use range-based for loops; NFCI
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / SLPVectorizer.cpp
1 //===- SLPVectorizer.cpp - A bottom up SLP Vectorizer ---------------------===//
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 // This pass implements the Bottom Up SLP vectorizer. It detects consecutive
10 // stores that can be put together into vector-stores. Next, it attempts to
11 // construct vectorizable tree using the use-def chains. If a profitable tree
12 // was found, the SLP vectorizer performs vectorization on the tree.
13 //
14 // The pass is inspired by the work described in the paper:
15 //  "Loop-Aware SLP in GCC" by Ira Rosen, Dorit Nuzman, Ayal Zaks.
16 //
17 //===----------------------------------------------------------------------===//
18 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
19 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
20 #include "llvm/ADT/Optional.h"
21 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
22 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
24 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
25 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
26 #include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
27 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
28 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
29 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
30 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
31 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
32 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
33 #include "llvm/IR/Dominators.h"
34 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
35 #include "llvm/IR/Instructions.h"
36 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
37 #include "llvm/IR/Module.h"
38 #include "llvm/IR/NoFolder.h"
39 #include "llvm/IR/Type.h"
40 #include "llvm/IR/Value.h"
41 #include "llvm/IR/Verifier.h"
42 #include "llvm/Pass.h"
43 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
44 #include "llvm/Support/Debug.h"
45 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
46 #include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
47 #include <algorithm>
48 #include <map>
49 #include <memory>
50
51 using namespace llvm;
52
53 #define SV_NAME "slp-vectorizer"
54 #define DEBUG_TYPE "SLP"
55
56 STATISTIC(NumVectorInstructions, "Number of vector instructions generated");
57
58 static cl::opt<int>
59     SLPCostThreshold("slp-threshold", cl::init(0), cl::Hidden,
60                      cl::desc("Only vectorize if you gain more than this "
61                               "number "));
62
63 static cl::opt<bool>
64 ShouldVectorizeHor("slp-vectorize-hor", cl::init(false), cl::Hidden,
65                    cl::desc("Attempt to vectorize horizontal reductions"));
66
67 static cl::opt<bool> ShouldStartVectorizeHorAtStore(
68     "slp-vectorize-hor-store", cl::init(false), cl::Hidden,
69     cl::desc(
70         "Attempt to vectorize horizontal reductions feeding into a store"));
71
72 namespace {
73
74 static const unsigned MinVecRegSize = 128;
75
76 static const unsigned RecursionMaxDepth = 12;
77
78 // Limit the number of alias checks. The limit is chosen so that
79 // it has no negative effect on the llvm benchmarks.
80 static const unsigned AliasedCheckLimit = 10;
81
82 // Another limit for the alias checks: The maximum distance between load/store
83 // instructions where alias checks are done.
84 // This limit is useful for very large basic blocks.
85 static const unsigned MaxMemDepDistance = 160;
86
87 /// \brief Predicate for the element types that the SLP vectorizer supports.
88 ///
89 /// The most important thing to filter here are types which are invalid in LLVM
90 /// vectors. We also filter target specific types which have absolutely no
91 /// meaningful vectorization path such as x86_fp80 and ppc_f128. This just
92 /// avoids spending time checking the cost model and realizing that they will
93 /// be inevitably scalarized.
94 static bool isValidElementType(Type *Ty) {
95   return VectorType::isValidElementType(Ty) && !Ty->isX86_FP80Ty() &&
96          !Ty->isPPC_FP128Ty();
97 }
98
99 /// \returns the parent basic block if all of the instructions in \p VL
100 /// are in the same block or null otherwise.
101 static BasicBlock *getSameBlock(ArrayRef<Value *> VL) {
102   Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(VL[0]);
103   if (!I0)
104     return nullptr;
105   BasicBlock *BB = I0->getParent();
106   for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; i++) {
107     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
108     if (!I)
109       return nullptr;
110
111     if (BB != I->getParent())
112       return nullptr;
113   }
114   return BB;
115 }
116
117 /// \returns True if all of the values in \p VL are constants.
118 static bool allConstant(ArrayRef<Value *> VL) {
119   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i)
120     if (!isa<Constant>(VL[i]))
121       return false;
122   return true;
123 }
124
125 /// \returns True if all of the values in \p VL are identical.
126 static bool isSplat(ArrayRef<Value *> VL) {
127   for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i)
128     if (VL[i] != VL[0])
129       return false;
130   return true;
131 }
132
133 ///\returns Opcode that can be clubbed with \p Op to create an alternate
134 /// sequence which can later be merged as a ShuffleVector instruction.
135 static unsigned getAltOpcode(unsigned Op) {
136   switch (Op) {
137   case Instruction::FAdd:
138     return Instruction::FSub;
139   case Instruction::FSub:
140     return Instruction::FAdd;
141   case Instruction::Add:
142     return Instruction::Sub;
143   case Instruction::Sub:
144     return Instruction::Add;
145   default:
146     return 0;
147   }
148 }
149
150 ///\returns bool representing if Opcode \p Op can be part
151 /// of an alternate sequence which can later be merged as
152 /// a ShuffleVector instruction.
153 static bool canCombineAsAltInst(unsigned Op) {
154   if (Op == Instruction::FAdd || Op == Instruction::FSub ||
155       Op == Instruction::Sub || Op == Instruction::Add)
156     return true;
157   return false;
158 }
159
160 /// \returns ShuffleVector instruction if intructions in \p VL have
161 ///  alternate fadd,fsub / fsub,fadd/add,sub/sub,add sequence.
162 /// (i.e. e.g. opcodes of fadd,fsub,fadd,fsub...)
163 static unsigned isAltInst(ArrayRef<Value *> VL) {
164   Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(VL[0]);
165   unsigned Opcode = I0->getOpcode();
166   unsigned AltOpcode = getAltOpcode(Opcode);
167   for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; i++) {
168     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
169     if (!I || I->getOpcode() != ((i & 1) ? AltOpcode : Opcode))
170       return 0;
171   }
172   return Instruction::ShuffleVector;
173 }
174
175 /// \returns The opcode if all of the Instructions in \p VL have the same
176 /// opcode, or zero.
177 static unsigned getSameOpcode(ArrayRef<Value *> VL) {
178   Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(VL[0]);
179   if (!I0)
180     return 0;
181   unsigned Opcode = I0->getOpcode();
182   for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; i++) {
183     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
184     if (!I || Opcode != I->getOpcode()) {
185       if (canCombineAsAltInst(Opcode) && i == 1)
186         return isAltInst(VL);
187       return 0;
188     }
189   }
190   return Opcode;
191 }
192
193 /// Get the intersection (logical and) of all of the potential IR flags
194 /// of each scalar operation (VL) that will be converted into a vector (I).
195 /// Flag set: NSW, NUW, exact, and all of fast-math.
196 static void propagateIRFlags(Value *I, ArrayRef<Value *> VL) {
197   if (auto *VecOp = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
198     if (auto *Intersection = dyn_cast<BinaryOperator>(VL[0])) {
199       // Intersection is initialized to the 0th scalar,
200       // so start counting from index '1'.
201       for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
202         if (auto *Scalar = dyn_cast<BinaryOperator>(VL[i]))
203           Intersection->andIRFlags(Scalar);
204       }
205       VecOp->copyIRFlags(Intersection);
206     }
207   }
208 }
209   
210 /// \returns \p I after propagating metadata from \p VL.
211 static Instruction *propagateMetadata(Instruction *I, ArrayRef<Value *> VL) {
212   Instruction *I0 = cast<Instruction>(VL[0]);
213   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> Metadata;
214   I0->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
215
216   for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i != n; ++i) {
217     unsigned Kind = Metadata[i].first;
218     MDNode *MD = Metadata[i].second;
219
220     for (int i = 1, e = VL.size(); MD && i != e; i++) {
221       Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
222       MDNode *IMD = I->getMetadata(Kind);
223
224       switch (Kind) {
225       default:
226         MD = nullptr; // Remove unknown metadata
227         break;
228       case LLVMContext::MD_tbaa:
229         MD = MDNode::getMostGenericTBAA(MD, IMD);
230         break;
231       case LLVMContext::MD_alias_scope:
232         MD = MDNode::getMostGenericAliasScope(MD, IMD);
233         break;
234       case LLVMContext::MD_noalias:
235         MD = MDNode::intersect(MD, IMD);
236         break;
237       case LLVMContext::MD_fpmath:
238         MD = MDNode::getMostGenericFPMath(MD, IMD);
239         break;
240       }
241     }
242     I->setMetadata(Kind, MD);
243   }
244   return I;
245 }
246
247 /// \returns The type that all of the values in \p VL have or null if there
248 /// are different types.
249 static Type* getSameType(ArrayRef<Value *> VL) {
250   Type *Ty = VL[0]->getType();
251   for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; i++)
252     if (VL[i]->getType() != Ty)
253       return nullptr;
254
255   return Ty;
256 }
257
258 /// \returns True if the ExtractElement instructions in VL can be vectorized
259 /// to use the original vector.
260 static bool CanReuseExtract(ArrayRef<Value *> VL) {
261   assert(Instruction::ExtractElement == getSameOpcode(VL) && "Invalid opcode");
262   // Check if all of the extracts come from the same vector and from the
263   // correct offset.
264   Value *VL0 = VL[0];
265   ExtractElementInst *E0 = cast<ExtractElementInst>(VL0);
266   Value *Vec = E0->getOperand(0);
267
268   // We have to extract from the same vector type.
269   unsigned NElts = Vec->getType()->getVectorNumElements();
270
271   if (NElts != VL.size())
272     return false;
273
274   // Check that all of the indices extract from the correct offset.
275   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(E0->getOperand(1));
276   if (!CI || CI->getZExtValue())
277     return false;
278
279   for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
280     ExtractElementInst *E = cast<ExtractElementInst>(VL[i]);
281     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(E->getOperand(1));
282
283     if (!CI || CI->getZExtValue() != i || E->getOperand(0) != Vec)
284       return false;
285   }
286
287   return true;
288 }
289
290 /// \returns True if in-tree use also needs extract. This refers to
291 /// possible scalar operand in vectorized instruction.
292 static bool InTreeUserNeedToExtract(Value *Scalar, Instruction *UserInst,
293                                     TargetLibraryInfo *TLI) {
294
295   unsigned Opcode = UserInst->getOpcode();
296   switch (Opcode) {
297   case Instruction::Load: {
298     LoadInst *LI = cast<LoadInst>(UserInst);
299     return (LI->getPointerOperand() == Scalar);
300   }
301   case Instruction::Store: {
302     StoreInst *SI = cast<StoreInst>(UserInst);
303     return (SI->getPointerOperand() == Scalar);
304   }
305   case Instruction::Call: {
306     CallInst *CI = cast<CallInst>(UserInst);
307     Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
308     if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, 1)) {
309       return (CI->getArgOperand(1) == Scalar);
310     }
311   }
312   default:
313     return false;
314   }
315 }
316
317 /// \returns the AA location that is being access by the instruction.
318 static MemoryLocation getLocation(Instruction *I, AliasAnalysis *AA) {
319   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
320     return MemoryLocation::get(SI);
321   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
322     return MemoryLocation::get(LI);
323   return MemoryLocation();
324 }
325
326 /// \returns True if the instruction is not a volatile or atomic load/store.
327 static bool isSimple(Instruction *I) {
328   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
329     return LI->isSimple();
330   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
331     return SI->isSimple();
332   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I))
333     return !MI->isVolatile();
334   return true;
335 }
336
337 /// Bottom Up SLP Vectorizer.
338 class BoUpSLP {
339 public:
340   typedef SmallVector<Value *, 8> ValueList;
341   typedef SmallVector<Instruction *, 16> InstrList;
342   typedef SmallPtrSet<Value *, 16> ValueSet;
343   typedef SmallVector<StoreInst *, 8> StoreList;
344
345   BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, TargetTransformInfo *Tti,
346           TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa, LoopInfo *Li,
347           DominatorTree *Dt, AssumptionCache *AC)
348       : NumLoadsWantToKeepOrder(0), NumLoadsWantToChangeOrder(0), F(Func),
349         SE(Se), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
350         Builder(Se->getContext()) {
351     CodeMetrics::collectEphemeralValues(F, AC, EphValues);
352   }
353
354   /// \brief Vectorize the tree that starts with the elements in \p VL.
355   /// Returns the vectorized root.
356   Value *vectorizeTree();
357
358   /// \returns the cost incurred by unwanted spills and fills, caused by
359   /// holding live values over call sites.
360   int getSpillCost();
361
362   /// \returns the vectorization cost of the subtree that starts at \p VL.
363   /// A negative number means that this is profitable.
364   int getTreeCost();
365
366   /// Construct a vectorizable tree that starts at \p Roots, ignoring users for
367   /// the purpose of scheduling and extraction in the \p UserIgnoreLst.
368   void buildTree(ArrayRef<Value *> Roots,
369                  ArrayRef<Value *> UserIgnoreLst = None);
370
371   /// Clear the internal data structures that are created by 'buildTree'.
372   void deleteTree() {
373     VectorizableTree.clear();
374     ScalarToTreeEntry.clear();
375     MustGather.clear();
376     ExternalUses.clear();
377     NumLoadsWantToKeepOrder = 0;
378     NumLoadsWantToChangeOrder = 0;
379     for (auto &Iter : BlocksSchedules) {
380       BlockScheduling *BS = Iter.second.get();
381       BS->clear();
382     }
383   }
384
385   /// \returns true if the memory operations A and B are consecutive.
386   bool isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL);
387
388   /// \brief Perform LICM and CSE on the newly generated gather sequences.
389   void optimizeGatherSequence();
390
391   /// \returns true if it is benefitial to reverse the vector order.
392   bool shouldReorder() const {
393     return NumLoadsWantToChangeOrder > NumLoadsWantToKeepOrder;
394   }
395
396 private:
397   struct TreeEntry;
398
399   /// \returns the cost of the vectorizable entry.
400   int getEntryCost(TreeEntry *E);
401
402   /// This is the recursive part of buildTree.
403   void buildTree_rec(ArrayRef<Value *> Roots, unsigned Depth);
404
405   /// Vectorize a single entry in the tree.
406   Value *vectorizeTree(TreeEntry *E);
407
408   /// Vectorize a single entry in the tree, starting in \p VL.
409   Value *vectorizeTree(ArrayRef<Value *> VL);
410
411   /// \returns the pointer to the vectorized value if \p VL is already
412   /// vectorized, or NULL. They may happen in cycles.
413   Value *alreadyVectorized(ArrayRef<Value *> VL) const;
414
415   /// \brief Take the pointer operand from the Load/Store instruction.
416   /// \returns NULL if this is not a valid Load/Store instruction.
417   static Value *getPointerOperand(Value *I);
418
419   /// \brief Take the address space operand from the Load/Store instruction.
420   /// \returns -1 if this is not a valid Load/Store instruction.
421   static unsigned getAddressSpaceOperand(Value *I);
422
423   /// \returns the scalarization cost for this type. Scalarization in this
424   /// context means the creation of vectors from a group of scalars.
425   int getGatherCost(Type *Ty);
426
427   /// \returns the scalarization cost for this list of values. Assuming that
428   /// this subtree gets vectorized, we may need to extract the values from the
429   /// roots. This method calculates the cost of extracting the values.
430   int getGatherCost(ArrayRef<Value *> VL);
431
432   /// \brief Set the Builder insert point to one after the last instruction in
433   /// the bundle
434   void setInsertPointAfterBundle(ArrayRef<Value *> VL);
435
436   /// \returns a vector from a collection of scalars in \p VL.
437   Value *Gather(ArrayRef<Value *> VL, VectorType *Ty);
438
439   /// \returns whether the VectorizableTree is fully vectoriable and will
440   /// be beneficial even the tree height is tiny.
441   bool isFullyVectorizableTinyTree();
442
443   /// \reorder commutative operands in alt shuffle if they result in
444   ///  vectorized code.
445   void reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
446                                  SmallVectorImpl<Value *> &Left,
447                                  SmallVectorImpl<Value *> &Right);
448   /// \reorder commutative operands to get better probability of
449   /// generating vectorized code.
450   void reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
451                                       SmallVectorImpl<Value *> &Left,
452                                       SmallVectorImpl<Value *> &Right);
453   struct TreeEntry {
454     TreeEntry() : Scalars(), VectorizedValue(nullptr),
455     NeedToGather(0) {}
456
457     /// \returns true if the scalars in VL are equal to this entry.
458     bool isSame(ArrayRef<Value *> VL) const {
459       assert(VL.size() == Scalars.size() && "Invalid size");
460       return std::equal(VL.begin(), VL.end(), Scalars.begin());
461     }
462
463     /// A vector of scalars.
464     ValueList Scalars;
465
466     /// The Scalars are vectorized into this value. It is initialized to Null.
467     Value *VectorizedValue;
468
469     /// Do we need to gather this sequence ?
470     bool NeedToGather;
471   };
472
473   /// Create a new VectorizableTree entry.
474   TreeEntry *newTreeEntry(ArrayRef<Value *> VL, bool Vectorized) {
475     VectorizableTree.emplace_back();
476     int idx = VectorizableTree.size() - 1;
477     TreeEntry *Last = &VectorizableTree[idx];
478     Last->Scalars.insert(Last->Scalars.begin(), VL.begin(), VL.end());
479     Last->NeedToGather = !Vectorized;
480     if (Vectorized) {
481       for (int i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
482         assert(!ScalarToTreeEntry.count(VL[i]) && "Scalar already in tree!");
483         ScalarToTreeEntry[VL[i]] = idx;
484       }
485     } else {
486       MustGather.insert(VL.begin(), VL.end());
487     }
488     return Last;
489   }
490   
491   /// -- Vectorization State --
492   /// Holds all of the tree entries.
493   std::vector<TreeEntry> VectorizableTree;
494
495   /// Maps a specific scalar to its tree entry.
496   SmallDenseMap<Value*, int> ScalarToTreeEntry;
497
498   /// A list of scalars that we found that we need to keep as scalars.
499   ValueSet MustGather;
500
501   /// This POD struct describes one external user in the vectorized tree.
502   struct ExternalUser {
503     ExternalUser (Value *S, llvm::User *U, int L) :
504       Scalar(S), User(U), Lane(L){};
505     // Which scalar in our function.
506     Value *Scalar;
507     // Which user that uses the scalar.
508     llvm::User *User;
509     // Which lane does the scalar belong to.
510     int Lane;
511   };
512   typedef SmallVector<ExternalUser, 16> UserList;
513
514   /// Checks if two instructions may access the same memory.
515   ///
516   /// \p Loc1 is the location of \p Inst1. It is passed explicitly because it
517   /// is invariant in the calling loop.
518   bool isAliased(const MemoryLocation &Loc1, Instruction *Inst1,
519                  Instruction *Inst2) {
520
521     // First check if the result is already in the cache.
522     AliasCacheKey key = std::make_pair(Inst1, Inst2);
523     Optional<bool> &result = AliasCache[key];
524     if (result.hasValue()) {
525       return result.getValue();
526     }
527     MemoryLocation Loc2 = getLocation(Inst2, AA);
528     bool aliased = true;
529     if (Loc1.Ptr && Loc2.Ptr && isSimple(Inst1) && isSimple(Inst2)) {
530       // Do the alias check.
531       aliased = AA->alias(Loc1, Loc2);
532     }
533     // Store the result in the cache.
534     result = aliased;
535     return aliased;
536   }
537
538   typedef std::pair<Instruction *, Instruction *> AliasCacheKey;
539
540   /// Cache for alias results.
541   /// TODO: consider moving this to the AliasAnalysis itself.
542   DenseMap<AliasCacheKey, Optional<bool>> AliasCache;
543
544   /// Removes an instruction from its block and eventually deletes it.
545   /// It's like Instruction::eraseFromParent() except that the actual deletion
546   /// is delayed until BoUpSLP is destructed.
547   /// This is required to ensure that there are no incorrect collisions in the
548   /// AliasCache, which can happen if a new instruction is allocated at the
549   /// same address as a previously deleted instruction.
550   void eraseInstruction(Instruction *I) {
551     I->removeFromParent();
552     I->dropAllReferences();
553     DeletedInstructions.push_back(std::unique_ptr<Instruction>(I));
554   }
555
556   /// Temporary store for deleted instructions. Instructions will be deleted
557   /// eventually when the BoUpSLP is destructed.
558   SmallVector<std::unique_ptr<Instruction>, 8> DeletedInstructions;
559
560   /// A list of values that need to extracted out of the tree.
561   /// This list holds pairs of (Internal Scalar : External User).
562   UserList ExternalUses;
563
564   /// Values used only by @llvm.assume calls.
565   SmallPtrSet<const Value *, 32> EphValues;
566
567   /// Holds all of the instructions that we gathered.
568   SetVector<Instruction *> GatherSeq;
569   /// A list of blocks that we are going to CSE.
570   SetVector<BasicBlock *> CSEBlocks;
571
572   /// Contains all scheduling relevant data for an instruction.
573   /// A ScheduleData either represents a single instruction or a member of an
574   /// instruction bundle (= a group of instructions which is combined into a
575   /// vector instruction).
576   struct ScheduleData {
577
578     // The initial value for the dependency counters. It means that the
579     // dependencies are not calculated yet.
580     enum { InvalidDeps = -1 };
581
582     ScheduleData()
583         : Inst(nullptr), FirstInBundle(nullptr), NextInBundle(nullptr),
584           NextLoadStore(nullptr), SchedulingRegionID(0), SchedulingPriority(0),
585           Dependencies(InvalidDeps), UnscheduledDeps(InvalidDeps),
586           UnscheduledDepsInBundle(InvalidDeps), IsScheduled(false) {}
587
588     void init(int BlockSchedulingRegionID) {
589       FirstInBundle = this;
590       NextInBundle = nullptr;
591       NextLoadStore = nullptr;
592       IsScheduled = false;
593       SchedulingRegionID = BlockSchedulingRegionID;
594       UnscheduledDepsInBundle = UnscheduledDeps;
595       clearDependencies();
596     }
597
598     /// Returns true if the dependency information has been calculated.
599     bool hasValidDependencies() const { return Dependencies != InvalidDeps; }
600
601     /// Returns true for single instructions and for bundle representatives
602     /// (= the head of a bundle).
603     bool isSchedulingEntity() const { return FirstInBundle == this; }
604
605     /// Returns true if it represents an instruction bundle and not only a
606     /// single instruction.
607     bool isPartOfBundle() const {
608       return NextInBundle != nullptr || FirstInBundle != this;
609     }
610
611     /// Returns true if it is ready for scheduling, i.e. it has no more
612     /// unscheduled depending instructions/bundles.
613     bool isReady() const {
614       assert(isSchedulingEntity() &&
615              "can't consider non-scheduling entity for ready list");
616       return UnscheduledDepsInBundle == 0 && !IsScheduled;
617     }
618
619     /// Modifies the number of unscheduled dependencies, also updating it for
620     /// the whole bundle.
621     int incrementUnscheduledDeps(int Incr) {
622       UnscheduledDeps += Incr;
623       return FirstInBundle->UnscheduledDepsInBundle += Incr;
624     }
625
626     /// Sets the number of unscheduled dependencies to the number of
627     /// dependencies.
628     void resetUnscheduledDeps() {
629       incrementUnscheduledDeps(Dependencies - UnscheduledDeps);
630     }
631
632     /// Clears all dependency information.
633     void clearDependencies() {
634       Dependencies = InvalidDeps;
635       resetUnscheduledDeps();
636       MemoryDependencies.clear();
637     }
638
639     void dump(raw_ostream &os) const {
640       if (!isSchedulingEntity()) {
641         os << "/ " << *Inst;
642       } else if (NextInBundle) {
643         os << '[' << *Inst;
644         ScheduleData *SD = NextInBundle;
645         while (SD) {
646           os << ';' << *SD->Inst;
647           SD = SD->NextInBundle;
648         }
649         os << ']';
650       } else {
651         os << *Inst;
652       }
653     }
654
655     Instruction *Inst;
656
657     /// Points to the head in an instruction bundle (and always to this for
658     /// single instructions).
659     ScheduleData *FirstInBundle;
660
661     /// Single linked list of all instructions in a bundle. Null if it is a
662     /// single instruction.
663     ScheduleData *NextInBundle;
664
665     /// Single linked list of all memory instructions (e.g. load, store, call)
666     /// in the block - until the end of the scheduling region.
667     ScheduleData *NextLoadStore;
668
669     /// The dependent memory instructions.
670     /// This list is derived on demand in calculateDependencies().
671     SmallVector<ScheduleData *, 4> MemoryDependencies;
672
673     /// This ScheduleData is in the current scheduling region if this matches
674     /// the current SchedulingRegionID of BlockScheduling.
675     int SchedulingRegionID;
676
677     /// Used for getting a "good" final ordering of instructions.
678     int SchedulingPriority;
679
680     /// The number of dependencies. Constitutes of the number of users of the
681     /// instruction plus the number of dependent memory instructions (if any).
682     /// This value is calculated on demand.
683     /// If InvalidDeps, the number of dependencies is not calculated yet.
684     ///
685     int Dependencies;
686
687     /// The number of dependencies minus the number of dependencies of scheduled
688     /// instructions. As soon as this is zero, the instruction/bundle gets ready
689     /// for scheduling.
690     /// Note that this is negative as long as Dependencies is not calculated.
691     int UnscheduledDeps;
692
693     /// The sum of UnscheduledDeps in a bundle. Equals to UnscheduledDeps for
694     /// single instructions.
695     int UnscheduledDepsInBundle;
696
697     /// True if this instruction is scheduled (or considered as scheduled in the
698     /// dry-run).
699     bool IsScheduled;
700   };
701
702 #ifndef NDEBUG
703   friend raw_ostream &operator<<(raw_ostream &os,
704                                  const BoUpSLP::ScheduleData &SD);
705 #endif
706
707   /// Contains all scheduling data for a basic block.
708   ///
709   struct BlockScheduling {
710
711     BlockScheduling(BasicBlock *BB)
712         : BB(BB), ChunkSize(BB->size()), ChunkPos(ChunkSize),
713           ScheduleStart(nullptr), ScheduleEnd(nullptr),
714           FirstLoadStoreInRegion(nullptr), LastLoadStoreInRegion(nullptr),
715           // Make sure that the initial SchedulingRegionID is greater than the
716           // initial SchedulingRegionID in ScheduleData (which is 0).
717           SchedulingRegionID(1) {}
718
719     void clear() {
720       ReadyInsts.clear();
721       ScheduleStart = nullptr;
722       ScheduleEnd = nullptr;
723       FirstLoadStoreInRegion = nullptr;
724       LastLoadStoreInRegion = nullptr;
725
726       // Make a new scheduling region, i.e. all existing ScheduleData is not
727       // in the new region yet.
728       ++SchedulingRegionID;
729     }
730
731     ScheduleData *getScheduleData(Value *V) {
732       ScheduleData *SD = ScheduleDataMap[V];
733       if (SD && SD->SchedulingRegionID == SchedulingRegionID)
734         return SD;
735       return nullptr;
736     }
737
738     bool isInSchedulingRegion(ScheduleData *SD) {
739       return SD->SchedulingRegionID == SchedulingRegionID;
740     }
741
742     /// Marks an instruction as scheduled and puts all dependent ready
743     /// instructions into the ready-list.
744     template <typename ReadyListType>
745     void schedule(ScheduleData *SD, ReadyListType &ReadyList) {
746       SD->IsScheduled = true;
747       DEBUG(dbgs() << "SLP:   schedule " << *SD << "\n");
748
749       ScheduleData *BundleMember = SD;
750       while (BundleMember) {
751         // Handle the def-use chain dependencies.
752         for (Use &U : BundleMember->Inst->operands()) {
753           ScheduleData *OpDef = getScheduleData(U.get());
754           if (OpDef && OpDef->hasValidDependencies() &&
755               OpDef->incrementUnscheduledDeps(-1) == 0) {
756             // There are no more unscheduled dependencies after decrementing,
757             // so we can put the dependent instruction into the ready list.
758             ScheduleData *DepBundle = OpDef->FirstInBundle;
759             assert(!DepBundle->IsScheduled &&
760                    "already scheduled bundle gets ready");
761             ReadyList.insert(DepBundle);
762             DEBUG(dbgs() << "SLP:    gets ready (def): " << *DepBundle << "\n");
763           }
764         }
765         // Handle the memory dependencies.
766         for (ScheduleData *MemoryDepSD : BundleMember->MemoryDependencies) {
767           if (MemoryDepSD->incrementUnscheduledDeps(-1) == 0) {
768             // There are no more unscheduled dependencies after decrementing,
769             // so we can put the dependent instruction into the ready list.
770             ScheduleData *DepBundle = MemoryDepSD->FirstInBundle;
771             assert(!DepBundle->IsScheduled &&
772                    "already scheduled bundle gets ready");
773             ReadyList.insert(DepBundle);
774             DEBUG(dbgs() << "SLP:    gets ready (mem): " << *DepBundle << "\n");
775           }
776         }
777         BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
778       }
779     }
780
781     /// Put all instructions into the ReadyList which are ready for scheduling.
782     template <typename ReadyListType>
783     void initialFillReadyList(ReadyListType &ReadyList) {
784       for (auto *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
785         ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
786         if (SD->isSchedulingEntity() && SD->isReady()) {
787           ReadyList.insert(SD);
788           DEBUG(dbgs() << "SLP:    initially in ready list: " << *I << "\n");
789         }
790       }
791     }
792
793     /// Checks if a bundle of instructions can be scheduled, i.e. has no
794     /// cyclic dependencies. This is only a dry-run, no instructions are
795     /// actually moved at this stage.
796     bool tryScheduleBundle(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP *SLP);
797
798     /// Un-bundles a group of instructions.
799     void cancelScheduling(ArrayRef<Value *> VL);
800
801     /// Extends the scheduling region so that V is inside the region.
802     void extendSchedulingRegion(Value *V);
803
804     /// Initialize the ScheduleData structures for new instructions in the
805     /// scheduling region.
806     void initScheduleData(Instruction *FromI, Instruction *ToI,
807                           ScheduleData *PrevLoadStore,
808                           ScheduleData *NextLoadStore);
809
810     /// Updates the dependency information of a bundle and of all instructions/
811     /// bundles which depend on the original bundle.
812     void calculateDependencies(ScheduleData *SD, bool InsertInReadyList,
813                                BoUpSLP *SLP);
814
815     /// Sets all instruction in the scheduling region to un-scheduled.
816     void resetSchedule();
817
818     BasicBlock *BB;
819
820     /// Simple memory allocation for ScheduleData.
821     std::vector<std::unique_ptr<ScheduleData[]>> ScheduleDataChunks;
822
823     /// The size of a ScheduleData array in ScheduleDataChunks.
824     int ChunkSize;
825
826     /// The allocator position in the current chunk, which is the last entry
827     /// of ScheduleDataChunks.
828     int ChunkPos;
829
830     /// Attaches ScheduleData to Instruction.
831     /// Note that the mapping survives during all vectorization iterations, i.e.
832     /// ScheduleData structures are recycled.
833     DenseMap<Value *, ScheduleData *> ScheduleDataMap;
834
835     struct ReadyList : SmallVector<ScheduleData *, 8> {
836       void insert(ScheduleData *SD) { push_back(SD); }
837     };
838
839     /// The ready-list for scheduling (only used for the dry-run).
840     ReadyList ReadyInsts;
841
842     /// The first instruction of the scheduling region.
843     Instruction *ScheduleStart;
844
845     /// The first instruction _after_ the scheduling region.
846     Instruction *ScheduleEnd;
847
848     /// The first memory accessing instruction in the scheduling region
849     /// (can be null).
850     ScheduleData *FirstLoadStoreInRegion;
851
852     /// The last memory accessing instruction in the scheduling region
853     /// (can be null).
854     ScheduleData *LastLoadStoreInRegion;
855
856     /// The ID of the scheduling region. For a new vectorization iteration this
857     /// is incremented which "removes" all ScheduleData from the region.
858     int SchedulingRegionID;
859   };
860
861   /// Attaches the BlockScheduling structures to basic blocks.
862   MapVector<BasicBlock *, std::unique_ptr<BlockScheduling>> BlocksSchedules;
863
864   /// Performs the "real" scheduling. Done before vectorization is actually
865   /// performed in a basic block.
866   void scheduleBlock(BlockScheduling *BS);
867
868   /// List of users to ignore during scheduling and that don't need extracting.
869   ArrayRef<Value *> UserIgnoreList;
870
871   // Number of load-bundles, which contain consecutive loads.
872   int NumLoadsWantToKeepOrder;
873
874   // Number of load-bundles of size 2, which are consecutive loads if reversed.
875   int NumLoadsWantToChangeOrder;
876
877   // Analysis and block reference.
878   Function *F;
879   ScalarEvolution *SE;
880   TargetTransformInfo *TTI;
881   TargetLibraryInfo *TLI;
882   AliasAnalysis *AA;
883   LoopInfo *LI;
884   DominatorTree *DT;
885   /// Instruction builder to construct the vectorized tree.
886   IRBuilder<> Builder;
887 };
888
889 #ifndef NDEBUG
890 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &os, const BoUpSLP::ScheduleData &SD) {
891   SD.dump(os);
892   return os;
893 }
894 #endif
895
896 void BoUpSLP::buildTree(ArrayRef<Value *> Roots,
897                         ArrayRef<Value *> UserIgnoreLst) {
898   deleteTree();
899   UserIgnoreList = UserIgnoreLst;
900   if (!getSameType(Roots))
901     return;
902   buildTree_rec(Roots, 0);
903
904   // Collect the values that we need to extract from the tree.
905   for (int EIdx = 0, EE = VectorizableTree.size(); EIdx < EE; ++EIdx) {
906     TreeEntry *Entry = &VectorizableTree[EIdx];
907
908     // For each lane:
909     for (int Lane = 0, LE = Entry->Scalars.size(); Lane != LE; ++Lane) {
910       Value *Scalar = Entry->Scalars[Lane];
911
912       // No need to handle users of gathered values.
913       if (Entry->NeedToGather)
914         continue;
915
916       for (User *U : Scalar->users()) {
917         DEBUG(dbgs() << "SLP: Checking user:" << *U << ".\n");
918
919         Instruction *UserInst = dyn_cast<Instruction>(U);
920         if (!UserInst)
921           continue;
922
923         // Skip in-tree scalars that become vectors
924         if (ScalarToTreeEntry.count(U)) {
925           int Idx = ScalarToTreeEntry[U];
926           TreeEntry *UseEntry = &VectorizableTree[Idx];
927           Value *UseScalar = UseEntry->Scalars[0];
928           // Some in-tree scalars will remain as scalar in vectorized
929           // instructions. If that is the case, the one in Lane 0 will
930           // be used.
931           if (UseScalar != U ||
932               !InTreeUserNeedToExtract(Scalar, UserInst, TLI)) {
933             DEBUG(dbgs() << "SLP: \tInternal user will be removed:" << *U
934                          << ".\n");
935             assert(!VectorizableTree[Idx].NeedToGather && "Bad state");
936             continue;
937           }
938         }
939
940         // Ignore users in the user ignore list.
941         if (std::find(UserIgnoreList.begin(), UserIgnoreList.end(), UserInst) !=
942             UserIgnoreList.end())
943           continue;
944
945         DEBUG(dbgs() << "SLP: Need to extract:" << *U << " from lane " <<
946               Lane << " from " << *Scalar << ".\n");
947         ExternalUses.push_back(ExternalUser(Scalar, U, Lane));
948       }
949     }
950   }
951 }
952
953
954 void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
955   bool SameTy = getSameType(VL); (void)SameTy;
956   bool isAltShuffle = false;
957   assert(SameTy && "Invalid types!");
958
959   if (Depth == RecursionMaxDepth) {
960     DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to max recursion depth.\n");
961     newTreeEntry(VL, false);
962     return;
963   }
964
965   // Don't handle vectors.
966   if (VL[0]->getType()->isVectorTy()) {
967     DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to vector type.\n");
968     newTreeEntry(VL, false);
969     return;
970   }
971
972   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(VL[0]))
973     if (SI->getValueOperand()->getType()->isVectorTy()) {
974       DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to store vector type.\n");
975       newTreeEntry(VL, false);
976       return;
977     }
978   unsigned Opcode = getSameOpcode(VL);
979
980   // Check that this shuffle vector refers to the alternate
981   // sequence of opcodes.
982   if (Opcode == Instruction::ShuffleVector) {
983     Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(VL[0]);
984     unsigned Op = I0->getOpcode();
985     if (Op != Instruction::ShuffleVector)
986       isAltShuffle = true;
987   }
988
989   // If all of the operands are identical or constant we have a simple solution.
990   if (allConstant(VL) || isSplat(VL) || !getSameBlock(VL) || !Opcode) {
991     DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to C,S,B,O. \n");
992     newTreeEntry(VL, false);
993     return;
994   }
995
996   // We now know that this is a vector of instructions of the same type from
997   // the same block.
998
999   // Don't vectorize ephemeral values.
1000   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1001     if (EphValues.count(VL[i])) {
1002       DEBUG(dbgs() << "SLP: The instruction (" << *VL[i] <<
1003             ") is ephemeral.\n");
1004       newTreeEntry(VL, false);
1005       return;
1006     }
1007   }
1008
1009   // Check if this is a duplicate of another entry.
1010   if (ScalarToTreeEntry.count(VL[0])) {
1011     int Idx = ScalarToTreeEntry[VL[0]];
1012     TreeEntry *E = &VectorizableTree[Idx];
1013     for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1014       DEBUG(dbgs() << "SLP: \tChecking bundle: " << *VL[i] << ".\n");
1015       if (E->Scalars[i] != VL[i]) {
1016         DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to partial overlap.\n");
1017         newTreeEntry(VL, false);
1018         return;
1019       }
1020     }
1021     DEBUG(dbgs() << "SLP: Perfect diamond merge at " << *VL[0] << ".\n");
1022     return;
1023   }
1024
1025   // Check that none of the instructions in the bundle are already in the tree.
1026   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1027     if (ScalarToTreeEntry.count(VL[i])) {
1028       DEBUG(dbgs() << "SLP: The instruction (" << *VL[i] <<
1029             ") is already in tree.\n");
1030       newTreeEntry(VL, false);
1031       return;
1032     }
1033   }
1034
1035   // If any of the scalars is marked as a value that needs to stay scalar then
1036   // we need to gather the scalars.
1037   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1038     if (MustGather.count(VL[i])) {
1039       DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to gathered scalar.\n");
1040       newTreeEntry(VL, false);
1041       return;
1042     }
1043   }
1044
1045   // Check that all of the users of the scalars that we want to vectorize are
1046   // schedulable.
1047   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
1048   BasicBlock *BB = cast<Instruction>(VL0)->getParent();
1049
1050   if (!DT->isReachableFromEntry(BB)) {
1051     // Don't go into unreachable blocks. They may contain instructions with
1052     // dependency cycles which confuse the final scheduling.
1053     DEBUG(dbgs() << "SLP: bundle in unreachable block.\n");
1054     newTreeEntry(VL, false);
1055     return;
1056   }
1057   
1058   // Check that every instructions appears once in this bundle.
1059   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i)
1060     for (unsigned j = i+1; j < e; ++j)
1061       if (VL[i] == VL[j]) {
1062         DEBUG(dbgs() << "SLP: Scalar used twice in bundle.\n");
1063         newTreeEntry(VL, false);
1064         return;
1065       }
1066
1067   auto &BSRef = BlocksSchedules[BB];
1068   if (!BSRef) {
1069     BSRef = llvm::make_unique<BlockScheduling>(BB);
1070   }
1071   BlockScheduling &BS = *BSRef.get();
1072
1073   if (!BS.tryScheduleBundle(VL, this)) {
1074     DEBUG(dbgs() << "SLP: We are not able to schedule this bundle!\n");
1075     BS.cancelScheduling(VL);
1076     newTreeEntry(VL, false);
1077     return;
1078   }
1079   DEBUG(dbgs() << "SLP: We are able to schedule this bundle.\n");
1080
1081   switch (Opcode) {
1082     case Instruction::PHI: {
1083       PHINode *PH = dyn_cast<PHINode>(VL0);
1084
1085       // Check for terminator values (e.g. invoke).
1086       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1087         for (unsigned i = 0, e = PH->getNumIncomingValues(); i < e; ++i) {
1088           TerminatorInst *Term = dyn_cast<TerminatorInst>(
1089               cast<PHINode>(VL[j])->getIncomingValueForBlock(PH->getIncomingBlock(i)));
1090           if (Term) {
1091             DEBUG(dbgs() << "SLP: Need to swizzle PHINodes (TerminatorInst use).\n");
1092             BS.cancelScheduling(VL);
1093             newTreeEntry(VL, false);
1094             return;
1095           }
1096         }
1097
1098       newTreeEntry(VL, true);
1099       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of PHINodes.\n");
1100
1101       for (unsigned i = 0, e = PH->getNumIncomingValues(); i < e; ++i) {
1102         ValueList Operands;
1103         // Prepare the operand vector.
1104         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1105           Operands.push_back(cast<PHINode>(VL[j])->getIncomingValueForBlock(
1106               PH->getIncomingBlock(i)));
1107
1108         buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
1109       }
1110       return;
1111     }
1112     case Instruction::ExtractElement: {
1113       bool Reuse = CanReuseExtract(VL);
1114       if (Reuse) {
1115         DEBUG(dbgs() << "SLP: Reusing extract sequence.\n");
1116       } else {
1117         BS.cancelScheduling(VL);
1118       }
1119       newTreeEntry(VL, Reuse);
1120       return;
1121     }
1122     case Instruction::Load: {
1123       // Check if the loads are consecutive or of we need to swizzle them.
1124       for (unsigned i = 0, e = VL.size() - 1; i < e; ++i) {
1125         LoadInst *L = cast<LoadInst>(VL[i]);
1126         if (!L->isSimple()) {
1127           BS.cancelScheduling(VL);
1128           newTreeEntry(VL, false);
1129           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering non-simple loads.\n");
1130           return;
1131         }
1132         const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
1133         if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
1134           if (VL.size() == 2 && isConsecutiveAccess(VL[1], VL[0], DL)) {
1135             ++NumLoadsWantToChangeOrder;
1136           }
1137           BS.cancelScheduling(VL);
1138           newTreeEntry(VL, false);
1139           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering non-consecutive loads.\n");
1140           return;
1141         }
1142       }
1143       ++NumLoadsWantToKeepOrder;
1144       newTreeEntry(VL, true);
1145       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of loads.\n");
1146       return;
1147     }
1148     case Instruction::ZExt:
1149     case Instruction::SExt:
1150     case Instruction::FPToUI:
1151     case Instruction::FPToSI:
1152     case Instruction::FPExt:
1153     case Instruction::PtrToInt:
1154     case Instruction::IntToPtr:
1155     case Instruction::SIToFP:
1156     case Instruction::UIToFP:
1157     case Instruction::Trunc:
1158     case Instruction::FPTrunc:
1159     case Instruction::BitCast: {
1160       Type *SrcTy = VL0->getOperand(0)->getType();
1161       for (unsigned i = 0; i < VL.size(); ++i) {
1162         Type *Ty = cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(0)->getType();
1163         if (Ty != SrcTy || !isValidElementType(Ty)) {
1164           BS.cancelScheduling(VL);
1165           newTreeEntry(VL, false);
1166           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering casts with different src types.\n");
1167           return;
1168         }
1169       }
1170       newTreeEntry(VL, true);
1171       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of casts.\n");
1172
1173       for (unsigned i = 0, e = VL0->getNumOperands(); i < e; ++i) {
1174         ValueList Operands;
1175         // Prepare the operand vector.
1176         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1177           Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(i));
1178
1179         buildTree_rec(Operands, Depth+1);
1180       }
1181       return;
1182     }
1183     case Instruction::ICmp:
1184     case Instruction::FCmp: {
1185       // Check that all of the compares have the same predicate.
1186       CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
1187       Type *ComparedTy = cast<Instruction>(VL[0])->getOperand(0)->getType();
1188       for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
1189         CmpInst *Cmp = cast<CmpInst>(VL[i]);
1190         if (Cmp->getPredicate() != P0 ||
1191             Cmp->getOperand(0)->getType() != ComparedTy) {
1192           BS.cancelScheduling(VL);
1193           newTreeEntry(VL, false);
1194           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering cmp with different predicate.\n");
1195           return;
1196         }
1197       }
1198
1199       newTreeEntry(VL, true);
1200       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of compares.\n");
1201
1202       for (unsigned i = 0, e = VL0->getNumOperands(); i < e; ++i) {
1203         ValueList Operands;
1204         // Prepare the operand vector.
1205         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1206           Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(i));
1207
1208         buildTree_rec(Operands, Depth+1);
1209       }
1210       return;
1211     }
1212     case Instruction::Select:
1213     case Instruction::Add:
1214     case Instruction::FAdd:
1215     case Instruction::Sub:
1216     case Instruction::FSub:
1217     case Instruction::Mul:
1218     case Instruction::FMul:
1219     case Instruction::UDiv:
1220     case Instruction::SDiv:
1221     case Instruction::FDiv:
1222     case Instruction::URem:
1223     case Instruction::SRem:
1224     case Instruction::FRem:
1225     case Instruction::Shl:
1226     case Instruction::LShr:
1227     case Instruction::AShr:
1228     case Instruction::And:
1229     case Instruction::Or:
1230     case Instruction::Xor: {
1231       newTreeEntry(VL, true);
1232       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of bin op.\n");
1233
1234       // Sort operands of the instructions so that each side is more likely to
1235       // have the same opcode.
1236       if (isa<BinaryOperator>(VL0) && VL0->isCommutative()) {
1237         ValueList Left, Right;
1238         reorderInputsAccordingToOpcode(VL, Left, Right);
1239         buildTree_rec(Left, Depth + 1);
1240         buildTree_rec(Right, Depth + 1);
1241         return;
1242       }
1243
1244       for (unsigned i = 0, e = VL0->getNumOperands(); i < e; ++i) {
1245         ValueList Operands;
1246         // Prepare the operand vector.
1247         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1248           Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(i));
1249
1250         buildTree_rec(Operands, Depth+1);
1251       }
1252       return;
1253     }
1254     case Instruction::GetElementPtr: {
1255       // We don't combine GEPs with complicated (nested) indexing.
1256       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j) {
1257         if (cast<Instruction>(VL[j])->getNumOperands() != 2) {
1258           DEBUG(dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (nested indexes).\n");
1259           BS.cancelScheduling(VL);
1260           newTreeEntry(VL, false);
1261           return;
1262         }
1263       }
1264
1265       // We can't combine several GEPs into one vector if they operate on
1266       // different types.
1267       Type *Ty0 = cast<Instruction>(VL0)->getOperand(0)->getType();
1268       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j) {
1269         Type *CurTy = cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(0)->getType();
1270         if (Ty0 != CurTy) {
1271           DEBUG(dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (different types).\n");
1272           BS.cancelScheduling(VL);
1273           newTreeEntry(VL, false);
1274           return;
1275         }
1276       }
1277
1278       // We don't combine GEPs with non-constant indexes.
1279       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j) {
1280         auto Op = cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(1);
1281         if (!isa<ConstantInt>(Op)) {
1282           DEBUG(
1283               dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (non-constant indexes).\n");
1284           BS.cancelScheduling(VL);
1285           newTreeEntry(VL, false);
1286           return;
1287         }
1288       }
1289
1290       newTreeEntry(VL, true);
1291       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of GEPs.\n");
1292       for (unsigned i = 0, e = 2; i < e; ++i) {
1293         ValueList Operands;
1294         // Prepare the operand vector.
1295         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1296           Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(i));
1297
1298         buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
1299       }
1300       return;
1301     }
1302     case Instruction::Store: {
1303       const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
1304       // Check if the stores are consecutive or of we need to swizzle them.
1305       for (unsigned i = 0, e = VL.size() - 1; i < e; ++i)
1306         if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
1307           BS.cancelScheduling(VL);
1308           newTreeEntry(VL, false);
1309           DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-consecutive store.\n");
1310           return;
1311         }
1312
1313       newTreeEntry(VL, true);
1314       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of stores.\n");
1315
1316       ValueList Operands;
1317       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1318         Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(0));
1319
1320       buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
1321       return;
1322     }
1323     case Instruction::Call: {
1324       // Check if the calls are all to the same vectorizable intrinsic.
1325       CallInst *CI = cast<CallInst>(VL[0]);
1326       // Check if this is an Intrinsic call or something that can be
1327       // represented by an intrinsic call
1328       Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
1329       if (!isTriviallyVectorizable(ID)) {
1330         BS.cancelScheduling(VL);
1331         newTreeEntry(VL, false);
1332         DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-vectorizable call.\n");
1333         return;
1334       }
1335       Function *Int = CI->getCalledFunction();
1336       Value *A1I = nullptr;
1337       if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, 1))
1338         A1I = CI->getArgOperand(1);
1339       for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1340         CallInst *CI2 = dyn_cast<CallInst>(VL[i]);
1341         if (!CI2 || CI2->getCalledFunction() != Int ||
1342             getIntrinsicIDForCall(CI2, TLI) != ID) {
1343           BS.cancelScheduling(VL);
1344           newTreeEntry(VL, false);
1345           DEBUG(dbgs() << "SLP: mismatched calls:" << *CI << "!=" << *VL[i]
1346                        << "\n");
1347           return;
1348         }
1349         // ctlz,cttz and powi are special intrinsics whose second argument
1350         // should be same in order for them to be vectorized.
1351         if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, 1)) {
1352           Value *A1J = CI2->getArgOperand(1);
1353           if (A1I != A1J) {
1354             BS.cancelScheduling(VL);
1355             newTreeEntry(VL, false);
1356             DEBUG(dbgs() << "SLP: mismatched arguments in call:" << *CI
1357                          << " argument "<< A1I<<"!=" << A1J
1358                          << "\n");
1359             return;
1360           }
1361         }
1362       }
1363
1364       newTreeEntry(VL, true);
1365       for (unsigned i = 0, e = CI->getNumArgOperands(); i != e; ++i) {
1366         ValueList Operands;
1367         // Prepare the operand vector.
1368         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j) {
1369           CallInst *CI2 = dyn_cast<CallInst>(VL[j]);
1370           Operands.push_back(CI2->getArgOperand(i));
1371         }
1372         buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
1373       }
1374       return;
1375     }
1376     case Instruction::ShuffleVector: {
1377       // If this is not an alternate sequence of opcode like add-sub
1378       // then do not vectorize this instruction.
1379       if (!isAltShuffle) {
1380         BS.cancelScheduling(VL);
1381         newTreeEntry(VL, false);
1382         DEBUG(dbgs() << "SLP: ShuffleVector are not vectorized.\n");
1383         return;
1384       }
1385       newTreeEntry(VL, true);
1386       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a ShuffleVector op.\n");
1387
1388       // Reorder operands if reordering would enable vectorization.
1389       if (isa<BinaryOperator>(VL0)) {
1390         ValueList Left, Right;
1391         reorderAltShuffleOperands(VL, Left, Right);
1392         buildTree_rec(Left, Depth + 1);
1393         buildTree_rec(Right, Depth + 1);
1394         return;
1395       }
1396
1397       for (unsigned i = 0, e = VL0->getNumOperands(); i < e; ++i) {
1398         ValueList Operands;
1399         // Prepare the operand vector.
1400         for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
1401           Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(i));
1402
1403         buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
1404       }
1405       return;
1406     }
1407     default:
1408       BS.cancelScheduling(VL);
1409       newTreeEntry(VL, false);
1410       DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering unknown instruction.\n");
1411       return;
1412   }
1413 }
1414
1415 int BoUpSLP::getEntryCost(TreeEntry *E) {
1416   ArrayRef<Value*> VL = E->Scalars;
1417
1418   Type *ScalarTy = VL[0]->getType();
1419   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(VL[0]))
1420     ScalarTy = SI->getValueOperand()->getType();
1421   VectorType *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, VL.size());
1422
1423   if (E->NeedToGather) {
1424     if (allConstant(VL))
1425       return 0;
1426     if (isSplat(VL)) {
1427       return TTI->getShuffleCost(TargetTransformInfo::SK_Broadcast, VecTy, 0);
1428     }
1429     return getGatherCost(E->Scalars);
1430   }
1431   unsigned Opcode = getSameOpcode(VL);
1432   assert(Opcode && getSameType(VL) && getSameBlock(VL) && "Invalid VL");
1433   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
1434   switch (Opcode) {
1435     case Instruction::PHI: {
1436       return 0;
1437     }
1438     case Instruction::ExtractElement: {
1439       if (CanReuseExtract(VL)) {
1440         int DeadCost = 0;
1441         for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
1442           ExtractElementInst *E = cast<ExtractElementInst>(VL[i]);
1443           if (E->hasOneUse())
1444             // Take credit for instruction that will become dead.
1445             DeadCost +=
1446                 TTI->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, VecTy, i);
1447         }
1448         return -DeadCost;
1449       }
1450       return getGatherCost(VecTy);
1451     }
1452     case Instruction::ZExt:
1453     case Instruction::SExt:
1454     case Instruction::FPToUI:
1455     case Instruction::FPToSI:
1456     case Instruction::FPExt:
1457     case Instruction::PtrToInt:
1458     case Instruction::IntToPtr:
1459     case Instruction::SIToFP:
1460     case Instruction::UIToFP:
1461     case Instruction::Trunc:
1462     case Instruction::FPTrunc:
1463     case Instruction::BitCast: {
1464       Type *SrcTy = VL0->getOperand(0)->getType();
1465
1466       // Calculate the cost of this instruction.
1467       int ScalarCost = VL.size() * TTI->getCastInstrCost(VL0->getOpcode(),
1468                                                          VL0->getType(), SrcTy);
1469
1470       VectorType *SrcVecTy = VectorType::get(SrcTy, VL.size());
1471       int VecCost = TTI->getCastInstrCost(VL0->getOpcode(), VecTy, SrcVecTy);
1472       return VecCost - ScalarCost;
1473     }
1474     case Instruction::FCmp:
1475     case Instruction::ICmp:
1476     case Instruction::Select:
1477     case Instruction::Add:
1478     case Instruction::FAdd:
1479     case Instruction::Sub:
1480     case Instruction::FSub:
1481     case Instruction::Mul:
1482     case Instruction::FMul:
1483     case Instruction::UDiv:
1484     case Instruction::SDiv:
1485     case Instruction::FDiv:
1486     case Instruction::URem:
1487     case Instruction::SRem:
1488     case Instruction::FRem:
1489     case Instruction::Shl:
1490     case Instruction::LShr:
1491     case Instruction::AShr:
1492     case Instruction::And:
1493     case Instruction::Or:
1494     case Instruction::Xor: {
1495       // Calculate the cost of this instruction.
1496       int ScalarCost = 0;
1497       int VecCost = 0;
1498       if (Opcode == Instruction::FCmp || Opcode == Instruction::ICmp ||
1499           Opcode == Instruction::Select) {
1500         VectorType *MaskTy = VectorType::get(Builder.getInt1Ty(), VL.size());
1501         ScalarCost = VecTy->getNumElements() *
1502         TTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, ScalarTy, Builder.getInt1Ty());
1503         VecCost = TTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, VecTy, MaskTy);
1504       } else {
1505         // Certain instructions can be cheaper to vectorize if they have a
1506         // constant second vector operand.
1507         TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
1508             TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1509         TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
1510             TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
1511         TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op1VP =
1512             TargetTransformInfo::OP_None;
1513         TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op2VP =
1514             TargetTransformInfo::OP_None;
1515
1516         // If all operands are exactly the same ConstantInt then set the
1517         // operand kind to OK_UniformConstantValue.
1518         // If instead not all operands are constants, then set the operand kind
1519         // to OK_AnyValue. If all operands are constants but not the same,
1520         // then set the operand kind to OK_NonUniformConstantValue.
1521         ConstantInt *CInt = nullptr;
1522         for (unsigned i = 0; i < VL.size(); ++i) {
1523           const Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
1524           if (!isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1525             Op2VK = TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1526             break;
1527           }
1528           if (i == 0) {
1529             CInt = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
1530             continue;
1531           }
1532           if (Op2VK == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
1533               CInt != cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
1534             Op2VK = TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue;
1535         }
1536         // FIXME: Currently cost of model modification for division by
1537         // power of 2 is handled only for X86. Add support for other targets.
1538         if (Op2VK == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue && CInt &&
1539             CInt->getValue().isPowerOf2())
1540           Op2VP = TargetTransformInfo::OP_PowerOf2;
1541
1542         ScalarCost = VecTy->getNumElements() *
1543                      TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, ScalarTy, Op1VK, Op2VK,
1544                                                  Op1VP, Op2VP);
1545         VecCost = TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, VecTy, Op1VK, Op2VK,
1546                                               Op1VP, Op2VP);
1547       }
1548       return VecCost - ScalarCost;
1549     }
1550     case Instruction::GetElementPtr: {
1551       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
1552           TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1553       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
1554           TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
1555
1556       int ScalarCost =
1557           VecTy->getNumElements() *
1558           TTI->getArithmeticInstrCost(Instruction::Add, ScalarTy, Op1VK, Op2VK);
1559       int VecCost =
1560           TTI->getArithmeticInstrCost(Instruction::Add, VecTy, Op1VK, Op2VK);
1561
1562       return VecCost - ScalarCost;
1563     }
1564     case Instruction::Load: {
1565       // Cost of wide load - cost of scalar loads.
1566       int ScalarLdCost = VecTy->getNumElements() *
1567       TTI->getMemoryOpCost(Instruction::Load, ScalarTy, 1, 0);
1568       int VecLdCost = TTI->getMemoryOpCost(Instruction::Load, VecTy, 1, 0);
1569       return VecLdCost - ScalarLdCost;
1570     }
1571     case Instruction::Store: {
1572       // We know that we can merge the stores. Calculate the cost.
1573       int ScalarStCost = VecTy->getNumElements() *
1574       TTI->getMemoryOpCost(Instruction::Store, ScalarTy, 1, 0);
1575       int VecStCost = TTI->getMemoryOpCost(Instruction::Store, VecTy, 1, 0);
1576       return VecStCost - ScalarStCost;
1577     }
1578     case Instruction::Call: {
1579       CallInst *CI = cast<CallInst>(VL0);
1580       Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
1581
1582       // Calculate the cost of the scalar and vector calls.
1583       SmallVector<Type*, 4> ScalarTys, VecTys;
1584       for (unsigned op = 0, opc = CI->getNumArgOperands(); op!= opc; ++op) {
1585         ScalarTys.push_back(CI->getArgOperand(op)->getType());
1586         VecTys.push_back(VectorType::get(CI->getArgOperand(op)->getType(),
1587                                          VecTy->getNumElements()));
1588       }
1589
1590       int ScalarCallCost = VecTy->getNumElements() *
1591           TTI->getIntrinsicInstrCost(ID, ScalarTy, ScalarTys);
1592
1593       int VecCallCost = TTI->getIntrinsicInstrCost(ID, VecTy, VecTys);
1594
1595       DEBUG(dbgs() << "SLP: Call cost "<< VecCallCost - ScalarCallCost
1596             << " (" << VecCallCost  << "-" <<  ScalarCallCost << ")"
1597             << " for " << *CI << "\n");
1598
1599       return VecCallCost - ScalarCallCost;
1600     }
1601     case Instruction::ShuffleVector: {
1602       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
1603           TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1604       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
1605           TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1606       int ScalarCost = 0;
1607       int VecCost = 0;
1608       for (unsigned i = 0; i < VL.size(); ++i) {
1609         Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
1610         if (!I)
1611           break;
1612         ScalarCost +=
1613             TTI->getArithmeticInstrCost(I->getOpcode(), ScalarTy, Op1VK, Op2VK);
1614       }
1615       // VecCost is equal to sum of the cost of creating 2 vectors
1616       // and the cost of creating shuffle.
1617       Instruction *I0 = cast<Instruction>(VL[0]);
1618       VecCost =
1619           TTI->getArithmeticInstrCost(I0->getOpcode(), VecTy, Op1VK, Op2VK);
1620       Instruction *I1 = cast<Instruction>(VL[1]);
1621       VecCost +=
1622           TTI->getArithmeticInstrCost(I1->getOpcode(), VecTy, Op1VK, Op2VK);
1623       VecCost +=
1624           TTI->getShuffleCost(TargetTransformInfo::SK_Alternate, VecTy, 0);
1625       return VecCost - ScalarCost;
1626     }
1627     default:
1628       llvm_unreachable("Unknown instruction");
1629   }
1630 }
1631
1632 bool BoUpSLP::isFullyVectorizableTinyTree() {
1633   DEBUG(dbgs() << "SLP: Check whether the tree with height " <<
1634         VectorizableTree.size() << " is fully vectorizable .\n");
1635
1636   // We only handle trees of height 2.
1637   if (VectorizableTree.size() != 2)
1638     return false;
1639
1640   // Handle splat and all-constants stores.
1641   if (!VectorizableTree[0].NeedToGather &&
1642       (allConstant(VectorizableTree[1].Scalars) ||
1643        isSplat(VectorizableTree[1].Scalars)))
1644     return true;
1645
1646   // Gathering cost would be too much for tiny trees.
1647   if (VectorizableTree[0].NeedToGather || VectorizableTree[1].NeedToGather)
1648     return false;
1649
1650   return true;
1651 }
1652
1653 int BoUpSLP::getSpillCost() {
1654   // Walk from the bottom of the tree to the top, tracking which values are
1655   // live. When we see a call instruction that is not part of our tree,
1656   // query TTI to see if there is a cost to keeping values live over it
1657   // (for example, if spills and fills are required).
1658   unsigned BundleWidth = VectorizableTree.front().Scalars.size();
1659   int Cost = 0;
1660
1661   SmallPtrSet<Instruction*, 4> LiveValues;
1662   Instruction *PrevInst = nullptr; 
1663
1664   for (unsigned N = 0; N < VectorizableTree.size(); ++N) {
1665     Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(VectorizableTree[N].Scalars[0]);
1666     if (!Inst)
1667       continue;
1668
1669     if (!PrevInst) {
1670       PrevInst = Inst;
1671       continue;
1672     }
1673
1674     DEBUG(
1675       dbgs() << "SLP: #LV: " << LiveValues.size();
1676       for (auto *X : LiveValues)
1677         dbgs() << " " << X->getName();
1678       dbgs() << ", Looking at ";
1679       Inst->dump();
1680       );
1681
1682     // Update LiveValues.
1683     LiveValues.erase(PrevInst);
1684     for (auto &J : PrevInst->operands()) {
1685       if (isa<Instruction>(&*J) && ScalarToTreeEntry.count(&*J))
1686         LiveValues.insert(cast<Instruction>(&*J));
1687     }    
1688
1689     // Now find the sequence of instructions between PrevInst and Inst.
1690     BasicBlock::reverse_iterator InstIt(Inst), PrevInstIt(PrevInst);
1691     --PrevInstIt;
1692     while (InstIt != PrevInstIt) {
1693       if (PrevInstIt == PrevInst->getParent()->rend()) {
1694         PrevInstIt = Inst->getParent()->rbegin();
1695         continue;
1696       }
1697
1698       if (isa<CallInst>(&*PrevInstIt) && &*PrevInstIt != PrevInst) {
1699         SmallVector<Type*, 4> V;
1700         for (auto *II : LiveValues)
1701           V.push_back(VectorType::get(II->getType(), BundleWidth));
1702         Cost += TTI->getCostOfKeepingLiveOverCall(V);
1703       }
1704
1705       ++PrevInstIt;
1706     }
1707
1708     PrevInst = Inst;
1709   }
1710
1711   DEBUG(dbgs() << "SLP: SpillCost=" << Cost << "\n");
1712   return Cost;
1713 }
1714
1715 int BoUpSLP::getTreeCost() {
1716   int Cost = 0;
1717   DEBUG(dbgs() << "SLP: Calculating cost for tree of size " <<
1718         VectorizableTree.size() << ".\n");
1719
1720   // We only vectorize tiny trees if it is fully vectorizable.
1721   if (VectorizableTree.size() < 3 && !isFullyVectorizableTinyTree()) {
1722     if (VectorizableTree.empty()) {
1723       assert(!ExternalUses.size() && "We should not have any external users");
1724     }
1725     return INT_MAX;
1726   }
1727
1728   unsigned BundleWidth = VectorizableTree[0].Scalars.size();
1729
1730   for (unsigned i = 0, e = VectorizableTree.size(); i != e; ++i) {
1731     int C = getEntryCost(&VectorizableTree[i]);
1732     DEBUG(dbgs() << "SLP: Adding cost " << C << " for bundle that starts with "
1733           << *VectorizableTree[i].Scalars[0] << " .\n");
1734     Cost += C;
1735   }
1736
1737   SmallSet<Value *, 16> ExtractCostCalculated;
1738   int ExtractCost = 0;
1739   for (UserList::iterator I = ExternalUses.begin(), E = ExternalUses.end();
1740        I != E; ++I) {
1741     // We only add extract cost once for the same scalar.
1742     if (!ExtractCostCalculated.insert(I->Scalar).second)
1743       continue;
1744
1745     // Uses by ephemeral values are free (because the ephemeral value will be
1746     // removed prior to code generation, and so the extraction will be
1747     // removed as well).
1748     if (EphValues.count(I->User))
1749       continue;
1750
1751     VectorType *VecTy = VectorType::get(I->Scalar->getType(), BundleWidth);
1752     ExtractCost += TTI->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, VecTy,
1753                                            I->Lane);
1754   }
1755
1756   Cost += getSpillCost();
1757
1758   DEBUG(dbgs() << "SLP: Total Cost " << Cost + ExtractCost<< ".\n");
1759   return  Cost + ExtractCost;
1760 }
1761
1762 int BoUpSLP::getGatherCost(Type *Ty) {
1763   int Cost = 0;
1764   for (unsigned i = 0, e = cast<VectorType>(Ty)->getNumElements(); i < e; ++i)
1765     Cost += TTI->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
1766   return Cost;
1767 }
1768
1769 int BoUpSLP::getGatherCost(ArrayRef<Value *> VL) {
1770   // Find the type of the operands in VL.
1771   Type *ScalarTy = VL[0]->getType();
1772   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(VL[0]))
1773     ScalarTy = SI->getValueOperand()->getType();
1774   VectorType *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, VL.size());
1775   // Find the cost of inserting/extracting values from the vector.
1776   return getGatherCost(VecTy);
1777 }
1778
1779 Value *BoUpSLP::getPointerOperand(Value *I) {
1780   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
1781     return LI->getPointerOperand();
1782   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
1783     return SI->getPointerOperand();
1784   return nullptr;
1785 }
1786
1787 unsigned BoUpSLP::getAddressSpaceOperand(Value *I) {
1788   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I))
1789     return L->getPointerAddressSpace();
1790   if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I))
1791     return S->getPointerAddressSpace();
1792   return -1;
1793 }
1794
1795 bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL) {
1796   Value *PtrA = getPointerOperand(A);
1797   Value *PtrB = getPointerOperand(B);
1798   unsigned ASA = getAddressSpaceOperand(A);
1799   unsigned ASB = getAddressSpaceOperand(B);
1800
1801   // Check that the address spaces match and that the pointers are valid.
1802   if (!PtrA || !PtrB || (ASA != ASB))
1803     return false;
1804
1805   // Make sure that A and B are different pointers of the same type.
1806   if (PtrA == PtrB || PtrA->getType() != PtrB->getType())
1807     return false;
1808
1809   unsigned PtrBitWidth = DL.getPointerSizeInBits(ASA);
1810   Type *Ty = cast<PointerType>(PtrA->getType())->getElementType();
1811   APInt Size(PtrBitWidth, DL.getTypeStoreSize(Ty));
1812
1813   APInt OffsetA(PtrBitWidth, 0), OffsetB(PtrBitWidth, 0);
1814   PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetA);
1815   PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetB);
1816
1817   APInt OffsetDelta = OffsetB - OffsetA;
1818
1819   // Check if they are based on the same pointer. That makes the offsets
1820   // sufficient.
1821   if (PtrA == PtrB)
1822     return OffsetDelta == Size;
1823
1824   // Compute the necessary base pointer delta to have the necessary final delta
1825   // equal to the size.
1826   APInt BaseDelta = Size - OffsetDelta;
1827
1828   // Otherwise compute the distance with SCEV between the base pointers.
1829   const SCEV *PtrSCEVA = SE->getSCEV(PtrA);
1830   const SCEV *PtrSCEVB = SE->getSCEV(PtrB);
1831   const SCEV *C = SE->getConstant(BaseDelta);
1832   const SCEV *X = SE->getAddExpr(PtrSCEVA, C);
1833   return X == PtrSCEVB;
1834 }
1835
1836 // Reorder commutative operations in alternate shuffle if the resulting vectors
1837 // are consecutive loads. This would allow us to vectorize the tree.
1838 // If we have something like-
1839 // load a[0] - load b[0]
1840 // load b[1] + load a[1]
1841 // load a[2] - load b[2]
1842 // load a[3] + load b[3]
1843 // Reordering the second load b[1]  load a[1] would allow us to vectorize this
1844 // code.
1845 void BoUpSLP::reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
1846                                         SmallVectorImpl<Value *> &Left,
1847                                         SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
1848   const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
1849
1850   // Push left and right operands of binary operation into Left and Right
1851   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
1852     Left.push_back(cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(0));
1853     Right.push_back(cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(1));
1854   }
1855
1856   // Reorder if we have a commutative operation and consecutive access
1857   // are on either side of the alternate instructions.
1858   for (unsigned j = 0; j < VL.size() - 1; ++j) {
1859     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Left[j])) {
1860       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
1861         Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
1862         Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
1863         if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
1864           std::swap(Left[j], Right[j]);
1865           continue;
1866         } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
1867           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
1868           continue;
1869         }
1870         // else unchanged
1871       }
1872     }
1873     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Right[j])) {
1874       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
1875         Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
1876         Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
1877         if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
1878           std::swap(Left[j], Right[j]);
1879           continue;
1880         } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
1881           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
1882           continue;
1883         }
1884         // else unchanged
1885       }
1886     }
1887   }
1888 }
1889
1890 void BoUpSLP::reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
1891                                              SmallVectorImpl<Value *> &Left,
1892                                              SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
1893
1894   SmallVector<Value *, 16> OrigLeft, OrigRight;
1895
1896   bool AllSameOpcodeLeft = true;
1897   bool AllSameOpcodeRight = true;
1898   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
1899     Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
1900     Value *VLeft = I->getOperand(0);
1901     Value *VRight = I->getOperand(1);
1902
1903     OrigLeft.push_back(VLeft);
1904     OrigRight.push_back(VRight);
1905
1906     Instruction *ILeft = dyn_cast<Instruction>(VLeft);
1907     Instruction *IRight = dyn_cast<Instruction>(VRight);
1908
1909     // Check whether all operands on one side have the same opcode. In this case
1910     // we want to preserve the original order and not make things worse by
1911     // reordering.
1912     if (i && AllSameOpcodeLeft && ILeft) {
1913       if (Instruction *PLeft = dyn_cast<Instruction>(OrigLeft[i - 1])) {
1914         if (PLeft->getOpcode() != ILeft->getOpcode())
1915           AllSameOpcodeLeft = false;
1916       } else
1917         AllSameOpcodeLeft = false;
1918     }
1919     if (i && AllSameOpcodeRight && IRight) {
1920       if (Instruction *PRight = dyn_cast<Instruction>(OrigRight[i - 1])) {
1921         if (PRight->getOpcode() != IRight->getOpcode())
1922           AllSameOpcodeRight = false;
1923       } else
1924         AllSameOpcodeRight = false;
1925     }
1926
1927     // Sort two opcodes. In the code below we try to preserve the ability to use
1928     // broadcast of values instead of individual inserts.
1929     // vl1 = load
1930     // vl2 = phi
1931     // vr1 = load
1932     // vr2 = vr2
1933     //    = vl1 x vr1
1934     //    = vl2 x vr2
1935     // If we just sorted according to opcode we would leave the first line in
1936     // tact but we would swap vl2 with vr2 because opcode(phi) > opcode(load).
1937     //    = vl1 x vr1
1938     //    = vr2 x vl2
1939     // Because vr2 and vr1 are from the same load we loose the opportunity of a
1940     // broadcast for the packed right side in the backend: we have [vr1, vl2]
1941     // instead of [vr1, vr2=vr1].
1942     if (ILeft && IRight) {
1943       if (!i && ILeft->getOpcode() > IRight->getOpcode()) {
1944         Left.push_back(IRight);
1945         Right.push_back(ILeft);
1946       } else if (i && ILeft->getOpcode() > IRight->getOpcode() &&
1947                  Right[i - 1] != IRight) {
1948         // Try not to destroy a broad cast for no apparent benefit.
1949         Left.push_back(IRight);
1950         Right.push_back(ILeft);
1951       } else if (i && ILeft->getOpcode() == IRight->getOpcode() &&
1952                  Right[i - 1] == ILeft) {
1953         // Try preserve broadcasts.
1954         Left.push_back(IRight);
1955         Right.push_back(ILeft);
1956       } else if (i && ILeft->getOpcode() == IRight->getOpcode() &&
1957                  Left[i - 1] == IRight) {
1958         // Try preserve broadcasts.
1959         Left.push_back(IRight);
1960         Right.push_back(ILeft);
1961       } else {
1962         Left.push_back(ILeft);
1963         Right.push_back(IRight);
1964       }
1965       continue;
1966     }
1967     // One opcode, put the instruction on the right.
1968     if (ILeft) {
1969       Left.push_back(VRight);
1970       Right.push_back(ILeft);
1971       continue;
1972     }
1973     Left.push_back(VLeft);
1974     Right.push_back(VRight);
1975   }
1976
1977   bool LeftBroadcast = isSplat(Left);
1978   bool RightBroadcast = isSplat(Right);
1979
1980   // If operands end up being broadcast return this operand order.
1981   if (LeftBroadcast || RightBroadcast)
1982     return;
1983
1984   // Don't reorder if the operands where good to begin.
1985   if (AllSameOpcodeRight || AllSameOpcodeLeft) {
1986     Left = OrigLeft;
1987     Right = OrigRight;
1988   }
1989
1990   const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
1991
1992   // Finally check if we can get longer vectorizable chain by reordering
1993   // without breaking the good operand order detected above.
1994   // E.g. If we have something like-
1995   // load a[0]  load b[0]
1996   // load b[1]  load a[1]
1997   // load a[2]  load b[2]
1998   // load a[3]  load b[3]
1999   // Reordering the second load b[1]  load a[1] would allow us to vectorize
2000   // this code and we still retain AllSameOpcode property.
2001   // FIXME: This load reordering might break AllSameOpcode in some rare cases
2002   // such as-
2003   // add a[0],c[0]  load b[0]
2004   // add a[1],c[2]  load b[1]
2005   // b[2]           load b[2]
2006   // add a[3],c[3]  load b[3]
2007   for (unsigned j = 0; j < VL.size() - 1; ++j) {
2008     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Left[j])) {
2009       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
2010         if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
2011           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
2012           continue;
2013         }
2014       }
2015     }
2016     if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Right[j])) {
2017       if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
2018         if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
2019           std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
2020           continue;
2021         }
2022       }
2023     }
2024     // else unchanged
2025   }
2026 }
2027
2028 void BoUpSLP::setInsertPointAfterBundle(ArrayRef<Value *> VL) {
2029   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
2030   BasicBlock::iterator NextInst = VL0;
2031   ++NextInst;
2032   Builder.SetInsertPoint(VL0->getParent(), NextInst);
2033   Builder.SetCurrentDebugLocation(VL0->getDebugLoc());
2034 }
2035
2036 Value *BoUpSLP::Gather(ArrayRef<Value *> VL, VectorType *Ty) {
2037   Value *Vec = UndefValue::get(Ty);
2038   // Generate the 'InsertElement' instruction.
2039   for (unsigned i = 0; i < Ty->getNumElements(); ++i) {
2040     Vec = Builder.CreateInsertElement(Vec, VL[i], Builder.getInt32(i));
2041     if (Instruction *Insrt = dyn_cast<Instruction>(Vec)) {
2042       GatherSeq.insert(Insrt);
2043       CSEBlocks.insert(Insrt->getParent());
2044
2045       // Add to our 'need-to-extract' list.
2046       if (ScalarToTreeEntry.count(VL[i])) {
2047         int Idx = ScalarToTreeEntry[VL[i]];
2048         TreeEntry *E = &VectorizableTree[Idx];
2049         // Find which lane we need to extract.
2050         int FoundLane = -1;
2051         for (unsigned Lane = 0, LE = VL.size(); Lane != LE; ++Lane) {
2052           // Is this the lane of the scalar that we are looking for ?
2053           if (E->Scalars[Lane] == VL[i]) {
2054             FoundLane = Lane;
2055             break;
2056           }
2057         }
2058         assert(FoundLane >= 0 && "Could not find the correct lane");
2059         ExternalUses.push_back(ExternalUser(VL[i], Insrt, FoundLane));
2060       }
2061     }
2062   }
2063
2064   return Vec;
2065 }
2066
2067 Value *BoUpSLP::alreadyVectorized(ArrayRef<Value *> VL) const {
2068   SmallDenseMap<Value*, int>::const_iterator Entry
2069     = ScalarToTreeEntry.find(VL[0]);
2070   if (Entry != ScalarToTreeEntry.end()) {
2071     int Idx = Entry->second;
2072     const TreeEntry *En = &VectorizableTree[Idx];
2073     if (En->isSame(VL) && En->VectorizedValue)
2074       return En->VectorizedValue;
2075   }
2076   return nullptr;
2077 }
2078
2079 Value *BoUpSLP::vectorizeTree(ArrayRef<Value *> VL) {
2080   if (ScalarToTreeEntry.count(VL[0])) {
2081     int Idx = ScalarToTreeEntry[VL[0]];
2082     TreeEntry *E = &VectorizableTree[Idx];
2083     if (E->isSame(VL))
2084       return vectorizeTree(E);
2085   }
2086
2087   Type *ScalarTy = VL[0]->getType();
2088   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(VL[0]))
2089     ScalarTy = SI->getValueOperand()->getType();
2090   VectorType *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, VL.size());
2091
2092   return Gather(VL, VecTy);
2093 }
2094
2095 Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
2096   IRBuilder<>::InsertPointGuard Guard(Builder);
2097
2098   if (E->VectorizedValue) {
2099     DEBUG(dbgs() << "SLP: Diamond merged for " << *E->Scalars[0] << ".\n");
2100     return E->VectorizedValue;
2101   }
2102
2103   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(E->Scalars[0]);
2104   Type *ScalarTy = VL0->getType();
2105   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(VL0))
2106     ScalarTy = SI->getValueOperand()->getType();
2107   VectorType *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, E->Scalars.size());
2108
2109   if (E->NeedToGather) {
2110     setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2111     return Gather(E->Scalars, VecTy);
2112   }
2113
2114   const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
2115   unsigned Opcode = getSameOpcode(E->Scalars);
2116
2117   switch (Opcode) {
2118     case Instruction::PHI: {
2119       PHINode *PH = dyn_cast<PHINode>(VL0);
2120       Builder.SetInsertPoint(PH->getParent()->getFirstNonPHI());
2121       Builder.SetCurrentDebugLocation(PH->getDebugLoc());
2122       PHINode *NewPhi = Builder.CreatePHI(VecTy, PH->getNumIncomingValues());
2123       E->VectorizedValue = NewPhi;
2124
2125       // PHINodes may have multiple entries from the same block. We want to
2126       // visit every block once.
2127       SmallSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
2128
2129       for (unsigned i = 0, e = PH->getNumIncomingValues(); i < e; ++i) {
2130         ValueList Operands;
2131         BasicBlock *IBB = PH->getIncomingBlock(i);
2132
2133         if (!VisitedBBs.insert(IBB).second) {
2134           NewPhi->addIncoming(NewPhi->getIncomingValueForBlock(IBB), IBB);
2135           continue;
2136         }
2137
2138         // Prepare the operand vector.
2139         for (unsigned j = 0; j < E->Scalars.size(); ++j)
2140           Operands.push_back(cast<PHINode>(E->Scalars[j])->
2141                              getIncomingValueForBlock(IBB));
2142
2143         Builder.SetInsertPoint(IBB->getTerminator());
2144         Builder.SetCurrentDebugLocation(PH->getDebugLoc());
2145         Value *Vec = vectorizeTree(Operands);
2146         NewPhi->addIncoming(Vec, IBB);
2147       }
2148
2149       assert(NewPhi->getNumIncomingValues() == PH->getNumIncomingValues() &&
2150              "Invalid number of incoming values");
2151       return NewPhi;
2152     }
2153
2154     case Instruction::ExtractElement: {
2155       if (CanReuseExtract(E->Scalars)) {
2156         Value *V = VL0->getOperand(0);
2157         E->VectorizedValue = V;
2158         return V;
2159       }
2160       return Gather(E->Scalars, VecTy);
2161     }
2162     case Instruction::ZExt:
2163     case Instruction::SExt:
2164     case Instruction::FPToUI:
2165     case Instruction::FPToSI:
2166     case Instruction::FPExt:
2167     case Instruction::PtrToInt:
2168     case Instruction::IntToPtr:
2169     case Instruction::SIToFP:
2170     case Instruction::UIToFP:
2171     case Instruction::Trunc:
2172     case Instruction::FPTrunc:
2173     case Instruction::BitCast: {
2174       ValueList INVL;
2175       for (Value *V : E->Scalars)
2176         INVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
2177
2178       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2179
2180       Value *InVec = vectorizeTree(INVL);
2181
2182       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
2183         return V;
2184
2185       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(VL0);
2186       Value *V = Builder.CreateCast(CI->getOpcode(), InVec, VecTy);
2187       E->VectorizedValue = V;
2188       ++NumVectorInstructions;
2189       return V;
2190     }
2191     case Instruction::FCmp:
2192     case Instruction::ICmp: {
2193       ValueList LHSV, RHSV;
2194       for (Value *V : E->Scalars) {
2195         LHSV.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
2196         RHSV.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
2197       }
2198
2199       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2200
2201       Value *L = vectorizeTree(LHSV);
2202       Value *R = vectorizeTree(RHSV);
2203
2204       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
2205         return V;
2206
2207       CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
2208       Value *V;
2209       if (Opcode == Instruction::FCmp)
2210         V = Builder.CreateFCmp(P0, L, R);
2211       else
2212         V = Builder.CreateICmp(P0, L, R);
2213
2214       E->VectorizedValue = V;
2215       ++NumVectorInstructions;
2216       return V;
2217     }
2218     case Instruction::Select: {
2219       ValueList TrueVec, FalseVec, CondVec;
2220       for (Value *V : E->Scalars) {
2221         CondVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
2222         TrueVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
2223         FalseVec.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(2));
2224       }
2225
2226       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2227
2228       Value *Cond = vectorizeTree(CondVec);
2229       Value *True = vectorizeTree(TrueVec);
2230       Value *False = vectorizeTree(FalseVec);
2231
2232       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
2233         return V;
2234
2235       Value *V = Builder.CreateSelect(Cond, True, False);
2236       E->VectorizedValue = V;
2237       ++NumVectorInstructions;
2238       return V;
2239     }
2240     case Instruction::Add:
2241     case Instruction::FAdd:
2242     case Instruction::Sub:
2243     case Instruction::FSub:
2244     case Instruction::Mul:
2245     case Instruction::FMul:
2246     case Instruction::UDiv:
2247     case Instruction::SDiv:
2248     case Instruction::FDiv:
2249     case Instruction::URem:
2250     case Instruction::SRem:
2251     case Instruction::FRem:
2252     case Instruction::Shl:
2253     case Instruction::LShr:
2254     case Instruction::AShr:
2255     case Instruction::And:
2256     case Instruction::Or:
2257     case Instruction::Xor: {
2258       ValueList LHSVL, RHSVL;
2259       if (isa<BinaryOperator>(VL0) && VL0->isCommutative())
2260         reorderInputsAccordingToOpcode(E->Scalars, LHSVL, RHSVL);
2261       else
2262         for (Value *V : E->Scalars) {
2263           LHSVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(0));
2264           RHSVL.push_back(cast<Instruction>(V)->getOperand(1));
2265         }
2266
2267       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2268
2269       Value *LHS = vectorizeTree(LHSVL);
2270       Value *RHS = vectorizeTree(RHSVL);
2271
2272       if (LHS == RHS && isa<Instruction>(LHS)) {
2273         assert((VL0->getOperand(0) == VL0->getOperand(1)) && "Invalid order");
2274       }
2275
2276       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
2277         return V;
2278
2279       BinaryOperator *BinOp = cast<BinaryOperator>(VL0);
2280       Value *V = Builder.CreateBinOp(BinOp->getOpcode(), LHS, RHS);
2281       E->VectorizedValue = V;
2282       propagateIRFlags(E->VectorizedValue, E->Scalars);
2283       ++NumVectorInstructions;
2284
2285       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
2286         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
2287
2288       return V;
2289     }
2290     case Instruction::Load: {
2291       // Loads are inserted at the head of the tree because we don't want to
2292       // sink them all the way down past store instructions.
2293       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2294
2295       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(VL0);
2296       Type *ScalarLoadTy = LI->getType();
2297       unsigned AS = LI->getPointerAddressSpace();
2298
2299       Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(LI->getPointerOperand(),
2300                                             VecTy->getPointerTo(AS));
2301
2302       // The pointer operand uses an in-tree scalar so we add the new BitCast to
2303       // ExternalUses list to make sure that an extract will be generated in the
2304       // future.
2305       if (ScalarToTreeEntry.count(LI->getPointerOperand()))
2306         ExternalUses.push_back(
2307             ExternalUser(LI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
2308
2309       unsigned Alignment = LI->getAlignment();
2310       LI = Builder.CreateLoad(VecPtr);
2311       if (!Alignment) {
2312         Alignment = DL.getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
2313       }
2314       LI->setAlignment(Alignment);
2315       E->VectorizedValue = LI;
2316       ++NumVectorInstructions;
2317       return propagateMetadata(LI, E->Scalars);
2318     }
2319     case Instruction::Store: {
2320       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(VL0);
2321       unsigned Alignment = SI->getAlignment();
2322       unsigned AS = SI->getPointerAddressSpace();
2323
2324       ValueList ValueOp;
2325       for (Value *V : E->Scalars)
2326         ValueOp.push_back(cast<StoreInst>(V)->getValueOperand());
2327
2328       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2329
2330       Value *VecValue = vectorizeTree(ValueOp);
2331       Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(SI->getPointerOperand(),
2332                                             VecTy->getPointerTo(AS));
2333       StoreInst *S = Builder.CreateStore(VecValue, VecPtr);
2334
2335       // The pointer operand uses an in-tree scalar so we add the new BitCast to
2336       // ExternalUses list to make sure that an extract will be generated in the
2337       // future.
2338       if (ScalarToTreeEntry.count(SI->getPointerOperand()))
2339         ExternalUses.push_back(
2340             ExternalUser(SI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
2341
2342       if (!Alignment) {
2343         Alignment = DL.getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
2344       }
2345       S->setAlignment(Alignment);
2346       E->VectorizedValue = S;
2347       ++NumVectorInstructions;
2348       return propagateMetadata(S, E->Scalars);
2349     }
2350     case Instruction::GetElementPtr: {
2351       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2352
2353       ValueList Op0VL;
2354       for (Value *V : E->Scalars)
2355         Op0VL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(V)->getOperand(0));
2356
2357       Value *Op0 = vectorizeTree(Op0VL);
2358
2359       std::vector<Value *> OpVecs;
2360       for (int j = 1, e = cast<GetElementPtrInst>(VL0)->getNumOperands(); j < e;
2361            ++j) {
2362         ValueList OpVL;
2363         for (Value *V : E->Scalars)
2364           OpVL.push_back(cast<GetElementPtrInst>(V)->getOperand(j));
2365
2366         Value *OpVec = vectorizeTree(OpVL);
2367         OpVecs.push_back(OpVec);
2368       }
2369
2370       Value *V = Builder.CreateGEP(
2371           cast<GetElementPtrInst>(VL0)->getSourceElementType(), Op0, OpVecs);
2372       E->VectorizedValue = V;
2373       ++NumVectorInstructions;
2374
2375       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
2376         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
2377
2378       return V;
2379     }
2380     case Instruction::Call: {
2381       CallInst *CI = cast<CallInst>(VL0);
2382       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2383       Function *FI;
2384       Intrinsic::ID IID  = Intrinsic::not_intrinsic;
2385       Value *ScalarArg = nullptr;
2386       if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
2387         IID = FI->getIntrinsicID();
2388       }
2389       std::vector<Value *> OpVecs;
2390       for (int j = 0, e = CI->getNumArgOperands(); j < e; ++j) {
2391         ValueList OpVL;
2392         // ctlz,cttz and powi are special intrinsics whose second argument is
2393         // a scalar. This argument should not be vectorized.
2394         if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(IID, 1) && j == 1) {
2395           CallInst *CEI = cast<CallInst>(E->Scalars[0]);
2396           ScalarArg = CEI->getArgOperand(j);
2397           OpVecs.push_back(CEI->getArgOperand(j));
2398           continue;
2399         }
2400         for (Value *V : E->Scalars) {
2401           CallInst *CEI = cast<CallInst>(V);
2402           OpVL.push_back(CEI->getArgOperand(j));
2403         }
2404
2405         Value *OpVec = vectorizeTree(OpVL);
2406         DEBUG(dbgs() << "SLP: OpVec[" << j << "]: " << *OpVec << "\n");
2407         OpVecs.push_back(OpVec);
2408       }
2409
2410       Module *M = F->getParent();
2411       Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
2412       Type *Tys[] = { VectorType::get(CI->getType(), E->Scalars.size()) };
2413       Function *CF = Intrinsic::getDeclaration(M, ID, Tys);
2414       Value *V = Builder.CreateCall(CF, OpVecs);
2415
2416       // The scalar argument uses an in-tree scalar so we add the new vectorized
2417       // call to ExternalUses list to make sure that an extract will be
2418       // generated in the future.
2419       if (ScalarArg && ScalarToTreeEntry.count(ScalarArg))
2420         ExternalUses.push_back(ExternalUser(ScalarArg, cast<User>(V), 0));
2421
2422       E->VectorizedValue = V;
2423       ++NumVectorInstructions;
2424       return V;
2425     }
2426     case Instruction::ShuffleVector: {
2427       ValueList LHSVL, RHSVL;
2428       assert(isa<BinaryOperator>(VL0) && "Invalid Shuffle Vector Operand");
2429       reorderAltShuffleOperands(E->Scalars, LHSVL, RHSVL);
2430       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
2431
2432       Value *LHS = vectorizeTree(LHSVL);
2433       Value *RHS = vectorizeTree(RHSVL);
2434
2435       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
2436         return V;
2437
2438       // Create a vector of LHS op1 RHS
2439       BinaryOperator *BinOp0 = cast<BinaryOperator>(VL0);
2440       Value *V0 = Builder.CreateBinOp(BinOp0->getOpcode(), LHS, RHS);
2441
2442       // Create a vector of LHS op2 RHS
2443       Instruction *VL1 = cast<Instruction>(E->Scalars[1]);
2444       BinaryOperator *BinOp1 = cast<BinaryOperator>(VL1);
2445       Value *V1 = Builder.CreateBinOp(BinOp1->getOpcode(), LHS, RHS);
2446
2447       // Create shuffle to take alternate operations from the vector.
2448       // Also, gather up odd and even scalar ops to propagate IR flags to
2449       // each vector operation.
2450       ValueList OddScalars, EvenScalars;
2451       unsigned e = E->Scalars.size();
2452       SmallVector<Constant *, 8> Mask(e);
2453       for (unsigned i = 0; i < e; ++i) {
2454         if (i & 1) {
2455           Mask[i] = Builder.getInt32(e + i);
2456           OddScalars.push_back(E->Scalars[i]);
2457         } else {
2458           Mask[i] = Builder.getInt32(i);
2459           EvenScalars.push_back(E->Scalars[i]);
2460         }
2461       }
2462
2463       Value *ShuffleMask = ConstantVector::get(Mask);
2464       propagateIRFlags(V0, EvenScalars);
2465       propagateIRFlags(V1, OddScalars);
2466
2467       Value *V = Builder.CreateShuffleVector(V0, V1, ShuffleMask);
2468       E->VectorizedValue = V;
2469       ++NumVectorInstructions;
2470       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
2471         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
2472
2473       return V;
2474     }
2475     default:
2476     llvm_unreachable("unknown inst");
2477   }
2478   return nullptr;
2479 }
2480
2481 Value *BoUpSLP::vectorizeTree() {
2482   
2483   // All blocks must be scheduled before any instructions are inserted.
2484   for (auto &BSIter : BlocksSchedules) {
2485     scheduleBlock(BSIter.second.get());
2486   }
2487
2488   Builder.SetInsertPoint(F->getEntryBlock().begin());
2489   vectorizeTree(&VectorizableTree[0]);
2490
2491   DEBUG(dbgs() << "SLP: Extracting " << ExternalUses.size() << " values .\n");
2492
2493   // Extract all of the elements with the external uses.
2494   for (UserList::iterator it = ExternalUses.begin(), e = ExternalUses.end();
2495        it != e; ++it) {
2496     Value *Scalar = it->Scalar;
2497     llvm::User *User = it->User;
2498
2499     // Skip users that we already RAUW. This happens when one instruction
2500     // has multiple uses of the same value.
2501     if (std::find(Scalar->user_begin(), Scalar->user_end(), User) ==
2502         Scalar->user_end())
2503       continue;
2504     assert(ScalarToTreeEntry.count(Scalar) && "Invalid scalar");
2505
2506     int Idx = ScalarToTreeEntry[Scalar];
2507     TreeEntry *E = &VectorizableTree[Idx];
2508     assert(!E->NeedToGather && "Extracting from a gather list");
2509
2510     Value *Vec = E->VectorizedValue;
2511     assert(Vec && "Can't find vectorizable value");
2512
2513     Value *Lane = Builder.getInt32(it->Lane);
2514     // Generate extracts for out-of-tree users.
2515     // Find the insertion point for the extractelement lane.
2516     if (isa<Instruction>(Vec)){
2517       if (PHINode *PH = dyn_cast<PHINode>(User)) {
2518         for (int i = 0, e = PH->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2519           if (PH->getIncomingValue(i) == Scalar) {
2520             Builder.SetInsertPoint(PH->getIncomingBlock(i)->getTerminator());
2521             Value *Ex = Builder.CreateExtractElement(Vec, Lane);
2522             CSEBlocks.insert(PH->getIncomingBlock(i));
2523             PH->setOperand(i, Ex);
2524           }
2525         }
2526       } else {
2527         Builder.SetInsertPoint(cast<Instruction>(User));
2528         Value *Ex = Builder.CreateExtractElement(Vec, Lane);
2529         CSEBlocks.insert(cast<Instruction>(User)->getParent());
2530         User->replaceUsesOfWith(Scalar, Ex);
2531      }
2532     } else {
2533       Builder.SetInsertPoint(F->getEntryBlock().begin());
2534       Value *Ex = Builder.CreateExtractElement(Vec, Lane);
2535       CSEBlocks.insert(&F->getEntryBlock());
2536       User->replaceUsesOfWith(Scalar, Ex);
2537     }
2538
2539     DEBUG(dbgs() << "SLP: Replaced:" << *User << ".\n");
2540   }
2541
2542   // For each vectorized value:
2543   for (int EIdx = 0, EE = VectorizableTree.size(); EIdx < EE; ++EIdx) {
2544     TreeEntry *Entry = &VectorizableTree[EIdx];
2545
2546     // For each lane:
2547     for (int Lane = 0, LE = Entry->Scalars.size(); Lane != LE; ++Lane) {
2548       Value *Scalar = Entry->Scalars[Lane];
2549       // No need to handle users of gathered values.
2550       if (Entry->NeedToGather)
2551         continue;
2552
2553       assert(Entry->VectorizedValue && "Can't find vectorizable value");
2554
2555       Type *Ty = Scalar->getType();
2556       if (!Ty->isVoidTy()) {
2557 #ifndef NDEBUG
2558         for (User *U : Scalar->users()) {
2559           DEBUG(dbgs() << "SLP: \tvalidating user:" << *U << ".\n");
2560
2561           assert((ScalarToTreeEntry.count(U) ||
2562                   // It is legal to replace users in the ignorelist by undef.
2563                   (std::find(UserIgnoreList.begin(), UserIgnoreList.end(), U) !=
2564                    UserIgnoreList.end())) &&
2565                  "Replacing out-of-tree value with undef");
2566         }
2567 #endif
2568         Value *Undef = UndefValue::get(Ty);
2569         Scalar->replaceAllUsesWith(Undef);
2570       }
2571       DEBUG(dbgs() << "SLP: \tErasing scalar:" << *Scalar << ".\n");
2572       eraseInstruction(cast<Instruction>(Scalar));
2573     }
2574   }
2575
2576   Builder.ClearInsertionPoint();
2577
2578   return VectorizableTree[0].VectorizedValue;
2579 }
2580
2581 void BoUpSLP::optimizeGatherSequence() {
2582   DEBUG(dbgs() << "SLP: Optimizing " << GatherSeq.size()
2583         << " gather sequences instructions.\n");
2584   // LICM InsertElementInst sequences.
2585   for (SetVector<Instruction *>::iterator it = GatherSeq.begin(),
2586        e = GatherSeq.end(); it != e; ++it) {
2587     InsertElementInst *Insert = dyn_cast<InsertElementInst>(*it);
2588
2589     if (!Insert)
2590       continue;
2591
2592     // Check if this block is inside a loop.
2593     Loop *L = LI->getLoopFor(Insert->getParent());
2594     if (!L)
2595       continue;
2596
2597     // Check if it has a preheader.
2598     BasicBlock *PreHeader = L->getLoopPreheader();
2599     if (!PreHeader)
2600       continue;
2601
2602     // If the vector or the element that we insert into it are
2603     // instructions that are defined in this basic block then we can't
2604     // hoist this instruction.
2605     Instruction *CurrVec = dyn_cast<Instruction>(Insert->getOperand(0));
2606     Instruction *NewElem = dyn_cast<Instruction>(Insert->getOperand(1));
2607     if (CurrVec && L->contains(CurrVec))
2608       continue;
2609     if (NewElem && L->contains(NewElem))
2610       continue;
2611
2612     // We can hoist this instruction. Move it to the pre-header.
2613     Insert->moveBefore(PreHeader->getTerminator());
2614   }
2615
2616   // Make a list of all reachable blocks in our CSE queue.
2617   SmallVector<const DomTreeNode *, 8> CSEWorkList;
2618   CSEWorkList.reserve(CSEBlocks.size());
2619   for (BasicBlock *BB : CSEBlocks)
2620     if (DomTreeNode *N = DT->getNode(BB)) {
2621       assert(DT->isReachableFromEntry(N));
2622       CSEWorkList.push_back(N);
2623     }
2624
2625   // Sort blocks by domination. This ensures we visit a block after all blocks
2626   // dominating it are visited.
2627   std::stable_sort(CSEWorkList.begin(), CSEWorkList.end(),
2628                    [this](const DomTreeNode *A, const DomTreeNode *B) {
2629     return DT->properlyDominates(A, B);
2630   });
2631
2632   // Perform O(N^2) search over the gather sequences and merge identical
2633   // instructions. TODO: We can further optimize this scan if we split the
2634   // instructions into different buckets based on the insert lane.
2635   SmallVector<Instruction *, 16> Visited;
2636   for (auto I = CSEWorkList.begin(), E = CSEWorkList.end(); I != E; ++I) {
2637     assert((I == CSEWorkList.begin() || !DT->dominates(*I, *std::prev(I))) &&
2638            "Worklist not sorted properly!");
2639     BasicBlock *BB = (*I)->getBlock();
2640     // For all instructions in blocks containing gather sequences:
2641     for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e;) {
2642       Instruction *In = it++;
2643       if (!isa<InsertElementInst>(In) && !isa<ExtractElementInst>(In))
2644         continue;
2645
2646       // Check if we can replace this instruction with any of the
2647       // visited instructions.
2648       for (SmallVectorImpl<Instruction *>::iterator v = Visited.begin(),
2649                                                     ve = Visited.end();
2650            v != ve; ++v) {
2651         if (In->isIdenticalTo(*v) &&
2652             DT->dominates((*v)->getParent(), In->getParent())) {
2653           In->replaceAllUsesWith(*v);
2654           eraseInstruction(In);
2655           In = nullptr;
2656           break;
2657         }
2658       }
2659       if (In) {
2660         assert(std::find(Visited.begin(), Visited.end(), In) == Visited.end());
2661         Visited.push_back(In);
2662       }
2663     }
2664   }
2665   CSEBlocks.clear();
2666   GatherSeq.clear();
2667 }
2668
2669 // Groups the instructions to a bundle (which is then a single scheduling entity)
2670 // and schedules instructions until the bundle gets ready.
2671 bool BoUpSLP::BlockScheduling::tryScheduleBundle(ArrayRef<Value *> VL,
2672                                                  BoUpSLP *SLP) {
2673   if (isa<PHINode>(VL[0]))
2674     return true;
2675
2676   // Initialize the instruction bundle.
2677   Instruction *OldScheduleEnd = ScheduleEnd;
2678   ScheduleData *PrevInBundle = nullptr;
2679   ScheduleData *Bundle = nullptr;
2680   bool ReSchedule = false;
2681   DEBUG(dbgs() << "SLP:  bundle: " << *VL[0] << "\n");
2682   for (Value *V : VL) {
2683     extendSchedulingRegion(V);
2684     ScheduleData *BundleMember = getScheduleData(V);
2685     assert(BundleMember &&
2686            "no ScheduleData for bundle member (maybe not in same basic block)");
2687     if (BundleMember->IsScheduled) {
2688       // A bundle member was scheduled as single instruction before and now
2689       // needs to be scheduled as part of the bundle. We just get rid of the
2690       // existing schedule.
2691       DEBUG(dbgs() << "SLP:  reset schedule because " << *BundleMember
2692                    << " was already scheduled\n");
2693       ReSchedule = true;
2694     }
2695     assert(BundleMember->isSchedulingEntity() &&
2696            "bundle member already part of other bundle");
2697     if (PrevInBundle) {
2698       PrevInBundle->NextInBundle = BundleMember;
2699     } else {
2700       Bundle = BundleMember;
2701     }
2702     BundleMember->UnscheduledDepsInBundle = 0;
2703     Bundle->UnscheduledDepsInBundle += BundleMember->UnscheduledDeps;
2704
2705     // Group the instructions to a bundle.
2706     BundleMember->FirstInBundle = Bundle;
2707     PrevInBundle = BundleMember;
2708   }
2709   if (ScheduleEnd != OldScheduleEnd) {
2710     // The scheduling region got new instructions at the lower end (or it is a
2711     // new region for the first bundle). This makes it necessary to
2712     // recalculate all dependencies.
2713     // It is seldom that this needs to be done a second time after adding the
2714     // initial bundle to the region.
2715     for (auto *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
2716       ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
2717       SD->clearDependencies();
2718     }
2719     ReSchedule = true;
2720   }
2721   if (ReSchedule) {
2722     resetSchedule();
2723     initialFillReadyList(ReadyInsts);
2724   }
2725
2726   DEBUG(dbgs() << "SLP: try schedule bundle " << *Bundle << " in block "
2727                << BB->getName() << "\n");
2728
2729   calculateDependencies(Bundle, true, SLP);
2730
2731   // Now try to schedule the new bundle. As soon as the bundle is "ready" it
2732   // means that there are no cyclic dependencies and we can schedule it.
2733   // Note that's important that we don't "schedule" the bundle yet (see
2734   // cancelScheduling).
2735   while (!Bundle->isReady() && !ReadyInsts.empty()) {
2736
2737     ScheduleData *pickedSD = ReadyInsts.back();
2738     ReadyInsts.pop_back();
2739
2740     if (pickedSD->isSchedulingEntity() && pickedSD->isReady()) {
2741       schedule(pickedSD, ReadyInsts);
2742     }
2743   }
2744   return Bundle->isReady();
2745 }
2746
2747 void BoUpSLP::BlockScheduling::cancelScheduling(ArrayRef<Value *> VL) {
2748   if (isa<PHINode>(VL[0]))
2749     return;
2750
2751   ScheduleData *Bundle = getScheduleData(VL[0]);
2752   DEBUG(dbgs() << "SLP:  cancel scheduling of " << *Bundle << "\n");
2753   assert(!Bundle->IsScheduled &&
2754          "Can't cancel bundle which is already scheduled");
2755   assert(Bundle->isSchedulingEntity() && Bundle->isPartOfBundle() &&
2756          "tried to unbundle something which is not a bundle");
2757
2758   // Un-bundle: make single instructions out of the bundle.
2759   ScheduleData *BundleMember = Bundle;
2760   while (BundleMember) {
2761     assert(BundleMember->FirstInBundle == Bundle && "corrupt bundle links");
2762     BundleMember->FirstInBundle = BundleMember;
2763     ScheduleData *Next = BundleMember->NextInBundle;
2764     BundleMember->NextInBundle = nullptr;
2765     BundleMember->UnscheduledDepsInBundle = BundleMember->UnscheduledDeps;
2766     if (BundleMember->UnscheduledDepsInBundle == 0) {
2767       ReadyInsts.insert(BundleMember);
2768     }
2769     BundleMember = Next;
2770   }
2771 }
2772
2773 void BoUpSLP::BlockScheduling::extendSchedulingRegion(Value *V) {
2774   if (getScheduleData(V))
2775     return;
2776   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2777   assert(I && "bundle member must be an instruction");
2778   assert(!isa<PHINode>(I) && "phi nodes don't need to be scheduled");
2779   if (!ScheduleStart) {
2780     // It's the first instruction in the new region.
2781     initScheduleData(I, I->getNextNode(), nullptr, nullptr);
2782     ScheduleStart = I;
2783     ScheduleEnd = I->getNextNode();
2784     assert(ScheduleEnd && "tried to vectorize a TerminatorInst?");
2785     DEBUG(dbgs() << "SLP:  initialize schedule region to " << *I << "\n");
2786     return;
2787   }
2788   // Search up and down at the same time, because we don't know if the new
2789   // instruction is above or below the existing scheduling region.
2790   BasicBlock::reverse_iterator UpIter(ScheduleStart);
2791   BasicBlock::reverse_iterator UpperEnd = BB->rend();
2792   BasicBlock::iterator DownIter(ScheduleEnd);
2793   BasicBlock::iterator LowerEnd = BB->end();
2794   for (;;) {
2795     if (UpIter != UpperEnd) {
2796       if (&*UpIter == I) {
2797         initScheduleData(I, ScheduleStart, nullptr, FirstLoadStoreInRegion);
2798         ScheduleStart = I;
2799         DEBUG(dbgs() << "SLP:  extend schedule region start to " << *I << "\n");
2800         return;
2801       }
2802       UpIter++;
2803     }
2804     if (DownIter != LowerEnd) {
2805       if (&*DownIter == I) {
2806         initScheduleData(ScheduleEnd, I->getNextNode(), LastLoadStoreInRegion,
2807                          nullptr);
2808         ScheduleEnd = I->getNextNode();
2809         assert(ScheduleEnd && "tried to vectorize a TerminatorInst?");
2810         DEBUG(dbgs() << "SLP:  extend schedule region end to " << *I << "\n");
2811         return;
2812       }
2813       DownIter++;
2814     }
2815     assert((UpIter != UpperEnd || DownIter != LowerEnd) &&
2816            "instruction not found in block");
2817   }
2818 }
2819
2820 void BoUpSLP::BlockScheduling::initScheduleData(Instruction *FromI,
2821                                                 Instruction *ToI,
2822                                                 ScheduleData *PrevLoadStore,
2823                                                 ScheduleData *NextLoadStore) {
2824   ScheduleData *CurrentLoadStore = PrevLoadStore;
2825   for (Instruction *I = FromI; I != ToI; I = I->getNextNode()) {
2826     ScheduleData *SD = ScheduleDataMap[I];
2827     if (!SD) {
2828       // Allocate a new ScheduleData for the instruction.
2829       if (ChunkPos >= ChunkSize) {
2830         ScheduleDataChunks.push_back(
2831             llvm::make_unique<ScheduleData[]>(ChunkSize));
2832         ChunkPos = 0;
2833       }
2834       SD = &(ScheduleDataChunks.back()[ChunkPos++]);
2835       ScheduleDataMap[I] = SD;
2836       SD->Inst = I;
2837     }
2838     assert(!isInSchedulingRegion(SD) &&
2839            "new ScheduleData already in scheduling region");
2840     SD->init(SchedulingRegionID);
2841
2842     if (I->mayReadOrWriteMemory()) {
2843       // Update the linked list of memory accessing instructions.
2844       if (CurrentLoadStore) {
2845         CurrentLoadStore->NextLoadStore = SD;
2846       } else {
2847         FirstLoadStoreInRegion = SD;
2848       }
2849       CurrentLoadStore = SD;
2850     }
2851   }
2852   if (NextLoadStore) {
2853     if (CurrentLoadStore)
2854       CurrentLoadStore->NextLoadStore = NextLoadStore;
2855   } else {
2856     LastLoadStoreInRegion = CurrentLoadStore;
2857   }
2858 }
2859
2860 void BoUpSLP::BlockScheduling::calculateDependencies(ScheduleData *SD,
2861                                                      bool InsertInReadyList,
2862                                                      BoUpSLP *SLP) {
2863   assert(SD->isSchedulingEntity());
2864
2865   SmallVector<ScheduleData *, 10> WorkList;
2866   WorkList.push_back(SD);
2867
2868   while (!WorkList.empty()) {
2869     ScheduleData *SD = WorkList.back();
2870     WorkList.pop_back();
2871
2872     ScheduleData *BundleMember = SD;
2873     while (BundleMember) {
2874       assert(isInSchedulingRegion(BundleMember));
2875       if (!BundleMember->hasValidDependencies()) {
2876
2877         DEBUG(dbgs() << "SLP:       update deps of " << *BundleMember << "\n");
2878         BundleMember->Dependencies = 0;
2879         BundleMember->resetUnscheduledDeps();
2880
2881         // Handle def-use chain dependencies.
2882         for (User *U : BundleMember->Inst->users()) {
2883           if (isa<Instruction>(U)) {
2884             ScheduleData *UseSD = getScheduleData(U);
2885             if (UseSD && isInSchedulingRegion(UseSD->FirstInBundle)) {
2886               BundleMember->Dependencies++;
2887               ScheduleData *DestBundle = UseSD->FirstInBundle;
2888               if (!DestBundle->IsScheduled) {
2889                 BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
2890               }
2891               if (!DestBundle->hasValidDependencies()) {
2892                 WorkList.push_back(DestBundle);
2893               }
2894             }
2895           } else {
2896             // I'm not sure if this can ever happen. But we need to be safe.
2897             // This lets the instruction/bundle never be scheduled and eventally
2898             // disable vectorization.
2899             BundleMember->Dependencies++;
2900             BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
2901           }
2902         }
2903
2904         // Handle the memory dependencies.
2905         ScheduleData *DepDest = BundleMember->NextLoadStore;
2906         if (DepDest) {
2907           Instruction *SrcInst = BundleMember->Inst;
2908           MemoryLocation SrcLoc = getLocation(SrcInst, SLP->AA);
2909           bool SrcMayWrite = BundleMember->Inst->mayWriteToMemory();
2910           unsigned numAliased = 0;
2911           unsigned DistToSrc = 1;
2912
2913           while (DepDest) {
2914             assert(isInSchedulingRegion(DepDest));
2915
2916             // We have two limits to reduce the complexity:
2917             // 1) AliasedCheckLimit: It's a small limit to reduce calls to
2918             //    SLP->isAliased (which is the expensive part in this loop).
2919             // 2) MaxMemDepDistance: It's for very large blocks and it aborts
2920             //    the whole loop (even if the loop is fast, it's quadratic).
2921             //    It's important for the loop break condition (see below) to
2922             //    check this limit even between two read-only instructions.
2923             if (DistToSrc >= MaxMemDepDistance ||
2924                     ((SrcMayWrite || DepDest->Inst->mayWriteToMemory()) &&
2925                      (numAliased >= AliasedCheckLimit ||
2926                       SLP->isAliased(SrcLoc, SrcInst, DepDest->Inst)))) {
2927
2928               // We increment the counter only if the locations are aliased
2929               // (instead of counting all alias checks). This gives a better
2930               // balance between reduced runtime and accurate dependencies.
2931               numAliased++;
2932
2933               DepDest->MemoryDependencies.push_back(BundleMember);
2934               BundleMember->Dependencies++;
2935               ScheduleData *DestBundle = DepDest->FirstInBundle;
2936               if (!DestBundle->IsScheduled) {
2937                 BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
2938               }
2939               if (!DestBundle->hasValidDependencies()) {
2940                 WorkList.push_back(DestBundle);
2941               }
2942             }
2943             DepDest = DepDest->NextLoadStore;
2944
2945             // Example, explaining the loop break condition: Let's assume our
2946             // starting instruction is i0 and MaxMemDepDistance = 3.
2947             //
2948             //                      +--------v--v--v
2949             //             i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8
2950             //             +--------^--^--^
2951             //
2952             // MaxMemDepDistance let us stop alias-checking at i3 and we add
2953             // dependencies from i0 to i3,i4,.. (even if they are not aliased).
2954             // Previously we already added dependencies from i3 to i6,i7,i8
2955             // (because of MaxMemDepDistance). As we added a dependency from
2956             // i0 to i3, we have transitive dependencies from i0 to i6,i7,i8
2957             // and we can abort this loop at i6.
2958             if (DistToSrc >= 2 * MaxMemDepDistance)
2959                 break;
2960             DistToSrc++;
2961           }
2962         }
2963       }
2964       BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
2965     }
2966     if (InsertInReadyList && SD->isReady()) {
2967       ReadyInsts.push_back(SD);
2968       DEBUG(dbgs() << "SLP:     gets ready on update: " << *SD->Inst << "\n");
2969     }
2970   }
2971 }
2972
2973 void BoUpSLP::BlockScheduling::resetSchedule() {
2974   assert(ScheduleStart &&
2975          "tried to reset schedule on block which has not been scheduled");
2976   for (Instruction *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
2977     ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
2978     assert(isInSchedulingRegion(SD));
2979     SD->IsScheduled = false;
2980     SD->resetUnscheduledDeps();
2981   }
2982   ReadyInsts.clear();
2983 }
2984
2985 void BoUpSLP::scheduleBlock(BlockScheduling *BS) {
2986   
2987   if (!BS->ScheduleStart)
2988     return;
2989   
2990   DEBUG(dbgs() << "SLP: schedule block " << BS->BB->getName() << "\n");
2991
2992   BS->resetSchedule();
2993
2994   // For the real scheduling we use a more sophisticated ready-list: it is
2995   // sorted by the original instruction location. This lets the final schedule
2996   // be as  close as possible to the original instruction order.
2997   struct ScheduleDataCompare {
2998     bool operator()(ScheduleData *SD1, ScheduleData *SD2) {
2999       return SD2->SchedulingPriority < SD1->SchedulingPriority;
3000     }
3001   };
3002   std::set<ScheduleData *, ScheduleDataCompare> ReadyInsts;
3003
3004   // Ensure that all depencency data is updated and fill the ready-list with
3005   // initial instructions.
3006   int Idx = 0;
3007   int NumToSchedule = 0;
3008   for (auto *I = BS->ScheduleStart; I != BS->ScheduleEnd;
3009        I = I->getNextNode()) {
3010     ScheduleData *SD = BS->getScheduleData(I);
3011     assert(
3012         SD->isPartOfBundle() == (ScalarToTreeEntry.count(SD->Inst) != 0) &&
3013         "scheduler and vectorizer have different opinion on what is a bundle");
3014     SD->FirstInBundle->SchedulingPriority = Idx++;
3015     if (SD->isSchedulingEntity()) {
3016       BS->calculateDependencies(SD, false, this);
3017       NumToSchedule++;
3018     }
3019   }
3020   BS->initialFillReadyList(ReadyInsts);
3021
3022   Instruction *LastScheduledInst = BS->ScheduleEnd;
3023
3024   // Do the "real" scheduling.
3025   while (!ReadyInsts.empty()) {
3026     ScheduleData *picked = *ReadyInsts.begin();
3027     ReadyInsts.erase(ReadyInsts.begin());
3028
3029     // Move the scheduled instruction(s) to their dedicated places, if not
3030     // there yet.
3031     ScheduleData *BundleMember = picked;
3032     while (BundleMember) {
3033       Instruction *pickedInst = BundleMember->Inst;
3034       if (LastScheduledInst->getNextNode() != pickedInst) {
3035         BS->BB->getInstList().remove(pickedInst);
3036         BS->BB->getInstList().insert(LastScheduledInst, pickedInst);
3037       }
3038       LastScheduledInst = pickedInst;
3039       BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
3040     }
3041
3042     BS->schedule(picked, ReadyInsts);
3043     NumToSchedule--;
3044   }
3045   assert(NumToSchedule == 0 && "could not schedule all instructions");
3046
3047   // Avoid duplicate scheduling of the block.
3048   BS->ScheduleStart = nullptr;
3049 }
3050
3051 /// The SLPVectorizer Pass.
3052 struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
3053   typedef SmallVector<StoreInst *, 8> StoreList;
3054   typedef MapVector<Value *, StoreList> StoreListMap;
3055
3056   /// Pass identification, replacement for typeid
3057   static char ID;
3058
3059   explicit SLPVectorizer() : FunctionPass(ID) {
3060     initializeSLPVectorizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
3061   }
3062
3063   ScalarEvolution *SE;
3064   TargetTransformInfo *TTI;
3065   TargetLibraryInfo *TLI;
3066   AliasAnalysis *AA;
3067   LoopInfo *LI;
3068   DominatorTree *DT;
3069   AssumptionCache *AC;
3070
3071   bool runOnFunction(Function &F) override {
3072     if (skipOptnoneFunction(F))
3073       return false;
3074
3075     SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
3076     TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
3077     auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
3078     TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
3079     AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
3080     LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
3081     DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
3082     AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
3083
3084     StoreRefs.clear();
3085     bool Changed = false;
3086
3087     // If the target claims to have no vector registers don't attempt
3088     // vectorization.
3089     if (!TTI->getNumberOfRegisters(true))
3090       return false;
3091
3092     // Don't vectorize when the attribute NoImplicitFloat is used.
3093     if (F.hasFnAttribute(Attribute::NoImplicitFloat))
3094       return false;
3095
3096     DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing blocks in " << F.getName() << ".\n");
3097
3098     // Use the bottom up slp vectorizer to construct chains that start with
3099     // store instructions.
3100     BoUpSLP R(&F, SE, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
3101
3102     // A general note: the vectorizer must use BoUpSLP::eraseInstruction() to
3103     // delete instructions.
3104
3105     // Scan the blocks in the function in post order.
3106     for (auto BB : post_order(&F.getEntryBlock())) {
3107       // Vectorize trees that end at stores.
3108       if (unsigned count = collectStores(BB, R)) {
3109         (void)count;
3110         DEBUG(dbgs() << "SLP: Found " << count << " stores to vectorize.\n");
3111         Changed |= vectorizeStoreChains(R);
3112       }
3113
3114       // Vectorize trees that end at reductions.
3115       Changed |= vectorizeChainsInBlock(BB, R);
3116     }
3117
3118     if (Changed) {
3119       R.optimizeGatherSequence();
3120       DEBUG(dbgs() << "SLP: vectorized \"" << F.getName() << "\"\n");
3121       DEBUG(verifyFunction(F));
3122     }
3123     return Changed;
3124   }
3125
3126   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
3127     FunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
3128     AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
3129     AU.addRequired<ScalarEvolution>();
3130     AU.addRequired<AliasAnalysis>();
3131     AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
3132     AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
3133     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
3134     AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
3135     AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
3136     AU.setPreservesCFG();
3137   }
3138
3139 private:
3140
3141   /// \brief Collect memory references and sort them according to their base
3142   /// object. We sort the stores to their base objects to reduce the cost of the
3143   /// quadratic search on the stores. TODO: We can further reduce this cost
3144   /// if we flush the chain creation every time we run into a memory barrier.
3145   unsigned collectStores(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R);
3146
3147   /// \brief Try to vectorize a chain that starts at two arithmetic instrs.
3148   bool tryToVectorizePair(Value *A, Value *B, BoUpSLP &R);
3149
3150   /// \brief Try to vectorize a list of operands.
3151   /// \@param BuildVector A list of users to ignore for the purpose of
3152   ///                     scheduling and that don't need extracting.
3153   /// \returns true if a value was vectorized.
3154   bool tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
3155                           ArrayRef<Value *> BuildVector = None,
3156                           bool allowReorder = false);
3157
3158   /// \brief Try to vectorize a chain that may start at the operands of \V;
3159   bool tryToVectorize(BinaryOperator *V, BoUpSLP &R);
3160
3161   /// \brief Vectorize the stores that were collected in StoreRefs.
3162   bool vectorizeStoreChains(BoUpSLP &R);
3163
3164   /// \brief Scan the basic block and look for patterns that are likely to start
3165   /// a vectorization chain.
3166   bool vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R);
3167
3168   bool vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain, int CostThreshold,
3169                            BoUpSLP &R);
3170
3171   bool vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores, int costThreshold,
3172                        BoUpSLP &R);
3173 private:
3174   StoreListMap StoreRefs;
3175 };
3176
3177 /// \brief Check that the Values in the slice in VL array are still existent in
3178 /// the WeakVH array.
3179 /// Vectorization of part of the VL array may cause later values in the VL array
3180 /// to become invalid. We track when this has happened in the WeakVH array.
3181 static bool hasValueBeenRAUWed(ArrayRef<Value *> VL, ArrayRef<WeakVH> VH,
3182                                unsigned SliceBegin, unsigned SliceSize) {
3183   VL = VL.slice(SliceBegin, SliceSize);
3184   VH = VH.slice(SliceBegin, SliceSize);
3185   return !std::equal(VL.begin(), VL.end(), VH.begin());
3186 }
3187
3188 bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
3189                                           int CostThreshold, BoUpSLP &R) {
3190   unsigned ChainLen = Chain.size();
3191   DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing a store chain of length " << ChainLen
3192         << "\n");
3193   Type *StoreTy = cast<StoreInst>(Chain[0])->getValueOperand()->getType();
3194   auto &DL = cast<StoreInst>(Chain[0])->getModule()->getDataLayout();
3195   unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(StoreTy);
3196   unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
3197
3198   if (!isPowerOf2_32(Sz) || VF < 2)
3199     return false;
3200
3201   // Keep track of values that were deleted by vectorizing in the loop below.
3202   SmallVector<WeakVH, 8> TrackValues(Chain.begin(), Chain.end());
3203
3204   bool Changed = false;
3205   // Look for profitable vectorizable trees at all offsets, starting at zero.
3206   for (unsigned i = 0, e = ChainLen; i < e; ++i) {
3207     if (i + VF > e)
3208       break;
3209
3210     // Check that a previous iteration of this loop did not delete the Value.
3211     if (hasValueBeenRAUWed(Chain, TrackValues, i, VF))
3212       continue;
3213
3214     DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing " << VF << " stores at offset " << i
3215           << "\n");
3216     ArrayRef<Value *> Operands = Chain.slice(i, VF);
3217
3218     R.buildTree(Operands);
3219
3220     int Cost = R.getTreeCost();
3221
3222     DEBUG(dbgs() << "SLP: Found cost=" << Cost << " for VF=" << VF << "\n");
3223     if (Cost < CostThreshold) {
3224       DEBUG(dbgs() << "SLP: Decided to vectorize cost=" << Cost << "\n");
3225       R.vectorizeTree();
3226
3227       // Move to the next bundle.
3228       i += VF - 1;
3229       Changed = true;
3230     }
3231   }
3232
3233   return Changed;
3234 }
3235
3236 bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
3237                                     int costThreshold, BoUpSLP &R) {
3238   SetVector<StoreInst *> Heads, Tails;
3239   SmallDenseMap<StoreInst *, StoreInst *> ConsecutiveChain;
3240
3241   // We may run into multiple chains that merge into a single chain. We mark the
3242   // stores that we vectorized so that we don't visit the same store twice.
3243   BoUpSLP::ValueSet VectorizedStores;
3244   bool Changed = false;
3245
3246   // Do a quadratic search on all of the given stores and find
3247   // all of the pairs of stores that follow each other.
3248   for (unsigned i = 0, e = Stores.size(); i < e; ++i) {
3249     for (unsigned j = 0; j < e; ++j) {
3250       if (i == j)
3251         continue;
3252       const DataLayout &DL = Stores[i]->getModule()->getDataLayout();
3253       if (R.isConsecutiveAccess(Stores[i], Stores[j], DL)) {
3254         Tails.insert(Stores[j]);
3255         Heads.insert(Stores[i]);
3256         ConsecutiveChain[Stores[i]] = Stores[j];
3257       }
3258     }
3259   }
3260
3261   // For stores that start but don't end a link in the chain:
3262   for (SetVector<StoreInst *>::iterator it = Heads.begin(), e = Heads.end();
3263        it != e; ++it) {
3264     if (Tails.count(*it))
3265       continue;
3266
3267     // We found a store instr that starts a chain. Now follow the chain and try
3268     // to vectorize it.
3269     BoUpSLP::ValueList Operands;
3270     StoreInst *I = *it;
3271     // Collect the chain into a list.
3272     while (Tails.count(I) || Heads.count(I)) {
3273       if (VectorizedStores.count(I))
3274         break;
3275       Operands.push_back(I);
3276       // Move to the next value in the chain.
3277       I = ConsecutiveChain[I];
3278     }
3279
3280     bool Vectorized = vectorizeStoreChain(Operands, costThreshold, R);
3281
3282     // Mark the vectorized stores so that we don't vectorize them again.
3283     if (Vectorized)
3284       VectorizedStores.insert(Operands.begin(), Operands.end());
3285     Changed |= Vectorized;
3286   }
3287
3288   return Changed;
3289 }
3290
3291
3292 unsigned SLPVectorizer::collectStores(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
3293   unsigned count = 0;
3294   StoreRefs.clear();
3295   const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
3296   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
3297     StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(it);
3298     if (!SI)
3299       continue;
3300
3301     // Don't touch volatile stores.
3302     if (!SI->isSimple())
3303       continue;
3304
3305     // Check that the pointer points to scalars.
3306     Type *Ty = SI->getValueOperand()->getType();
3307     if (!isValidElementType(Ty))
3308       continue;
3309
3310     // Find the base pointer.
3311     Value *Ptr = GetUnderlyingObject(SI->getPointerOperand(), DL);
3312
3313     // Save the store locations.
3314     StoreRefs[Ptr].push_back(SI);
3315     count++;
3316   }
3317   return count;
3318 }
3319
3320 bool SLPVectorizer::tryToVectorizePair(Value *A, Value *B, BoUpSLP &R) {
3321   if (!A || !B)
3322     return false;
3323   Value *VL[] = { A, B };
3324   return tryToVectorizeList(VL, R, None, true);
3325 }
3326
3327 bool SLPVectorizer::tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
3328                                        ArrayRef<Value *> BuildVector,
3329                                        bool allowReorder) {
3330   if (VL.size() < 2)
3331     return false;
3332
3333   DEBUG(dbgs() << "SLP: Vectorizing a list of length = " << VL.size() << ".\n");
3334
3335   // Check that all of the parts are scalar instructions of the same type.
3336   Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(VL[0]);
3337   if (!I0)
3338     return false;
3339
3340   unsigned Opcode0 = I0->getOpcode();
3341   const DataLayout &DL = I0->getModule()->getDataLayout();
3342
3343   Type *Ty0 = I0->getType();
3344   unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(Ty0);
3345   unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
3346
3347   for (int i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
3348     Type *Ty = VL[i]->getType();
3349     if (!isValidElementType(Ty))
3350       return false;
3351     Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
3352     if (!Inst || Inst->getOpcode() != Opcode0)
3353       return false;
3354   }
3355
3356   bool Changed = false;
3357
3358   // Keep track of values that were deleted by vectorizing in the loop below.
3359   SmallVector<WeakVH, 8> TrackValues(VL.begin(), VL.end());
3360
3361   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
3362     unsigned OpsWidth = 0;
3363
3364     if (i + VF > e)
3365       OpsWidth = e - i;
3366     else
3367       OpsWidth = VF;
3368
3369     if (!isPowerOf2_32(OpsWidth) || OpsWidth < 2)
3370       break;
3371
3372     // Check that a previous iteration of this loop did not delete the Value.
3373     if (hasValueBeenRAUWed(VL, TrackValues, i, OpsWidth))
3374       continue;
3375
3376     DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing " << OpsWidth << " operations "
3377                  << "\n");
3378     ArrayRef<Value *> Ops = VL.slice(i, OpsWidth);
3379
3380     ArrayRef<Value *> BuildVectorSlice;
3381     if (!BuildVector.empty())
3382       BuildVectorSlice = BuildVector.slice(i, OpsWidth);
3383
3384     R.buildTree(Ops, BuildVectorSlice);
3385     // TODO: check if we can allow reordering also for other cases than
3386     // tryToVectorizePair()
3387     if (allowReorder && R.shouldReorder()) {
3388       assert(Ops.size() == 2);
3389       assert(BuildVectorSlice.empty());
3390       Value *ReorderedOps[] = { Ops[1], Ops[0] };
3391       R.buildTree(ReorderedOps, None);
3392     }
3393     int Cost = R.getTreeCost();
3394
3395     if (Cost < -SLPCostThreshold) {
3396       DEBUG(dbgs() << "SLP: Vectorizing list at cost:" << Cost << ".\n");
3397       Value *VectorizedRoot = R.vectorizeTree();
3398
3399       // Reconstruct the build vector by extracting the vectorized root. This
3400       // way we handle the case where some elements of the vector are undefined.
3401       //  (return (inserelt <4 xi32> (insertelt undef (opd0) 0) (opd1) 2))
3402       if (!BuildVectorSlice.empty()) {
3403         // The insert point is the last build vector instruction. The vectorized
3404         // root will precede it. This guarantees that we get an instruction. The
3405         // vectorized tree could have been constant folded.
3406         Instruction *InsertAfter = cast<Instruction>(BuildVectorSlice.back());
3407         unsigned VecIdx = 0;
3408         for (auto &V : BuildVectorSlice) {
3409           IRBuilder<true, NoFolder> Builder(
3410               ++BasicBlock::iterator(InsertAfter));
3411           InsertElementInst *IE = cast<InsertElementInst>(V);
3412           Instruction *Extract = cast<Instruction>(Builder.CreateExtractElement(
3413               VectorizedRoot, Builder.getInt32(VecIdx++)));
3414           IE->setOperand(1, Extract);
3415           IE->removeFromParent();
3416           IE->insertAfter(Extract);
3417           InsertAfter = IE;
3418         }
3419       }
3420       // Move to the next bundle.
3421       i += VF - 1;
3422       Changed = true;
3423     }
3424   }
3425
3426   return Changed;
3427 }
3428
3429 bool SLPVectorizer::tryToVectorize(BinaryOperator *V, BoUpSLP &R) {
3430   if (!V)
3431     return false;
3432
3433   // Try to vectorize V.
3434   if (tryToVectorizePair(V->getOperand(0), V->getOperand(1), R))
3435     return true;
3436
3437   BinaryOperator *A = dyn_cast<BinaryOperator>(V->getOperand(0));
3438   BinaryOperator *B = dyn_cast<BinaryOperator>(V->getOperand(1));
3439   // Try to skip B.
3440   if (B && B->hasOneUse()) {
3441     BinaryOperator *B0 = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(0));
3442     BinaryOperator *B1 = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(1));
3443     if (tryToVectorizePair(A, B0, R)) {
3444       return true;
3445     }
3446     if (tryToVectorizePair(A, B1, R)) {
3447       return true;
3448     }
3449   }
3450
3451   // Try to skip A.
3452   if (A && A->hasOneUse()) {
3453     BinaryOperator *A0 = dyn_cast<BinaryOperator>(A->getOperand(0));
3454     BinaryOperator *A1 = dyn_cast<BinaryOperator>(A->getOperand(1));
3455     if (tryToVectorizePair(A0, B, R)) {
3456       return true;
3457     }
3458     if (tryToVectorizePair(A1, B, R)) {
3459       return true;
3460     }
3461   }
3462   return 0;
3463 }
3464
3465 /// \brief Generate a shuffle mask to be used in a reduction tree.
3466 ///
3467 /// \param VecLen The length of the vector to be reduced.
3468 /// \param NumEltsToRdx The number of elements that should be reduced in the
3469 ///        vector.
3470 /// \param IsPairwise Whether the reduction is a pairwise or splitting
3471 ///        reduction. A pairwise reduction will generate a mask of 
3472 ///        <0,2,...> or <1,3,..> while a splitting reduction will generate
3473 ///        <2,3, undef,undef> for a vector of 4 and NumElts = 2.
3474 /// \param IsLeft True will generate a mask of even elements, odd otherwise.
3475 static Value *createRdxShuffleMask(unsigned VecLen, unsigned NumEltsToRdx,
3476                                    bool IsPairwise, bool IsLeft,
3477                                    IRBuilder<> &Builder) {
3478   assert((IsPairwise || !IsLeft) && "Don't support a <0,1,undef,...> mask");
3479
3480   SmallVector<Constant *, 32> ShuffleMask(
3481       VecLen, UndefValue::get(Builder.getInt32Ty()));
3482
3483   if (IsPairwise)
3484     // Build a mask of 0, 2, ... (left) or 1, 3, ... (right).
3485     for (unsigned i = 0; i != NumEltsToRdx; ++i)
3486       ShuffleMask[i] = Builder.getInt32(2 * i + !IsLeft);
3487   else
3488     // Move the upper half of the vector to the lower half.
3489     for (unsigned i = 0; i != NumEltsToRdx; ++i)
3490       ShuffleMask[i] = Builder.getInt32(NumEltsToRdx + i);
3491
3492   return ConstantVector::get(ShuffleMask);
3493 }
3494
3495
3496 /// Model horizontal reductions.
3497 ///
3498 /// A horizontal reduction is a tree of reduction operations (currently add and
3499 /// fadd) that has operations that can be put into a vector as its leaf.
3500 /// For example, this tree:
3501 ///
3502 /// mul mul mul mul
3503 ///  \  /    \  /
3504 ///   +       +
3505 ///    \     /
3506 ///       +
3507 /// This tree has "mul" as its reduced values and "+" as its reduction
3508 /// operations. A reduction might be feeding into a store or a binary operation
3509 /// feeding a phi.
3510 ///    ...
3511 ///    \  /
3512 ///     +
3513 ///     |
3514 ///  phi +=
3515 ///
3516 ///  Or:
3517 ///    ...
3518 ///    \  /
3519 ///     +
3520 ///     |
3521 ///   *p =
3522 ///
3523 class HorizontalReduction {
3524   SmallVector<Value *, 16> ReductionOps;
3525   SmallVector<Value *, 32> ReducedVals;
3526
3527   BinaryOperator *ReductionRoot;
3528   PHINode *ReductionPHI;
3529
3530   /// The opcode of the reduction.
3531   unsigned ReductionOpcode;
3532   /// The opcode of the values we perform a reduction on.
3533   unsigned ReducedValueOpcode;
3534   /// The width of one full horizontal reduction operation.
3535   unsigned ReduxWidth;
3536   /// Should we model this reduction as a pairwise reduction tree or a tree that
3537   /// splits the vector in halves and adds those halves.
3538   bool IsPairwiseReduction;
3539
3540 public:
3541   HorizontalReduction()
3542     : ReductionRoot(nullptr), ReductionPHI(nullptr), ReductionOpcode(0),
3543     ReducedValueOpcode(0), ReduxWidth(0), IsPairwiseReduction(false) {}
3544
3545   /// \brief Try to find a reduction tree.
3546   bool matchAssociativeReduction(PHINode *Phi, BinaryOperator *B) {
3547     assert((!Phi ||
3548             std::find(Phi->op_begin(), Phi->op_end(), B) != Phi->op_end()) &&
3549            "Thi phi needs to use the binary operator");
3550
3551     // We could have a initial reductions that is not an add.
3552     //  r *= v1 + v2 + v3 + v4
3553     // In such a case start looking for a tree rooted in the first '+'.
3554     if (Phi) {
3555       if (B->getOperand(0) == Phi) {
3556         Phi = nullptr;
3557         B = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(1));
3558       } else if (B->getOperand(1) == Phi) {
3559         Phi = nullptr;
3560         B = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(0));
3561       }
3562     }
3563
3564     if (!B)
3565       return false;
3566
3567     Type *Ty = B->getType();
3568     if (!isValidElementType(Ty))
3569       return false;
3570
3571     const DataLayout &DL = B->getModule()->getDataLayout();
3572     ReductionOpcode = B->getOpcode();
3573     ReducedValueOpcode = 0;
3574     ReduxWidth = MinVecRegSize / DL.getTypeSizeInBits(Ty);
3575     ReductionRoot = B;
3576     ReductionPHI = Phi;
3577
3578     if (ReduxWidth < 4)
3579       return false;
3580
3581     // We currently only support adds.
3582     if (ReductionOpcode != Instruction::Add &&
3583         ReductionOpcode != Instruction::FAdd)
3584       return false;
3585
3586     // Post order traverse the reduction tree starting at B. We only handle true
3587     // trees containing only binary operators.
3588     SmallVector<std::pair<BinaryOperator *, unsigned>, 32> Stack;
3589     Stack.push_back(std::make_pair(B, 0));
3590     while (!Stack.empty()) {
3591       BinaryOperator *TreeN = Stack.back().first;
3592       unsigned EdgeToVist = Stack.back().second++;
3593       bool IsReducedValue = TreeN->getOpcode() != ReductionOpcode;
3594
3595       // Only handle trees in the current basic block.
3596       if (TreeN->getParent() != B->getParent())
3597         return false;
3598
3599       // Each tree node needs to have one user except for the ultimate
3600       // reduction.
3601       if (!TreeN->hasOneUse() && TreeN != B)
3602         return false;
3603
3604       // Postorder vist.
3605       if (EdgeToVist == 2 || IsReducedValue) {
3606         if (IsReducedValue) {
3607           // Make sure that the opcodes of the operations that we are going to
3608           // reduce match.
3609           if (!ReducedValueOpcode)
3610             ReducedValueOpcode = TreeN->getOpcode();
3611           else if (ReducedValueOpcode != TreeN->getOpcode())
3612             return false;
3613           ReducedVals.push_back(TreeN);
3614         } else {
3615           // We need to be able to reassociate the adds.
3616           if (!TreeN->isAssociative())
3617             return false;
3618           ReductionOps.push_back(TreeN);
3619         }
3620         // Retract.
3621         Stack.pop_back();
3622         continue;
3623       }
3624
3625       // Visit left or right.
3626       Value *NextV = TreeN->getOperand(EdgeToVist);
3627       BinaryOperator *Next = dyn_cast<BinaryOperator>(NextV);
3628       if (Next)
3629         Stack.push_back(std::make_pair(Next, 0));
3630       else if (NextV != Phi)
3631         return false;
3632     }
3633     return true;
3634   }
3635
3636   /// \brief Attempt to vectorize the tree found by
3637   /// matchAssociativeReduction.
3638   bool tryToReduce(BoUpSLP &V, TargetTransformInfo *TTI) {
3639     if (ReducedVals.empty())
3640       return false;
3641
3642     unsigned NumReducedVals = ReducedVals.size();
3643     if (NumReducedVals < ReduxWidth)
3644       return false;
3645
3646     Value *VectorizedTree = nullptr;
3647     IRBuilder<> Builder(ReductionRoot);
3648     FastMathFlags Unsafe;
3649     Unsafe.setUnsafeAlgebra();
3650     Builder.SetFastMathFlags(Unsafe);
3651     unsigned i = 0;
3652
3653     for (; i < NumReducedVals - ReduxWidth + 1; i += ReduxWidth) {
3654       V.buildTree(makeArrayRef(&ReducedVals[i], ReduxWidth), ReductionOps);
3655
3656       // Estimate cost.
3657       int Cost = V.getTreeCost() + getReductionCost(TTI, ReducedVals[i]);
3658       if (Cost >= -SLPCostThreshold)
3659         break;
3660
3661       DEBUG(dbgs() << "SLP: Vectorizing horizontal reduction at cost:" << Cost
3662                    << ". (HorRdx)\n");
3663
3664       // Vectorize a tree.
3665       DebugLoc Loc = cast<Instruction>(ReducedVals[i])->getDebugLoc();
3666       Value *VectorizedRoot = V.vectorizeTree();
3667
3668       // Emit a reduction.
3669       Value *ReducedSubTree = emitReduction(VectorizedRoot, Builder);
3670       if (VectorizedTree) {
3671         Builder.SetCurrentDebugLocation(Loc);
3672         VectorizedTree = createBinOp(Builder, ReductionOpcode, VectorizedTree,
3673                                      ReducedSubTree, "bin.rdx");
3674       } else
3675         VectorizedTree = ReducedSubTree;
3676     }
3677
3678     if (VectorizedTree) {
3679       // Finish the reduction.
3680       for (; i < NumReducedVals; ++i) {
3681         Builder.SetCurrentDebugLocation(
3682           cast<Instruction>(ReducedVals[i])->getDebugLoc());
3683         VectorizedTree = createBinOp(Builder, ReductionOpcode, VectorizedTree,
3684                                      ReducedVals[i]);
3685       }
3686       // Update users.
3687       if (ReductionPHI) {
3688         assert(ReductionRoot && "Need a reduction operation");
3689         ReductionRoot->setOperand(0, VectorizedTree);
3690         ReductionRoot->setOperand(1, ReductionPHI);
3691       } else
3692         ReductionRoot->replaceAllUsesWith(VectorizedTree);
3693     }
3694     return VectorizedTree != nullptr;
3695   }
3696
3697 private:
3698
3699   /// \brief Calcuate the cost of a reduction.
3700   int getReductionCost(TargetTransformInfo *TTI, Value *FirstReducedVal) {
3701     Type *ScalarTy = FirstReducedVal->getType();
3702     Type *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, ReduxWidth);
3703
3704     int PairwiseRdxCost = TTI->getReductionCost(ReductionOpcode, VecTy, true);
3705     int SplittingRdxCost = TTI->getReductionCost(ReductionOpcode, VecTy, false);
3706
3707     IsPairwiseReduction = PairwiseRdxCost < SplittingRdxCost;
3708     int VecReduxCost = IsPairwiseReduction ? PairwiseRdxCost : SplittingRdxCost;
3709
3710     int ScalarReduxCost =
3711         ReduxWidth * TTI->getArithmeticInstrCost(ReductionOpcode, VecTy);
3712
3713     DEBUG(dbgs() << "SLP: Adding cost " << VecReduxCost - ScalarReduxCost
3714                  << " for reduction that starts with " << *FirstReducedVal
3715                  << " (It is a "
3716                  << (IsPairwiseReduction ? "pairwise" : "splitting")
3717                  << " reduction)\n");
3718
3719     return VecReduxCost - ScalarReduxCost;
3720   }
3721
3722   static Value *createBinOp(IRBuilder<> &Builder, unsigned Opcode, Value *L,
3723                             Value *R, const Twine &Name = "") {
3724     if (Opcode == Instruction::FAdd)
3725       return Builder.CreateFAdd(L, R, Name);
3726     return Builder.CreateBinOp((Instruction::BinaryOps)Opcode, L, R, Name);
3727   }
3728
3729   /// \brief Emit a horizontal reduction of the vectorized value.
3730   Value *emitReduction(Value *VectorizedValue, IRBuilder<> &Builder) {
3731     assert(VectorizedValue && "Need to have a vectorized tree node");
3732     assert(isPowerOf2_32(ReduxWidth) &&
3733            "We only handle power-of-two reductions for now");
3734
3735     Value *TmpVec = VectorizedValue;
3736     for (unsigned i = ReduxWidth / 2; i != 0; i >>= 1) {
3737       if (IsPairwiseReduction) {
3738         Value *LeftMask =
3739           createRdxShuffleMask(ReduxWidth, i, true, true, Builder);
3740         Value *RightMask =
3741           createRdxShuffleMask(ReduxWidth, i, true, false, Builder);
3742
3743         Value *LeftShuf = Builder.CreateShuffleVector(
3744           TmpVec, UndefValue::get(TmpVec->getType()), LeftMask, "rdx.shuf.l");
3745         Value *RightShuf = Builder.CreateShuffleVector(
3746           TmpVec, UndefValue::get(TmpVec->getType()), (RightMask),
3747           "rdx.shuf.r");
3748         TmpVec = createBinOp(Builder, ReductionOpcode, LeftShuf, RightShuf,
3749                              "bin.rdx");
3750       } else {
3751         Value *UpperHalf =
3752           createRdxShuffleMask(ReduxWidth, i, false, false, Builder);
3753         Value *Shuf = Builder.CreateShuffleVector(
3754           TmpVec, UndefValue::get(TmpVec->getType()), UpperHalf, "rdx.shuf");
3755         TmpVec = createBinOp(Builder, ReductionOpcode, TmpVec, Shuf, "bin.rdx");
3756       }
3757     }
3758
3759     // The result is in the first element of the vector.
3760     return Builder.CreateExtractElement(TmpVec, Builder.getInt32(0));
3761   }
3762 };
3763
3764 /// \brief Recognize construction of vectors like
3765 ///  %ra = insertelement <4 x float> undef, float %s0, i32 0
3766 ///  %rb = insertelement <4 x float> %ra, float %s1, i32 1
3767 ///  %rc = insertelement <4 x float> %rb, float %s2, i32 2
3768 ///  %rd = insertelement <4 x float> %rc, float %s3, i32 3
3769 ///
3770 /// Returns true if it matches
3771 ///
3772 static bool findBuildVector(InsertElementInst *FirstInsertElem,
3773                             SmallVectorImpl<Value *> &BuildVector,
3774                             SmallVectorImpl<Value *> &BuildVectorOpds) {
3775   if (!isa<UndefValue>(FirstInsertElem->getOperand(0)))
3776     return false;
3777
3778   InsertElementInst *IE = FirstInsertElem;
3779   while (true) {
3780     BuildVector.push_back(IE);
3781     BuildVectorOpds.push_back(IE->getOperand(1));
3782
3783     if (IE->use_empty())
3784       return false;
3785
3786     InsertElementInst *NextUse = dyn_cast<InsertElementInst>(IE->user_back());
3787     if (!NextUse)
3788       return true;
3789
3790     // If this isn't the final use, make sure the next insertelement is the only
3791     // use. It's OK if the final constructed vector is used multiple times
3792     if (!IE->hasOneUse())
3793       return false;
3794
3795     IE = NextUse;
3796   }
3797
3798   return false;
3799 }
3800
3801 static bool PhiTypeSorterFunc(Value *V, Value *V2) {
3802   return V->getType() < V2->getType();
3803 }
3804
3805 bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
3806   bool Changed = false;
3807   SmallVector<Value *, 4> Incoming;
3808   SmallSet<Value *, 16> VisitedInstrs;
3809
3810   bool HaveVectorizedPhiNodes = true;
3811   while (HaveVectorizedPhiNodes) {
3812     HaveVectorizedPhiNodes = false;
3813
3814     // Collect the incoming values from the PHIs.
3815     Incoming.clear();
3816     for (BasicBlock::iterator instr = BB->begin(), ie = BB->end(); instr != ie;
3817          ++instr) {
3818       PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(instr);
3819       if (!P)
3820         break;
3821
3822       if (!VisitedInstrs.count(P))
3823         Incoming.push_back(P);
3824     }
3825
3826     // Sort by type.
3827     std::stable_sort(Incoming.begin(), Incoming.end(), PhiTypeSorterFunc);
3828
3829     // Try to vectorize elements base on their type.
3830     for (SmallVector<Value *, 4>::iterator IncIt = Incoming.begin(),
3831                                            E = Incoming.end();
3832          IncIt != E;) {
3833
3834       // Look for the next elements with the same type.
3835       SmallVector<Value *, 4>::iterator SameTypeIt = IncIt;
3836       while (SameTypeIt != E &&
3837              (*SameTypeIt)->getType() == (*IncIt)->getType()) {
3838         VisitedInstrs.insert(*SameTypeIt);
3839         ++SameTypeIt;
3840       }
3841
3842       // Try to vectorize them.
3843       unsigned NumElts = (SameTypeIt - IncIt);
3844       DEBUG(errs() << "SLP: Trying to vectorize starting at PHIs (" << NumElts << ")\n");
3845       if (NumElts > 1 && tryToVectorizeList(makeArrayRef(IncIt, NumElts), R)) {
3846         // Success start over because instructions might have been changed.
3847         HaveVectorizedPhiNodes = true;
3848         Changed = true;
3849         break;
3850       }
3851
3852       // Start over at the next instruction of a different type (or the end).
3853       IncIt = SameTypeIt;
3854     }
3855   }
3856
3857   VisitedInstrs.clear();
3858
3859   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; it++) {
3860     // We may go through BB multiple times so skip the one we have checked.
3861     if (!VisitedInstrs.insert(it).second)
3862       continue;
3863
3864     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(it))
3865       continue;
3866
3867     // Try to vectorize reductions that use PHINodes.
3868     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(it)) {
3869       // Check that the PHI is a reduction PHI.
3870       if (P->getNumIncomingValues() != 2)
3871         return Changed;
3872       Value *Rdx =
3873           (P->getIncomingBlock(0) == BB
3874                ? (P->getIncomingValue(0))
3875                : (P->getIncomingBlock(1) == BB ? P->getIncomingValue(1)
3876                                                : nullptr));
3877       // Check if this is a Binary Operator.
3878       BinaryOperator *BI = dyn_cast_or_null<BinaryOperator>(Rdx);
3879       if (!BI)
3880         continue;
3881
3882       // Try to match and vectorize a horizontal reduction.
3883       HorizontalReduction HorRdx;
3884       if (ShouldVectorizeHor && HorRdx.matchAssociativeReduction(P, BI) &&
3885           HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) {
3886         Changed = true;
3887         it = BB->begin();
3888         e = BB->end();
3889         continue;
3890       }
3891
3892      Value *Inst = BI->getOperand(0);
3893       if (Inst == P)
3894         Inst = BI->getOperand(1);
3895
3896       if (tryToVectorize(dyn_cast<BinaryOperator>(Inst), R)) {
3897         // We would like to start over since some instructions are deleted
3898         // and the iterator may become invalid value.
3899         Changed = true;
3900         it = BB->begin();
3901         e = BB->end();
3902         continue;
3903       }
3904
3905       continue;
3906     }
3907
3908     // Try to vectorize horizontal reductions feeding into a store.
3909     if (ShouldStartVectorizeHorAtStore)
3910       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(it))
3911         if (BinaryOperator *BinOp =
3912                 dyn_cast<BinaryOperator>(SI->getValueOperand())) {
3913           HorizontalReduction HorRdx;
3914           if (((HorRdx.matchAssociativeReduction(nullptr, BinOp) &&
3915                 HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) ||
3916                tryToVectorize(BinOp, R))) {
3917             Changed = true;
3918             it = BB->begin();
3919             e = BB->end();
3920             continue;
3921           }
3922         }
3923
3924     // Try to vectorize horizontal reductions feeding into a return.
3925     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(it))
3926       if (RI->getNumOperands() != 0)
3927         if (BinaryOperator *BinOp =
3928                 dyn_cast<BinaryOperator>(RI->getOperand(0))) {
3929           DEBUG(dbgs() << "SLP: Found a return to vectorize.\n");
3930           if (tryToVectorizePair(BinOp->getOperand(0),
3931                                  BinOp->getOperand(1), R)) {
3932             Changed = true;
3933             it = BB->begin();
3934             e = BB->end();
3935             continue;
3936           }
3937         }
3938
3939     // Try to vectorize trees that start at compare instructions.
3940     if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(it)) {
3941       if (tryToVectorizePair(CI->getOperand(0), CI->getOperand(1), R)) {
3942         Changed = true;
3943         // We would like to start over since some instructions are deleted
3944         // and the iterator may become invalid value.
3945         it = BB->begin();
3946         e = BB->end();
3947         continue;
3948       }
3949
3950       for (int i = 0; i < 2; ++i) {
3951         if (BinaryOperator *BI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI->getOperand(i))) {
3952           if (tryToVectorizePair(BI->getOperand(0), BI->getOperand(1), R)) {
3953             Changed = true;
3954             // We would like to start over since some instructions are deleted
3955             // and the iterator may become invalid value.
3956             it = BB->begin();
3957             e = BB->end();
3958             break;
3959           }
3960         }
3961       }
3962       continue;
3963     }
3964
3965     // Try to vectorize trees that start at insertelement instructions.
3966     if (InsertElementInst *FirstInsertElem = dyn_cast<InsertElementInst>(it)) {
3967       SmallVector<Value *, 16> BuildVector;
3968       SmallVector<Value *, 16> BuildVectorOpds;
3969       if (!findBuildVector(FirstInsertElem, BuildVector, BuildVectorOpds))
3970         continue;
3971
3972       // Vectorize starting with the build vector operands ignoring the
3973       // BuildVector instructions for the purpose of scheduling and user
3974       // extraction.
3975       if (tryToVectorizeList(BuildVectorOpds, R, BuildVector)) {
3976         Changed = true;
3977         it = BB->begin();
3978         e = BB->end();
3979       }
3980
3981       continue;
3982     }
3983   }
3984
3985   return Changed;
3986 }
3987
3988 bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChains(BoUpSLP &R) {
3989   bool Changed = false;
3990   // Attempt to sort and vectorize each of the store-groups.
3991   for (StoreListMap::iterator it = StoreRefs.begin(), e = StoreRefs.end();
3992        it != e; ++it) {
3993     if (it->second.size() < 2)
3994       continue;
3995
3996     DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing a store chain of length "
3997           << it->second.size() << ".\n");
3998
3999     // Process the stores in chunks of 16.
4000     for (unsigned CI = 0, CE = it->second.size(); CI < CE; CI+=16) {
4001       unsigned Len = std::min<unsigned>(CE - CI, 16);
4002       Changed |= vectorizeStores(makeArrayRef(&it->second[CI], Len),
4003                                  -SLPCostThreshold, R);
4004     }
4005   }
4006   return Changed;
4007 }
4008
4009 } // end anonymous namespace
4010
4011 char SLPVectorizer::ID = 0;
4012 static const char lv_name[] = "SLP Vectorizer";
4013 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SLPVectorizer, SV_NAME, lv_name, false, false)
4014 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
4015 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
4016 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
4017 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
4018 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
4019 INITIALIZE_PASS_END(SLPVectorizer, SV_NAME, lv_name, false, false)
4020
4021 namespace llvm {
4022 Pass *createSLPVectorizerPass() { return new SLPVectorizer(); }
4023 }