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