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