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 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  18 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
  19 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
  20 #include "llvm/Pass.h"
  21 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  22 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  23 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  24
  25 using namespace llvm;
  26
  27 #define DEBUG_TYPE "scalarizer"
  28
  29 namespace {
  30 // Used to store the scattered form of a vector.
  31 typedef SmallVector<Value *, 8> ValueVector;
  32
  33 // Used to map a vector Value to its scattered form.  We use std::map
  34 // because we want iterators to persist across insertion and because the
  35 // values are relatively large.
  36 typedef std::map<Value *, ValueVector> ScatterMap;
  37
  38 // Lists Instructions that have been replaced with scalar implementations,
  39 // along with a pointer to their scattered forms.
  40 typedef SmallVector<std::pair<Instruction *, ValueVector *>, 16> GatherList;
  41
  42 // Provides a very limited vector-like interface for lazily accessing one
  43 // component of a scattered vector or vector pointer.
  44 class Scatterer {
  45 public:
  46   Scatterer() {}
  47
  48   // Scatter V into Size components.  If new instructions are needed,
  49   // insert them before BBI in BB.  If Cache is nonnull, use it to cache
  50   // the results.
  51   Scatterer(BasicBlock *bb, BasicBlock::iterator bbi, Value *v,
  52             ValueVector *cachePtr = nullptr);
  53
  54   // Return component I, creating a new Value for it if necessary.
  55   Value *operator[](unsigned I);
  56
  57   // Return the number of components.
  58   unsigned size() const { return Size; }
  59
  60 private:
  61   BasicBlock *BB;
  62   BasicBlock::iterator BBI;
  63   Value *V;
  64   ValueVector *CachePtr;
  65   PointerType *PtrTy;
  66   ValueVector Tmp;
  67   unsigned Size;
  68 };
  69
  70 // FCmpSpliiter(FCI)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create an FCmp
  71 // called Name that compares X and Y in the same way as FCI.
  72 struct FCmpSplitter {
  73   FCmpSplitter(FCmpInst &fci) : FCI(fci) {}
  74   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  75                     const Twine &Name) const {
  76     return Builder.CreateFCmp(FCI.getPredicate(), Op0, Op1, Name);
  77   }
  78   FCmpInst &FCI;
  79 };
  80
  81 // ICmpSpliiter(ICI)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create an ICmp
  82 // called Name that compares X and Y in the same way as ICI.
  83 struct ICmpSplitter {
  84   ICmpSplitter(ICmpInst &ici) : ICI(ici) {}
  85   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  86                     const Twine &Name) const {
  87     return Builder.CreateICmp(ICI.getPredicate(), Op0, Op1, Name);
  88   }
  89   ICmpInst &ICI;
  90 };
  91
  92 // BinarySpliiter(BO)(Builder, X, Y, Name) uses Builder to create
  93 // a binary operator like BO called Name with operands X and Y.
  94 struct BinarySplitter {
  95   BinarySplitter(BinaryOperator &bo) : BO(bo) {}
  96   Value *operator()(IRBuilder<> &Builder, Value *Op0, Value *Op1,
  97                     const Twine &Name) const {
  98     return Builder.CreateBinOp(BO.getOpcode(), Op0, Op1, Name);
  99   }
 100   BinaryOperator &BO;
 101 };
 102
 103 // Information about a load or store that we're scalarizing.
 104 struct VectorLayout {
 105   VectorLayout() : VecTy(nullptr), ElemTy(nullptr), VecAlign(0), ElemSize(0) {}
 106
 107   // Return the alignment of element I.
 108   uint64_t getElemAlign(unsigned I) {
 109     return MinAlign(VecAlign, I * ElemSize);
 110   }
 111
 112   // The type of the vector.
 113   VectorType *VecTy;
 114
 115   // The type of each element.
 116   Type *ElemTy;
 117
 118   // The alignment of the vector.
 119   uint64_t VecAlign;
 120
 121   // The size of each element.
 122   uint64_t ElemSize;
 123 };
 124
 125 class Scalarizer : public FunctionPass,
 126                    public InstVisitor<Scalarizer, bool> {
 127 public:
 128   static char ID;
 129
 130   Scalarizer() :
 131     FunctionPass(ID) {
 132     initializeScalarizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 133   }
 134
 135   bool doInitialization(Module &M) override;
 136   bool runOnFunction(Function &F) override;
 137
 138   // InstVisitor methods.  They return true if the instruction was scalarized,
 139   // false if nothing changed.
 140   bool visitInstruction(Instruction &) { return false; }
 141   bool visitSelectInst(SelectInst &SI);
 142   bool visitICmpInst(ICmpInst &);
 143   bool visitFCmpInst(FCmpInst &);
 144   bool visitBinaryOperator(BinaryOperator &);
 145   bool visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &);
 146   bool visitCastInst(CastInst &);
 147   bool visitBitCastInst(BitCastInst &);
 148   bool visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &);
 149   bool visitPHINode(PHINode &);
 150   bool visitLoadInst(LoadInst &);
 151   bool visitStoreInst(StoreInst &);
 152
 153   static void registerOptions() {
 154     // This is disabled by default because having separate loads and stores
 155     // makes it more likely that the -combiner-alias-analysis limits will be
 156     // reached.
 157     OptionRegistry::registerOption<bool, Scalarizer,
 158                                  &Scalarizer::ScalarizeLoadStore>(
 159         "scalarize-load-store",
 160         "Allow the scalarizer pass to scalarize loads and store", false);
 161   }
 162
 163 private:
 164   Scatterer scatter(Instruction *, Value *);
 165   void gather(Instruction *, const ValueVector &);
 166   bool canTransferMetadata(unsigned Kind);
 167   void transferMetadata(Instruction *, const ValueVector &);
 168   bool getVectorLayout(Type *, unsigned, VectorLayout &);
 169   bool finish();
 170
 171   template<typename T> bool splitBinary(Instruction &, const T &);
 172
 173   ScatterMap Scattered;
 174   GatherList Gathered;
 175   unsigned ParallelLoopAccessMDKind;
 176   const DataLayout *DL;
 177   bool ScalarizeLoadStore;
 178 };
 179
 180 char Scalarizer::ID = 0;
 181 } // end anonymous namespace
 182
 183 INITIALIZE_PASS_WITH_OPTIONS(Scalarizer, "scalarizer",
 184                              "Scalarize vector operations", false, false)
 185
 186 Scatterer::Scatterer(BasicBlock *bb, BasicBlock::iterator bbi, Value *v,
 187                      ValueVector *cachePtr)
 188   : BB(bb), BBI(bbi), V(v), CachePtr(cachePtr) {
 189   Type *Ty = V->getType();
 190   PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
 191   if (PtrTy)
 192     Ty = PtrTy->getElementType();
 193   Size = Ty->getVectorNumElements();
 194   if (!CachePtr)
 195     Tmp.resize(Size, nullptr);
 196   else if (CachePtr->empty())
 197     CachePtr->resize(Size, nullptr);
 198   else
 199     assert(Size == CachePtr->size() && "Inconsistent vector sizes");
 200 }
 201
 202 // Return component I, creating a new Value for it if necessary.
 203 Value *Scatterer::operator[](unsigned I) {
 204   ValueVector &CV = (CachePtr ? *CachePtr : Tmp);
 205   // Try to reuse a previous value.
 206   if (CV[I])
 207     return CV[I];
 208   IRBuilder<> Builder(BB, BBI);
 209   if (PtrTy) {
 210     if (!CV[0]) {
 211       Type *Ty =
 212         PointerType::get(PtrTy->getElementType()->getVectorElementType(),
 213                          PtrTy->getAddressSpace());
 214       CV[0] = Builder.CreateBitCast(V, Ty, V->getName() + ".i0");
 215     }
 216     if (I != 0)
 217       CV[I] = Builder.CreateConstGEP1_32(CV[0], I,
 218                                          V->getName() + ".i" + Twine(I));
 219   } else {
 220     // Search through a chain of InsertElementInsts looking for element I.
 221     // Record other elements in the cache.  The new V is still suitable
 222     // for all uncached indices.
 223     for (;;) {
 224       InsertElementInst *Insert = dyn_cast<InsertElementInst>(V);
 225       if (!Insert)
 226         break;
 227       ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(Insert->getOperand(2));
 228       if (!Idx)
 229         break;
 230       unsigned J = Idx->getZExtValue();
 231       CV[J] = Insert->getOperand(1);
 232       V = Insert->getOperand(0);
 233       if (I == J)
 234         return CV[J];
 235     }
 236     CV[I] = Builder.CreateExtractElement(V, Builder.getInt32(I),
 237                                          V->getName() + ".i" + Twine(I));
 238   }
 239   return CV[I];
 240 }
 241
 242 bool Scalarizer::doInitialization(Module &M) {
 243   ParallelLoopAccessMDKind =
 244       M.getContext().getMDKindID("llvm.mem.parallel_loop_access");
 245   ScalarizeLoadStore =
 246       M.getContext().getOption<bool, Scalarizer, &Scalarizer::ScalarizeLoadStore>();
 247   return false;
 248 }
 249
 250 bool Scalarizer::runOnFunction(Function &F) {
 251   DL = &F.getParent()->getDataLayout();
 252   for (Function::iterator BBI = F.begin(), BBE = F.end(); BBI != BBE; ++BBI) {
 253     BasicBlock *BB = BBI;
 254     for (BasicBlock::iterator II = BB->begin(), IE = BB->end(); II != IE;) {
 255       Instruction *I = II;
 256       bool Done = visit(I);
 257       ++II;
 258       if (Done && I->getType()->isVoidTy())
 259         I->eraseFromParent();
 260     }
 261   }
 262   return finish();
 263 }
 264
 265 // Return a scattered form of V that can be accessed by Point.  V must be a
 266 // vector or a pointer to a vector.
 267 Scatterer Scalarizer::scatter(Instruction *Point, Value *V) {
 268   if (Argument *VArg = dyn_cast<Argument>(V)) {
 269     // Put the scattered form of arguments in the entry block,
 270     // so that it can be used everywhere.
 271     Function *F = VArg->getParent();
 272     BasicBlock *BB = &F->getEntryBlock();
 273     return Scatterer(BB, BB->begin(), V, &Scattered[V]);
 274   }
 275   if (Instruction *VOp = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 276     // Put the scattered form of an instruction directly after the
 277     // instruction.
 278     BasicBlock *BB = VOp->getParent();
 279     return Scatterer(BB, std::next(BasicBlock::iterator(VOp)),
 280                      V, &Scattered[V]);
 281   }
 282   // In the fallback case, just put the scattered before Point and
 283   // keep the result local to Point.
 284   return Scatterer(Point->getParent(), Point, V);
 285 }
 286
 287 // Replace Op with the gathered form of the components in CV.  Defer the
 288 // deletion of Op and creation of the gathered form to the end of the pass,
 289 // so that we can avoid creating the gathered form if all uses of Op are
 290 // replaced with uses of CV.
 291 void Scalarizer::gather(Instruction *Op, const ValueVector &CV) {
 292   // Since we're not deleting Op yet, stub out its operands, so that it
 293   // doesn't make anything live unnecessarily.
 294   for (unsigned I = 0, E = Op->getNumOperands(); I != E; ++I)
 295     Op->setOperand(I, UndefValue::get(Op->getOperand(I)->getType()));
 296
 297   transferMetadata(Op, CV);
 298
 299   // If we already have a scattered form of Op (created from ExtractElements
 300   // of Op itself), replace them with the new form.
 301   ValueVector &SV = Scattered[Op];
 302   if (!SV.empty()) {
 303     for (unsigned I = 0, E = SV.size(); I != E; ++I) {
 304       Instruction *Old = cast<Instruction>(SV[I]);
 305       CV[I]->takeName(Old);
 306       Old->replaceAllUsesWith(CV[I]);
 307       Old->eraseFromParent();
 308     }
 309   }
 310   SV = CV;
 311   Gathered.push_back(GatherList::value_type(Op, &SV));
 312 }
 313
 314 // Return true if it is safe to transfer the given metadata tag from
 315 // vector to scalar instructions.
 316 bool Scalarizer::canTransferMetadata(unsigned Tag) {
 317   return (Tag == LLVMContext::MD_tbaa
 318           || Tag == LLVMContext::MD_fpmath
 319           || Tag == LLVMContext::MD_tbaa_struct
 320           || Tag == LLVMContext::MD_invariant_load
 321           || Tag == LLVMContext::MD_alias_scope
 322           || Tag == LLVMContext::MD_noalias
 323           || Tag == ParallelLoopAccessMDKind);
 324 }
 325
 326 // Transfer metadata from Op to the instructions in CV if it is known
 327 // to be safe to do so.
 328 void Scalarizer::transferMetadata(Instruction *Op, const ValueVector &CV) {
 329   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
 330   Op->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(MDs);
 331   for (unsigned I = 0, E = CV.size(); I != E; ++I) {
 332     if (Instruction *New = dyn_cast<Instruction>(CV[I])) {
 333       for (SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>>::iterator
 334                MI = MDs.begin(),
 335                ME = MDs.end();
 336            MI != ME; ++MI)
 337         if (canTransferMetadata(MI->first))
 338           New->setMetadata(MI->first, MI->second);
 339       New->setDebugLoc(Op->getDebugLoc());
 340     }
 341   }
 342 }
 343
 344 // Try to fill in Layout from Ty, returning true on success.  Alignment is
 345 // the alignment of the vector, or 0 if the ABI default should be used.
 346 bool Scalarizer::getVectorLayout(Type *Ty, unsigned Alignment,
 347                                  VectorLayout &Layout) {
 348   if (!DL)
 349     return false;
 350
 351   // Make sure we're dealing with a vector.
 352   Layout.VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty);
 353   if (!Layout.VecTy)
 354     return false;
 355
 356   // Check that we're dealing with full-byte elements.
 357   Layout.ElemTy = Layout.VecTy->getElementType();
 358   if (DL->getTypeSizeInBits(Layout.ElemTy) !=
 359       DL->getTypeStoreSizeInBits(Layout.ElemTy))
 360     return false;
 361
 362   if (Alignment)
 363     Layout.VecAlign = Alignment;
 364   else
 365     Layout.VecAlign = DL->getABITypeAlignment(Layout.VecTy);
 366   Layout.ElemSize = DL->getTypeStoreSize(Layout.ElemTy);
 367   return true;
 368 }
 369
 370 // Scalarize two-operand instruction I, using Split(Builder, X, Y, Name)
 371 // to create an instruction like I with operands X and Y and name Name.
 372 template<typename Splitter>
 373 bool Scalarizer::splitBinary(Instruction &I, const Splitter &Split) {
 374   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(I.getType());
 375   if (!VT)
 376     return false;
 377
 378   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 379   IRBuilder<> Builder(I.getParent(), &I);
 380   Scatterer Op0 = scatter(&I, I.getOperand(0));
 381   Scatterer Op1 = scatter(&I, I.getOperand(1));
 382   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 383   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 384   ValueVector Res;
 385   Res.resize(NumElems);
 386   for (unsigned Elem = 0; Elem < NumElems; ++Elem)
 387     Res[Elem] = Split(Builder, Op0[Elem], Op1[Elem],
 388                       I.getName() + ".i" + Twine(Elem));
 389   gather(&I, Res);
 390   return true;
 391 }
 392
 393 bool Scalarizer::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 394   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SI.getType());
 395   if (!VT)
 396     return false;
 397
 398   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 399   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 400   Scatterer Op1 = scatter(&SI, SI.getOperand(1));
 401   Scatterer Op2 = scatter(&SI, SI.getOperand(2));
 402   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched select");
 403   assert(Op2.size() == NumElems && "Mismatched select");
 404   ValueVector Res;
 405   Res.resize(NumElems);
 406
 407   if (SI.getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) {
 408     Scatterer Op0 = scatter(&SI, SI.getOperand(0));
 409     assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched select");
 410     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 411       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0[I], Op1[I], Op2[I],
 412                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 413   } else {
 414     Value *Op0 = SI.getOperand(0);
 415     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 416       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0, Op1[I], Op2[I],
 417                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 418   }
 419   gather(&SI, Res);
 420   return true;
 421 }
 422
 423 bool Scalarizer::visitICmpInst(ICmpInst &ICI) {
 424   return splitBinary(ICI, ICmpSplitter(ICI));
 425 }
 426
 427 bool Scalarizer::visitFCmpInst(FCmpInst &FCI) {
 428   return splitBinary(FCI, FCmpSplitter(FCI));
 429 }
 430
 431 bool Scalarizer::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
 432   return splitBinary(BO, BinarySplitter(BO));
 433 }
 434
 435 bool Scalarizer::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
 436   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(GEPI.getType());
 437   if (!VT)
 438     return false;
 439
 440   IRBuilder<> Builder(GEPI.getParent(), &GEPI);
 441   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 442   unsigned NumIndices = GEPI.getNumIndices();
 443
 444   Scatterer Base = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(0));
 445
 446   SmallVector<Scatterer, 8> Ops;
 447   Ops.resize(NumIndices);
 448   for (unsigned I = 0; I < NumIndices; ++I)
 449     Ops[I] = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(I + 1));
 450
 451   ValueVector Res;
 452   Res.resize(NumElems);
 453   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 454     SmallVector<Value *, 8> Indices;
 455     Indices.resize(NumIndices);
 456     for (unsigned J = 0; J < NumIndices; ++J)
 457       Indices[J] = Ops[J][I];
 458     Res[I] = Builder.CreateGEP(Base[I], Indices,
 459                                GEPI.getName() + ".i" + Twine(I));
 460     if (GEPI.isInBounds())
 461       if (GetElementPtrInst *NewGEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Res[I]))
 462         NewGEPI->setIsInBounds();
 463   }
 464   gather(&GEPI, Res);
 465   return true;
 466 }
 467
 468 bool Scalarizer::visitCastInst(CastInst &CI) {
 469   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(CI.getDestTy());
 470   if (!VT)
 471     return false;
 472
 473   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 474   IRBuilder<> Builder(CI.getParent(), &CI);
 475   Scatterer Op0 = scatter(&CI, CI.getOperand(0));
 476   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched cast");
 477   ValueVector Res;
 478   Res.resize(NumElems);
 479   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 480     Res[I] = Builder.CreateCast(CI.getOpcode(), Op0[I], VT->getElementType(),
 481                                 CI.getName() + ".i" + Twine(I));
 482   gather(&CI, Res);
 483   return true;
 484 }
 485
 486 bool Scalarizer::visitBitCastInst(BitCastInst &BCI) {
 487   VectorType *DstVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getDestTy());
 488   VectorType *SrcVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getSrcTy());
 489   if (!DstVT || !SrcVT)
 490     return false;
 491
 492   unsigned DstNumElems = DstVT->getNumElements();
 493   unsigned SrcNumElems = SrcVT->getNumElements();
 494   IRBuilder<> Builder(BCI.getParent(), &BCI);
 495   Scatterer Op0 = scatter(&BCI, BCI.getOperand(0));
 496   ValueVector Res;
 497   Res.resize(DstNumElems);
 498
 499   if (DstNumElems == SrcNumElems) {
 500     for (unsigned I = 0; I < DstNumElems; ++I)
 501       Res[I] = Builder.CreateBitCast(Op0[I], DstVT->getElementType(),
 502                                      BCI.getName() + ".i" + Twine(I));
 503   } else if (DstNumElems > SrcNumElems) {
 504     // <M x t1> -> <N*M x t2>.  Convert each t1 to <N x t2> and copy the
 505     // individual elements to the destination.
 506     unsigned FanOut = DstNumElems / SrcNumElems;
 507     Type *MidTy = VectorType::get(DstVT->getElementType(), FanOut);
 508     unsigned ResI = 0;
 509     for (unsigned Op0I = 0; Op0I < SrcNumElems; ++Op0I) {
 510       Value *V = Op0[Op0I];
 511       Instruction *VI;
 512       // Look through any existing bitcasts before converting to <N x t2>.
 513       // In the best case, the resulting conversion might be a no-op.
 514       while ((VI = dyn_cast<Instruction>(V)) &&
 515              VI->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 516         V = VI->getOperand(0);
 517       V = Builder.CreateBitCast(V, MidTy, V->getName() + ".cast");
 518       Scatterer Mid = scatter(&BCI, V);
 519       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanOut; ++MidI)
 520         Res[ResI++] = Mid[MidI];
 521     }
 522   } else {
 523     // <N*M x t1> -> <M x t2>.  Convert each group of <N x t1> into a t2.
 524     unsigned FanIn = SrcNumElems / DstNumElems;
 525     Type *MidTy = VectorType::get(SrcVT->getElementType(), FanIn);
 526     unsigned Op0I = 0;
 527     for (unsigned ResI = 0; ResI < DstNumElems; ++ResI) {
 528       Value *V = UndefValue::get(MidTy);
 529       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanIn; ++MidI)
 530         V = Builder.CreateInsertElement(V, Op0[Op0I++], Builder.getInt32(MidI),
 531                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI)
 532                                         + ".upto" + Twine(MidI));
 533       Res[ResI] = Builder.CreateBitCast(V, DstVT->getElementType(),
 534                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI));
 535     }
 536   }
 537   gather(&BCI, Res);
 538   return true;
 539 }
 540
 541 bool Scalarizer::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 542   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SVI.getType());
 543   if (!VT)
 544     return false;
 545
 546   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 547   Scatterer Op0 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(0));
 548   Scatterer Op1 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(1));
 549   ValueVector Res;
 550   Res.resize(NumElems);
 551
 552   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 553     int Selector = SVI.getMaskValue(I);
 554     if (Selector < 0)
 555       Res[I] = UndefValue::get(VT->getElementType());
 556     else if (unsigned(Selector) < Op0.size())
 557       Res[I] = Op0[Selector];
 558     else
 559       Res[I] = Op1[Selector - Op0.size()];
 560   }
 561   gather(&SVI, Res);
 562   return true;
 563 }
 564
 565 bool Scalarizer::visitPHINode(PHINode &PHI) {
 566   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(PHI.getType());
 567   if (!VT)
 568     return false;
 569
 570   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 571   IRBuilder<> Builder(PHI.getParent(), &PHI);
 572   ValueVector Res;
 573   Res.resize(NumElems);
 574
 575   unsigned NumOps = PHI.getNumOperands();
 576   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 577     Res[I] = Builder.CreatePHI(VT->getElementType(), NumOps,
 578                                PHI.getName() + ".i" + Twine(I));
 579
 580   for (unsigned I = 0; I < NumOps; ++I) {
 581     Scatterer Op = scatter(&PHI, PHI.getIncomingValue(I));
 582     BasicBlock *IncomingBlock = PHI.getIncomingBlock(I);
 583     for (unsigned J = 0; J < NumElems; ++J)
 584       cast<PHINode>(Res[J])->addIncoming(Op[J], IncomingBlock);
 585   }
 586   gather(&PHI, Res);
 587   return true;
 588 }
 589
 590 bool Scalarizer::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
 591   if (!ScalarizeLoadStore)
 592     return false;
 593   if (!LI.isSimple())
 594     return false;
 595
 596   VectorLayout Layout;
 597   if (!getVectorLayout(LI.getType(), LI.getAlignment(), Layout))
 598     return false;
 599
 600   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 601   IRBuilder<> Builder(LI.getParent(), &LI);
 602   Scatterer Ptr = scatter(&LI, LI.getPointerOperand());
 603   ValueVector Res;
 604   Res.resize(NumElems);
 605
 606   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 607     Res[I] = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr[I], Layout.getElemAlign(I),
 608                                        LI.getName() + ".i" + Twine(I));
 609   gather(&LI, Res);
 610   return true;
 611 }
 612
 613 bool Scalarizer::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
 614   if (!ScalarizeLoadStore)
 615     return false;
 616   if (!SI.isSimple())
 617     return false;
 618
 619   VectorLayout Layout;
 620   Value *FullValue = SI.getValueOperand();
 621   if (!getVectorLayout(FullValue->getType(), SI.getAlignment(), Layout))
 622     return false;
 623
 624   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 625   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 626   Scatterer Ptr = scatter(&SI, SI.getPointerOperand());
 627   Scatterer Val = scatter(&SI, FullValue);
 628
 629   ValueVector Stores;
 630   Stores.resize(NumElems);
 631   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 632     unsigned Align = Layout.getElemAlign(I);
 633     Stores[I] = Builder.CreateAlignedStore(Val[I], Ptr[I], Align);
 634   }
 635   transferMetadata(&SI, Stores);
 636   return true;
 637 }
 638
 639 // Delete the instructions that we scalarized.  If a full vector result
 640 // is still needed, recreate it using InsertElements.
 641 bool Scalarizer::finish() {
 642   if (Gathered.empty())
 643     return false;
 644   for (GatherList::iterator GMI = Gathered.begin(), GME = Gathered.end();
 645        GMI != GME; ++GMI) {
 646     Instruction *Op = GMI->first;
 647     ValueVector &CV = *GMI->second;
 648     if (!Op->use_empty()) {
 649       // The value is still needed, so recreate it using a series of
 650       // InsertElements.
 651       Type *Ty = Op->getType();
 652       Value *Res = UndefValue::get(Ty);
 653       BasicBlock *BB = Op->getParent();
 654       unsigned Count = Ty->getVectorNumElements();
 655       IRBuilder<> Builder(BB, Op);
 656       if (isa<PHINode>(Op))
 657         Builder.SetInsertPoint(BB, BB->getFirstInsertionPt());
 658       for (unsigned I = 0; I < Count; ++I)
 659         Res = Builder.CreateInsertElement(Res, CV[I], Builder.getInt32(I),
 660                                           Op->getName() + ".upto" + Twine(I));
 661       Res->takeName(Op);
 662       Op->replaceAllUsesWith(Res);
 663     }
 664     Op->eraseFromParent();
 665   }
 666   Gathered.clear();
 667   Scattered.clear();
 668   return true;
 669 }
 670
 671 FunctionPass *llvm::createScalarizerPass() {
 672   return new Scalarizer();
 673 }