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 == LLVMContext::MD_alias_scope
 316           || Tag == LLVMContext::MD_noalias
 317           || Tag == ParallelLoopAccessMDKind);
 318 }
 319
 320 // Transfer metadata from Op to the instructions in CV if it is known
 321 // to be safe to do so.
 322 void Scalarizer::transferMetadata(Instruction *Op, const ValueVector &CV) {
 323   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
 324   Op->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(MDs);
 325   for (unsigned I = 0, E = CV.size(); I != E; ++I) {
 326     if (Instruction *New = dyn_cast<Instruction>(CV[I])) {
 327       for (SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *> >::iterator
 328              MI = MDs.begin(), ME = MDs.end(); MI != ME; ++MI)
 329         if (canTransferMetadata(MI->first))
 330           New->setMetadata(MI->first, MI->second);
 331       New->setDebugLoc(Op->getDebugLoc());
 332     }
 333   }
 334 }
 335
 336 // Try to fill in Layout from Ty, returning true on success.  Alignment is
 337 // the alignment of the vector, or 0 if the ABI default should be used.
 338 bool Scalarizer::getVectorLayout(Type *Ty, unsigned Alignment,
 339                                  VectorLayout &Layout) {
 340   if (!DL)
 341     return false;
 342
 343   // Make sure we're dealing with a vector.
 344   Layout.VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty);
 345   if (!Layout.VecTy)
 346     return false;
 347
 348   // Check that we're dealing with full-byte elements.
 349   Layout.ElemTy = Layout.VecTy->getElementType();
 350   if (DL->getTypeSizeInBits(Layout.ElemTy) !=
 351       DL->getTypeStoreSizeInBits(Layout.ElemTy))
 352     return false;
 353
 354   if (Alignment)
 355     Layout.VecAlign = Alignment;
 356   else
 357     Layout.VecAlign = DL->getABITypeAlignment(Layout.VecTy);
 358   Layout.ElemSize = DL->getTypeStoreSize(Layout.ElemTy);
 359   return true;
 360 }
 361
 362 // Scalarize two-operand instruction I, using Split(Builder, X, Y, Name)
 363 // to create an instruction like I with operands X and Y and name Name.
 364 template<typename Splitter>
 365 bool Scalarizer::splitBinary(Instruction &I, const Splitter &Split) {
 366   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(I.getType());
 367   if (!VT)
 368     return false;
 369
 370   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 371   IRBuilder<> Builder(I.getParent(), &I);
 372   Scatterer Op0 = scatter(&I, I.getOperand(0));
 373   Scatterer Op1 = scatter(&I, I.getOperand(1));
 374   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 375   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched binary operation");
 376   ValueVector Res;
 377   Res.resize(NumElems);
 378   for (unsigned Elem = 0; Elem < NumElems; ++Elem)
 379     Res[Elem] = Split(Builder, Op0[Elem], Op1[Elem],
 380                       I.getName() + ".i" + Twine(Elem));
 381   gather(&I, Res);
 382   return true;
 383 }
 384
 385 bool Scalarizer::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
 386   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SI.getType());
 387   if (!VT)
 388     return false;
 389
 390   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 391   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 392   Scatterer Op1 = scatter(&SI, SI.getOperand(1));
 393   Scatterer Op2 = scatter(&SI, SI.getOperand(2));
 394   assert(Op1.size() == NumElems && "Mismatched select");
 395   assert(Op2.size() == NumElems && "Mismatched select");
 396   ValueVector Res;
 397   Res.resize(NumElems);
 398
 399   if (SI.getOperand(0)->getType()->isVectorTy()) {
 400     Scatterer Op0 = scatter(&SI, SI.getOperand(0));
 401     assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched select");
 402     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 403       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0[I], Op1[I], Op2[I],
 404                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 405   } else {
 406     Value *Op0 = SI.getOperand(0);
 407     for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 408       Res[I] = Builder.CreateSelect(Op0, Op1[I], Op2[I],
 409                                     SI.getName() + ".i" + Twine(I));
 410   }
 411   gather(&SI, Res);
 412   return true;
 413 }
 414
 415 bool Scalarizer::visitICmpInst(ICmpInst &ICI) {
 416   return splitBinary(ICI, ICmpSplitter(ICI));
 417 }
 418
 419 bool Scalarizer::visitFCmpInst(FCmpInst &FCI) {
 420   return splitBinary(FCI, FCmpSplitter(FCI));
 421 }
 422
 423 bool Scalarizer::visitBinaryOperator(BinaryOperator &BO) {
 424   return splitBinary(BO, BinarySplitter(BO));
 425 }
 426
 427 bool Scalarizer::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEPI) {
 428   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(GEPI.getType());
 429   if (!VT)
 430     return false;
 431
 432   IRBuilder<> Builder(GEPI.getParent(), &GEPI);
 433   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 434   unsigned NumIndices = GEPI.getNumIndices();
 435
 436   Scatterer Base = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(0));
 437
 438   SmallVector<Scatterer, 8> Ops;
 439   Ops.resize(NumIndices);
 440   for (unsigned I = 0; I < NumIndices; ++I)
 441     Ops[I] = scatter(&GEPI, GEPI.getOperand(I + 1));
 442
 443   ValueVector Res;
 444   Res.resize(NumElems);
 445   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 446     SmallVector<Value *, 8> Indices;
 447     Indices.resize(NumIndices);
 448     for (unsigned J = 0; J < NumIndices; ++J)
 449       Indices[J] = Ops[J][I];
 450     Res[I] = Builder.CreateGEP(Base[I], Indices,
 451                                GEPI.getName() + ".i" + Twine(I));
 452     if (GEPI.isInBounds())
 453       if (GetElementPtrInst *NewGEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Res[I]))
 454         NewGEPI->setIsInBounds();
 455   }
 456   gather(&GEPI, Res);
 457   return true;
 458 }
 459
 460 bool Scalarizer::visitCastInst(CastInst &CI) {
 461   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(CI.getDestTy());
 462   if (!VT)
 463     return false;
 464
 465   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 466   IRBuilder<> Builder(CI.getParent(), &CI);
 467   Scatterer Op0 = scatter(&CI, CI.getOperand(0));
 468   assert(Op0.size() == NumElems && "Mismatched cast");
 469   ValueVector Res;
 470   Res.resize(NumElems);
 471   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 472     Res[I] = Builder.CreateCast(CI.getOpcode(), Op0[I], VT->getElementType(),
 473                                 CI.getName() + ".i" + Twine(I));
 474   gather(&CI, Res);
 475   return true;
 476 }
 477
 478 bool Scalarizer::visitBitCastInst(BitCastInst &BCI) {
 479   VectorType *DstVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getDestTy());
 480   VectorType *SrcVT = dyn_cast<VectorType>(BCI.getSrcTy());
 481   if (!DstVT || !SrcVT)
 482     return false;
 483
 484   unsigned DstNumElems = DstVT->getNumElements();
 485   unsigned SrcNumElems = SrcVT->getNumElements();
 486   IRBuilder<> Builder(BCI.getParent(), &BCI);
 487   Scatterer Op0 = scatter(&BCI, BCI.getOperand(0));
 488   ValueVector Res;
 489   Res.resize(DstNumElems);
 490
 491   if (DstNumElems == SrcNumElems) {
 492     for (unsigned I = 0; I < DstNumElems; ++I)
 493       Res[I] = Builder.CreateBitCast(Op0[I], DstVT->getElementType(),
 494                                      BCI.getName() + ".i" + Twine(I));
 495   } else if (DstNumElems > SrcNumElems) {
 496     // <M x t1> -> <N*M x t2>.  Convert each t1 to <N x t2> and copy the
 497     // individual elements to the destination.
 498     unsigned FanOut = DstNumElems / SrcNumElems;
 499     Type *MidTy = VectorType::get(DstVT->getElementType(), FanOut);
 500     unsigned ResI = 0;
 501     for (unsigned Op0I = 0; Op0I < SrcNumElems; ++Op0I) {
 502       Value *V = Op0[Op0I];
 503       Instruction *VI;
 504       // Look through any existing bitcasts before converting to <N x t2>.
 505       // In the best case, the resulting conversion might be a no-op.
 506       while ((VI = dyn_cast<Instruction>(V)) &&
 507              VI->getOpcode() == Instruction::BitCast)
 508         V = VI->getOperand(0);
 509       V = Builder.CreateBitCast(V, MidTy, V->getName() + ".cast");
 510       Scatterer Mid = scatter(&BCI, V);
 511       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanOut; ++MidI)
 512         Res[ResI++] = Mid[MidI];
 513     }
 514   } else {
 515     // <N*M x t1> -> <M x t2>.  Convert each group of <N x t1> into a t2.
 516     unsigned FanIn = SrcNumElems / DstNumElems;
 517     Type *MidTy = VectorType::get(SrcVT->getElementType(), FanIn);
 518     unsigned Op0I = 0;
 519     for (unsigned ResI = 0; ResI < DstNumElems; ++ResI) {
 520       Value *V = UndefValue::get(MidTy);
 521       for (unsigned MidI = 0; MidI < FanIn; ++MidI)
 522         V = Builder.CreateInsertElement(V, Op0[Op0I++], Builder.getInt32(MidI),
 523                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI)
 524                                         + ".upto" + Twine(MidI));
 525       Res[ResI] = Builder.CreateBitCast(V, DstVT->getElementType(),
 526                                         BCI.getName() + ".i" + Twine(ResI));
 527     }
 528   }
 529   gather(&BCI, Res);
 530   return true;
 531 }
 532
 533 bool Scalarizer::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
 534   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(SVI.getType());
 535   if (!VT)
 536     return false;
 537
 538   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 539   Scatterer Op0 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(0));
 540   Scatterer Op1 = scatter(&SVI, SVI.getOperand(1));
 541   ValueVector Res;
 542   Res.resize(NumElems);
 543
 544   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 545     int Selector = SVI.getMaskValue(I);
 546     if (Selector < 0)
 547       Res[I] = UndefValue::get(VT->getElementType());
 548     else if (unsigned(Selector) < Op0.size())
 549       Res[I] = Op0[Selector];
 550     else
 551       Res[I] = Op1[Selector - Op0.size()];
 552   }
 553   gather(&SVI, Res);
 554   return true;
 555 }
 556
 557 bool Scalarizer::visitPHINode(PHINode &PHI) {
 558   VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(PHI.getType());
 559   if (!VT)
 560     return false;
 561
 562   unsigned NumElems = VT->getNumElements();
 563   IRBuilder<> Builder(PHI.getParent(), &PHI);
 564   ValueVector Res;
 565   Res.resize(NumElems);
 566
 567   unsigned NumOps = PHI.getNumOperands();
 568   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 569     Res[I] = Builder.CreatePHI(VT->getElementType(), NumOps,
 570                                PHI.getName() + ".i" + Twine(I));
 571
 572   for (unsigned I = 0; I < NumOps; ++I) {
 573     Scatterer Op = scatter(&PHI, PHI.getIncomingValue(I));
 574     BasicBlock *IncomingBlock = PHI.getIncomingBlock(I);
 575     for (unsigned J = 0; J < NumElems; ++J)
 576       cast<PHINode>(Res[J])->addIncoming(Op[J], IncomingBlock);
 577   }
 578   gather(&PHI, Res);
 579   return true;
 580 }
 581
 582 bool Scalarizer::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
 583   if (!ScalarizeLoadStore)
 584     return false;
 585   if (!LI.isSimple())
 586     return false;
 587
 588   VectorLayout Layout;
 589   if (!getVectorLayout(LI.getType(), LI.getAlignment(), Layout))
 590     return false;
 591
 592   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 593   IRBuilder<> Builder(LI.getParent(), &LI);
 594   Scatterer Ptr = scatter(&LI, LI.getPointerOperand());
 595   ValueVector Res;
 596   Res.resize(NumElems);
 597
 598   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I)
 599     Res[I] = Builder.CreateAlignedLoad(Ptr[I], Layout.getElemAlign(I),
 600                                        LI.getName() + ".i" + Twine(I));
 601   gather(&LI, Res);
 602   return true;
 603 }
 604
 605 bool Scalarizer::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
 606   if (!ScalarizeLoadStore)
 607     return false;
 608   if (!SI.isSimple())
 609     return false;
 610
 611   VectorLayout Layout;
 612   Value *FullValue = SI.getValueOperand();
 613   if (!getVectorLayout(FullValue->getType(), SI.getAlignment(), Layout))
 614     return false;
 615
 616   unsigned NumElems = Layout.VecTy->getNumElements();
 617   IRBuilder<> Builder(SI.getParent(), &SI);
 618   Scatterer Ptr = scatter(&SI, SI.getPointerOperand());
 619   Scatterer Val = scatter(&SI, FullValue);
 620
 621   ValueVector Stores;
 622   Stores.resize(NumElems);
 623   for (unsigned I = 0; I < NumElems; ++I) {
 624     unsigned Align = Layout.getElemAlign(I);
 625     Stores[I] = Builder.CreateAlignedStore(Val[I], Ptr[I], Align);
 626   }
 627   transferMetadata(&SI, Stores);
 628   return true;
 629 }
 630
 631 // Delete the instructions that we scalarized.  If a full vector result
 632 // is still needed, recreate it using InsertElements.
 633 bool Scalarizer::finish() {
 634   if (Gathered.empty())
 635     return false;
 636   for (GatherList::iterator GMI = Gathered.begin(), GME = Gathered.end();
 637        GMI != GME; ++GMI) {
 638     Instruction *Op = GMI->first;
 639     ValueVector &CV = *GMI->second;
 640     if (!Op->use_empty()) {
 641       // The value is still needed, so recreate it using a series of
 642       // InsertElements.
 643       Type *Ty = Op->getType();
 644       Value *Res = UndefValue::get(Ty);
 645       BasicBlock *BB = Op->getParent();
 646       unsigned Count = Ty->getVectorNumElements();
 647       IRBuilder<> Builder(BB, Op);
 648       if (isa<PHINode>(Op))
 649         Builder.SetInsertPoint(BB, BB->getFirstInsertionPt());
 650       for (unsigned I = 0; I < Count; ++I)
 651         Res = Builder.CreateInsertElement(Res, CV[I], Builder.getInt32(I),
 652                                           Op->getName() + ".upto" + Twine(I));
 653       Res->takeName(Op);
 654       Op->replaceAllUsesWith(Res);
 655     }
 656     Op->eraseFromParent();
 657   }
 658   Gathered.clear();
 659   Scattered.clear();
 660   return true;
 661 }
 662
 663 FunctionPass *llvm::createScalarizerPass() {
 664   return new Scalarizer();
 665 }