICmpInst &ICI;
  89 };
  90
  91 // BinarySpliiter(BO)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create
  92 // a binary operator like BO called Name with operands X and Y.
  93 struct BinarySplitter {
  94   BinarySplitter(BinaryOperator &bo) : BO(bo) {}
  95   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  96                     const Twine &Name) const {
  97     return Builder.CreateBinOp(BO.getOpcode(), Op0, Op1, Name);
  98   }
  99   BinaryOperator &BO;
 100 };
 101
 102 // Information about a load or store that we're scalarizing.
 103 struct VectorLayout {
 104   VectorLayout() : VecTy(0), ElemTy(0), VecAlign(0), ElemSize(0) {}
 105
 106   // Return the alignment of element I.
 107   uint64_t getElemAlign(unsigned I) {
 108     return MinAlign(VecAlign, I * ElemSize);
 109   }
 110
 111   // The type of the vector.
 112   VectorType *VecTy;
 113
 114   // The type of each element.
 115   Type *ElemTy;
 116
 117   // The alignment of the vector.
 118   uint64_t VecAlign;
 119
 120   // The size of each element.
 121   uint64_t ElemSize;
 122 };
 123
 124 class Scalarizer : public FunctionPass,
 125                    public InstVisitor<Scalarizer, bool> {
 126 public:
 127   static char ID;
 128
 129   Scalarizer() :
 130     FunctionPass(ID) {
 131     initializeScalarizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 132   }
 133
 134   virtual bool doInitialization(Module &M);
 135   virtual bool runOnFunction(Function &F);
 136
 137   // InstVisitor methods.  They return true if the instruction was scalarized,
 138   // false if nothing changed.
 139   bool visitInstruction(Instruction &) { return false; }
 140   bool visitSelectInst(SelectInst &SI);
 141   bool visitICmpInst(ICmpInst &);
 142   bool visitFCmpInst(FCmpInst &);
 143   bool visitBinaryOperator(BinaryOperator &);
 144   bool visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &);
 145   bool visitCastInst(CastInst &);
 146   bool visitBitCastInst(BitCastInst &);
 147   bool visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &);
 148   bool visitPHINode(PHINode &);
 149   bool visitLoadInst(LoadInst &);
 150   bool visitStoreInst(StoreInst &);
 151
 152 private:
 153   Scatterer scatter(Instruction *, Value *);
 154   void gather(Instruction *, const ValueVector &);
 155   bool canTransferMetadata(unsigned Kind);
 156   void transferMetadata(Instruction *, const ValueVector &);
 157   bool getVectorLayout(Type *, unsigned, VectorLayout &);
 158   bool finish();
 159
 160   template<typename T> bool splitBinary(Instruction &, const T &);
 161
 162   ScatterMap Scattered;
 163   GatherList Gathered;
 164   unsigned ParallelLoopAccessMDKind;
 165   const DataLayout *DL;
 166 };
 167
 168 char Scalarizer::ID = 0;
 169 } // end anonymous namespace
 170
 171 // This is disabled by default because having separate loads and stores makes
 172 // it more likely that the -combiner-alias-analysis limits will be reached.
 173 static cl::opt<bool> ScalarizeLoadStore
 174   ("scalarize-load-store", cl::Hidden, cl::init(false),
 175    cl::desc("Allow the scalarizer pass to scalarize loads and store"));
 176
 177 INITIALIZE_PASS(Scalarizer, "scalarizer", "Scalarize vector operations",
 178                 false, false)
 179
 180 Scatterer::Scatterer(BasicBlock *bb, BasicBlock::iterator bbi, Value *v,
 181                      ValueVector *cachePtr)
 182   : BB(bb), BBI(bbi), V(v), CachePtr(cachePtr) {
 183   Type *Ty = V->getType();
 184   PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 185   if (PtrTy)
 186     Ty = PtrTy->getElementType();
 187   Size = Ty->getVectorNumElements();
 188   if (!CachePtr)
 189     Tmp.resize(Size, 0);
 190   else if (CachePtr->empty())
 191     CachePtr->resize(Size, 0);
 192   else
 193     assert(Size == CachePtr->size() && "Inconsistent vector sizes");
 194 }
 195
 196 // Return component I, creating a new Value for it if necessary.
 197 Value *Scatterer::operator[](unsigned I) {
 198   ValueVector &CV = (CachePtr ? *CachePtr : Tmp);
 199   // Try to reuse a previous value.
 200   if (CV[I])
 201     return CV[I];
 202   IRBuilder<> Builder(BB, BBI);
 203   if (PtrTy) {
 204     if (!CV[0]) {
 205       Type *Ty =
 206         PointerType::get(PtrTy->getElementType()->getVectorElementType(),
 207                          PtrTy->getAddressSpace());
 208       CV[0] = Builder.CreateBitCast(V, Ty, V->getName() + ".i0");
 209     }
 210     if (I != 0)
 211       CV[I] = Builder.CreateConstGEP1_32(CV[0], I,
 212                                          V->getName() + ".i" + Twine(I));
 213   } else {
 214     // Search through a chain of InsertElementInsts looking for element I.
 215     // Record other elements in the cache.  The new V is still suitable
 216     // for all uncached indices.
 217     for (;;) {
 218       InsertElementInst *Insert = dyn_cast<InsertElementInst>(V);
 219       if (!Insert)
 220         break;
 221       ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(Insert->getOperand(2));
 222       if (!Idx)
 223         break;
 224       unsigned J = Idx->getZExtValue();
 225       CV[J] = Insert->getOperand(1);
 226       V = Insert->getOperand(0);
 227       if (I == J)
 228         return CV[J];
 229     }
 230     CV[I] = Builder.CreateExtractElement(V, Builder.getInt32(I),
 231                                          V->getName() + ".i" + Twine(I));
 232   }
 233   return CV[I];
 234 }
 235
 236 bool Scalarizer::doInitialization(Module &M) {
 237   ParallelLoopAccessMDKind =
 238     M.getContext().getMDKindID("llvm.mem.parallel_loop_access");
 239   return false;
 240 }
 241
 242 bool Scalarizer::runOnFunction(Function &F) {
 243   DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
 244   DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : 0;
 245   for (Function::iterator BBI = F.begin(), BBE = F.end(); BBI != BBE; ++BBI) {
 246     BasicBlock *BB = BBI;
 247     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE;) {
 248       Instruction *I = II;
 249       bool Done = visit(I);
 250       ++II;
 251       if (Done && I->getType()->isVoidTy())
 252         I->eraseFromParent();
 253     }
 254   }
 255   return finish();
 256 }
 257
 258 // Return a scattered form of V that can be accessed by Point.  V must be a
 259 // vector or a pointer to a vector.
 260 Scatterer Scalarizer::scatter(Instruction *Point, Value *V) {
 261   if (Argument *VArg = dyn_cast<Argument>(V)) {
 262     // Put the scattered form of arguments in the entry block,
 263     // so that it can be used everywhere.
 264     Function *F = VArg->getParent();
 265     BasicBlock *BB = &F->getEntryBlock();
 266     return Scatterer(BB, BB->begin(), V, &Scattered[V]);
 267   }
 268   if (Instruction *VOp = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 269     // Put the scattered form of an instruction directly after the
 270     // instruction.
 271     BasicBlock *BB = VOp->getParent();
 272     return Scatterer(BB, llvm::next(BasicBlock::iterator(VOp)),
 273                      V, &Scattered[V]);
 274   }
 275   // In the fallback case, just put the scattered before Point and
 276   // keep the result local to Point.
 277   return Scatterer(Point->getParent(), Point, V);
 278 }
 279
 280 // Replace Op with the gathered form of the components in CV.  Defer the
 281 // deletion of Op and creation of the gathered form to the end of the pass,
 282 // so that we can avoid creating the gathered form if all uses of Op are
 283 // replaced with uses of CV.
 284 void Scalarizer::gather(Instruction *Op, const ValueVector &CV) {
 285   // Since we're not deleting Op yet, stub out its operands, so that it
 286   // doesn't make anything live unnecessarily.
 287   for (unsigned I = 0, E = Op->getNumOperands(); I != E; ++I)
 288     Op->setOperand(I, UndefValue::get(Op->getOperand(I)->getType()));
 289
 290   transferMetadata(Op, CV);
 291
 292   // If we already have a scattered form of Op (created from ExtractElements
 293   // of Op itself), replace them with the new form.
 294   ValueVector &SV = Scattered[Op];
 295   if (!SV.empty()) {
 296     for (unsigned I = 0, E = SV.size(); I != E; ++I) {
 297       Instruction *Old = cast<Instruction>(SV[I]);
 298       CV[I]->takeName(Old);
 299       Old->replaceAllUsesWith(CV[I]);
 300       Old->eraseFromParent();
 301     }
 302   }
 303   SV = CV;
 304   Gathered.push_back(GatherList::value_type(Op, &SV));
 305 }
 306
 307 // Return true if it is safe to transfer the given metadata tag from
 308 // vector to scalar instructions.
 309 bool Scalarizer::canTransferMetadata(unsigned Tag) {
 310   return (Tag == LLVMContext::MD_tbaa
 311           || Tag == LLVMContext::MD_fpmath
 312           || Tag == LLVMContext::MD_tbaa_struct
 313           || Tag == LLVMContext::MD_invariant_load
 314           || Tag == ParallelLoopAccessMDKind);
 315 }
 316
 317 // Transfer metadata from Op to the instructions in CV if it is known
 318 // to be safe to do so.
 319 void Scalarizer::transferMetadata(Instruction *Op, const ValueVector &CV) {
 320   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
 321   Op->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(MDs);
 322   for (unsigned I = 0, E = CV.size(); I != E; ++I) {
 323     if (Instruction *New = dyn_cast<Instruction>(CV[I])) {
 324       for (SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *> >::iterator
 325              MI = MDs.begin(), ME = MDs.end(); MI != ME; ++MI)
 326         if (canTransferMetadata(MI->first))
 327           New->setMetadata(MI->first, MI->second);
 328       New->setDebugLoc(Op->getDebugLoc());
 329     }
 330   }
 331 }
 332
 333 // Try to fill in Layout from Ty, returning true on success.  Alignment is
 334 // the alignment of the vector, or 0 if the ABI default should be used.
 335 bool Scalarizer::getVectorLayout(Type *Ty, unsigned Alignment,
 336                                  VectorLayout &Layout) {
 337   if (!DL)
 338     return false;
 339
 340   // Make sure we're dealing with a vector.
 341   Layout.VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty);
 342   if (!Layout.VecTy)
 343     return false;
 344
 345   // Check that we're dealing with full-byte elements.
 346   Layout.ElemTy = Layout.VecTy->getElementType();
 347   if (DL->getTypeSizeInBits(Layout.ElemTy) !=
 348       DL->getTypeStoreSizeInBits(Layout.ElemTy))
 349     return false;
 350
 351   if (Alignment)
 352     Layout.VecAlign = Alignment;
 353   else
 354     Layout.VecAlign = DL->getABITypeAlignment(Layout.VecTy);
 355   Layout.ElemSize = DL->getTypeStoreSize(Layout.ElemTy);
 356   return true;
 357 }
 358
 359 // Scalarize two-operand instruction I, using Split(Builder, X, Y, Name)
 360 // to create an instruction like I with operands X and Y and name Name.
 361 template<typename Splitter>
 362 bool Scalarizer::splitBinary(Instruction &I, const Splitter &Split) {
 363   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(I.getType());
 364   if (!VT)
 365     return false;
 366
 367   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 368   IRBuilder<> Builder(I.getParent(), &I);
 369   Scatterer Op0 = scatter(&I, I.getOperand(0));
 370   Scatterer Op1 = scatter(&I, I.getOperand(1));
 371   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 372   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 373   ValueVector Res;
 374   Res.resize(NumElems);
 375   for (unsigned Elem = 0; Elem < NumElems; ++Elem)
 376     Res[Elem] = Split(Builder, Op0[Elem], Op1[Elem],
 377                       I.getName() + ".i" + Twine(Elem));
 378   gather(&I, Res);
 379   return true;
 380 }
 381
 382 bool Scalarizer::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 383   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SI.getType());
 384   if (!VT)
 385     return false;
 386
 387   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 388   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 389   Scatterer Op1 = scatter(&SI, SI.getOperand(1));
 390   Scatterer Op2 = scatter(&SI, SI.getOperand(2));
 391   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched select");
 392   assert(Op2.size() == NumElems && "Mismatched select");
 393   ValueVector Res;
 394   Res.resize(NumElems);
 395
 396   if (SI.getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) {
 397     Scatterer Op0 = scatter(&SI, SI.getOperand(0));
 398     assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched select");
 399     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 400       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0[I], Op1[I], Op2[I],
 401                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 402   } else {
 403     Value *Op0 = SI.getOperand(0);
 404     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 405       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0, Op1[I], Op2[I],
 406                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 407   }
 408   gather(&SI, Res);
 409   return true;
 410 }
 411
 412 bool Scalarizer::visitICmpInst(ICmpInst &ICI) {
 413   return splitBinary(ICI, ICmpSplitter(ICI));
 414 }
 415
 416 bool Scalarizer::visitFCmpInst(FCmpInst &FCI) {
 417   return splitBinary(FCI, FCmpSplitter(FCI));
 418 }
 419
 420 bool Scalarizer::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
 421   return splitBinary(BO, BinarySplitter(BO));
 422 }
 423
 424 bool Scalarizer::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
 425   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(GEPI.getType());
 426   if (!VT)
 427     return false;
 428
 429   IRBuilder<> Builder(GEPI.getParent(), &GEPI);
 430   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 431   unsigned NumIndices = GEPI.getNumIndices();
 432
 433   Scatterer Base = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(0));
 434
 435   SmallVector<Scatterer, 8> Ops;
 436   Ops.resize(NumIndices);
 437   for (unsigned I = 0; I < NumIndices; ++I)
 438     Ops[I] = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(I + 1));
 439
 440   ValueVector Res;
 441   Res.resize(NumElems);
 442   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 443     SmallVector<Value *, 8> Indices;
 444     Indices.resize(NumIndices);
 445     for (unsigned J = 0; J < NumIndices; ++J)
 446       Indices[J] = Ops[J][I];
 447     Res[I] = Builder.CreateGEP(Base[I], Indices,
 448                                GEPI.getName() + ".i" + Twine(I));
 449     if (GEPI.isInBounds())
 450       if (GetElementPtrInst *NewGEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Res[I]))
 451         NewGEPI->setIsInBounds();
 452   }
 453   gather(&GEPI, Res);
 454   return true;
 455 }
 456
 457 bool Scalarizer::visitCastInst(CastInst &CI) {
 458   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(CI.getDestTy());
 459   if (!VT)
 460     return false;
 461
 462   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 463   IRBuilder<> Builder(CI.getParent(), &CI);
 464   Scatterer Op0 = scatter(&CI, CI.getOperand(0));
 465   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched cast");
 466   ValueVector Res;
 467   Res.resize(NumElems);
 468   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 469     Res[I] = Builder.CreateCast(CI.getOpcode(), Op0[I], VT->getElementType(),
 470                                 CI.getName() + ".i" + Twine(I));
 471   gather(&CI, Res);
 472   return true;
 473 }
 474
 475 bool Scalarizer::visitBitCastInst(BitCastInst &BCI) {
 476   VectorType *DstVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getDestTy());
 477   VectorType *SrcVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getSrcTy());
 478   if (!DstVT || !SrcVT)
 479     return false;
 480
 481   unsigned DstNumElems = DstVT->getNumElements();
 482   unsigned SrcNumElems = SrcVT->getNumElements();
 483   IRBuilder<> Builder(BCI.getParent(), &BCI);
 484   Scatterer Op0 = scatter(&BCI, BCI.getOperand(0));
 485   ValueVector Res;
 486   Res.resize(DstNumElems);
 487
 488   if (DstNumElems == SrcNumElems) {
 489     for (unsigned I = 0; I < DstNumElems; ++I)
 490       Res[I] = Builder.CreateBitCast(Op0[I], DstVT->getElementType(),
 491                                      BCI.getName() + ".i" + Twine(I));
 492   } else if (DstNumElems > SrcNumElems) {
 493     // <M x t1> -> <N*M x t2>.  Convert each t1 to <N x t2> and copy the
 494     // individual elements to the destination.
 495     unsigned FanOut = DstNumElems / SrcNumElems;
 496     Type *MidTy = VectorType::get(DstVT->getElementType(), FanOut);
 497     unsigned ResI = 0;
 498     for (unsigned Op0I = 0; Op0I < SrcNumElems; ++Op0I) {
 499       Value *V = Op0[Op0I];
 500       Instruction *VI;
 501       // Look through any existing bitcasts before converting to <N x t2>.
 502       // In the best case, the resulting conversion might be a no-op.
 503       while ((VI = dyn_cast<Instruction>(V)) &&
 504              VI->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 505         V = VI->getOperand(0);
 506       V = Builder.CreateBitCast(V, MidTy, V->getName() + ".cast");
 507       Scatterer Mid = scatter(&BCI, V);
 508       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanOut; ++MidI)
 509         Res[ResI++] = Mid[MidI];
 510     }
 511   } else {
 512     // <N*M x t1> -> <M x t2>.  Convert each group of <N x t1> into a t2.
 513     unsigned FanIn = SrcNumElems / DstNumElems;
 514     Type *MidTy = VectorType::get(SrcVT->getElementType(), FanIn);
 515     unsigned Op0I = 0;
 516     for (unsigned ResI = 0; ResI < DstNumElems; ++ResI) {
 517       Value *V = UndefValue::get(MidTy);
 518       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanIn; ++MidI)
 519         V = Builder.CreateInsertElement(V, Op0[Op0I++], Builder.getInt32(MidI),
 520                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI)
 521                                         + ".upto" + Twine(MidI));
 522       Res[ResI] = Builder.CreateBitCast(V, DstVT->getElementType(),
 523                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI));
 524     }
 525   }
 526   gather(&BCI, Res);
 527   return true;
 528 }
 529
 530 bool Scalarizer::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 531   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SVI.getType());
 532   if (!VT)
 533     return false;
 534
 535   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 536   Scatterer Op0 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(0));
 537   Scatterer Op1 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(1));
 538   ValueVector Res;
 539   Res.resize(NumElems);
 540
 541   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 542     int Selector = SVI.getMaskValue(I);
 543     if (Selector < 0)
 544       Res[I] = UndefValue::get(VT->getElementType());
 545     else if (unsigned(Selector) < Op0.size())
 546       Res[I] = Op0[Selector];
 547     else
 548       Res[I] = Op1[Selector - Op0.size()];
 549   }
 550   gather(&SVI, Res);
 551   return true;
 552 }
 553
 554 bool Scalarizer::visitPHINode(PHINode &PHI) {
 555   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(PHI.getType());
 556   if (!VT)
 557     return false;
 558
 559   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 560   IRBuilder<> Builder(PHI.getParent(), &PHI);
 561   ValueVector Res;
 562   Res.resize(NumElems);
 563
 564   unsigned NumOps = PHI.getNumOperands();
 565   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 566     Res[I] = Builder.CreatePHI(VT->getElementType(), NumOps,
 567                                PHI.getName() + ".i" + Twine(I));
 568
 569   for (unsigned I = 0; I < NumOps; ++I) {
 570     Scatterer Op = scatter(&PHI, PHI.getIncomingValue(I));
 571     BasicBlock *IncomingBlock = PHI.getIncomingBlock(I);
 572     for (unsigned J = 0; J < NumElems; ++J)
 573       cast<PHINode>(Res[J])->addIncoming(Op[J], IncomingBlock);
 574   }
 575   gather(&PHI, Res);
 576   return true;
 577 }
 578
 579 bool Scalarizer::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
 580   if (!ScalarizeLoadStore)
 581     return false;
 582   if (!LI.isSimple())
 583     return false;
 584
 585   VectorLayout Layout;
 586   if (!getVectorLayout(LI.getType(), LI.getAlignment(), Layout))
 587     return false;
 588
 589   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 590   IRBuilder<> Builder(LI.getParent(), &LI);
 591   Scatterer Ptr = scatter(&LI, LI.getPointerOperand());
 592   ValueVector Res;
 593   Res.resize(NumElems);
 594
 595   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 596     Res[I] = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr[I], Layout.getElemAlign(I),
 597                                        LI.getName() + ".i" + Twine(I));
 598   gather(&LI, Res);
 599   return true;
 600 }
 601
 602 bool Scalarizer::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
 603   if (!ScalarizeLoadStore)
 604     return false;
 605   if (!SI.isSimple())
 606     return false;
 607
 608   VectorLayout Layout;
 609   Value *FullValue = SI.getValueOperand();
 610   if (!getVectorLayout(FullValue->getType(), SI.getAlignment(), Layout))
 611     return false;
 612
 613   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 614   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 615   Scatterer Ptr = scatter(&SI, SI.getPointerOperand());
 616   Scatterer Val = scatter(&SI, FullValue);
 617
 618   ValueVector Stores;
 619   Stores.resize(NumElems);
 620   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 621     unsigned Align = Layout.getElemAlign(I);
 622     Stores[I] = Builder.CreateAlignedStore(Val[I], Ptr[I], Align);
 623   }
 624   transferMetadata(&SI, Stores);
 625   return true;
 626 }
 627
 628 // Delete the instructions that we scalarized.  If a full vector result
 629 // is still needed, recreate it using InsertElements.
 630 bool Scalarizer::finish() {
 631   if (Gathered.empty())
 632     return false;
 633   for (GatherList::iterator GMI = Gathered.begin(), GME = Gathered.end();
 634        GMI != GME; ++GMI) {
 635     Instruction *Op = GMI->first;
 636     ValueVector &CV = *GMI->second;
 637     if (!Op->use_empty()) {
 638       // The value is still needed, so recreate it using a series of
 639       // InsertElements.
 640       Type *Ty = Op->getType();
 641       Value *Res = UndefValue::get(Ty);
 642       BasicBlock *BB = Op->getParent();
 643       unsigned Count = Ty->getVectorNumElements();
 644       IRBuilder<> Builder(BB, Op);
 645       if (isa<PHINode>(Op))
 646         Builder.SetInsertPoint(BB, BB->getFirstInsertionPt());
 647       for (unsigned I = 0; I < Count; ++I)
 648         Res = Builder.CreateInsertElement(Res, CV[I], Builder.getInt32(I),
 649                                           Op->getName() + ".upto" + Twine(I));
 650       Res->takeName(Op);
 651       Op->replaceAllUsesWith(Res);
 652     }
 653     Op->eraseFromParent();
 654   }
 655   Gathered.clear();
 656   Scattered.clear();
 657   return true;
 658 }
 659
 660 FunctionPass *llvm::createScalarizerPass() {
 661   return new Scalarizer();
 662 }