Whitespace.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / LoopVectorize.cpp
index 120f094307cee62ded5fcc06cef156ad91ec6450..ae5ec8cb88a84411c7c22f81b98464daf431860c 100644 (file)
@@ -48,7 +48,6 @@
 
 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
 #include "llvm/Analysis/BlockFrequencyInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
+#include "llvm/Analysis/DemandedBits.h"
+#include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopAccessAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopIterator.h"
 #include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/LoopUtils.h"
 #include <algorithm>
+#include <functional>
 #include <map>
 #include <tuple>
 
@@ -278,7 +281,12 @@ public:
         AddedSafetyChecks(false) {}
 
   // Perform the actual loop widening (vectorization).
-  void vectorize(LoopVectorizationLegality *L) {
+  // MinimumBitWidths maps scalar integer values to the smallest bitwidth they
+  // can be validly truncated to. The cost model has assumed this truncation
+  // will happen when vectorizing.
+  void vectorize(LoopVectorizationLegality *L,
+                 DenseMap<Instruction*,uint64_t> MinimumBitWidths) {
+    MinBWs = MinimumBitWidths;
     Legal = L;
     // Create a new empty loop. Unlink the old loop and connect the new one.
     createEmptyLoop();
@@ -327,6 +335,9 @@ protected:
   /// See PR14725.
   void fixLCSSAPHIs();
 
+  /// Shrinks vector element sizes based on information in "MinBWs".
+  void truncateToMinimalBitwidths();
+  
   /// A helper function that computes the predicate of the block BB, assuming
   /// that the header block of the loop is set to True. It returns the *entry*
   /// mask for the block BB.
@@ -337,7 +348,7 @@ protected:
 
   /// A helper function to vectorize a single BB within the innermost loop.
   void vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV);
-
+  
   /// Vectorize a single PHINode in a block. This method handles the induction
   /// variable canonicalization. It supports both VF = 1 for unrolled loops and
   /// arbitrary length vectors.
@@ -497,6 +508,10 @@ protected:
   /// Trip count of the widened loop (TripCount - TripCount % (VF*UF))
   Value *VectorTripCount;
 
+  /// Map of scalar integer values to the smallest bitwidth they can be legally
+  /// represented as. The vector equivalents of these values should be truncated
+  /// to this type.
+  DenseMap<Instruction*,uint64_t> MinBWs;
   LoopVectorizationLegality *Legal;
 
   // Record whether runtime check is added.
@@ -1211,12 +1226,12 @@ public:
   /// Returns true if the target machine supports masked store operation
   /// for the given \p DataType and kind of access to \p Ptr.
   bool isLegalMaskedStore(Type *DataType, Value *Ptr) {
-    return TTI->isLegalMaskedStore(DataType, isConsecutivePtr(Ptr));
+    return isConsecutivePtr(Ptr) && TTI->isLegalMaskedStore(DataType);
   }
   /// Returns true if the target machine supports masked load operation
   /// for the given \p DataType and kind of access to \p Ptr.
   bool isLegalMaskedLoad(Type *DataType, Value *Ptr) {
-    return TTI->isLegalMaskedLoad(DataType, isConsecutivePtr(Ptr));
+    return isConsecutivePtr(Ptr) && TTI->isLegalMaskedLoad(DataType);
   }
   /// Returns true if vector representation of the instruction \p I
   /// requires mask.
@@ -1344,10 +1359,11 @@ public:
   LoopVectorizationCostModel(Loop *L, ScalarEvolution *SE, LoopInfo *LI,
                              LoopVectorizationLegality *Legal,
                              const TargetTransformInfo &TTI,
-                             const TargetLibraryInfo *TLI, AssumptionCache *AC,
+                             const TargetLibraryInfo *TLI, DemandedBits *DB,
+                             AssumptionCache *AC,
                              const Function *F, const LoopVectorizeHints *Hints,
                              SmallPtrSetImpl<const Value *> &ValuesToIgnore)
-      : TheLoop(L), SE(SE), LI(LI), Legal(Legal), TTI(TTI), TLI(TLI),
+      : TheLoop(L), SE(SE), LI(LI), Legal(Legal), TTI(TTI), TLI(TLI), DB(DB),
         TheFunction(F), Hints(Hints), ValuesToIgnore(ValuesToIgnore) {}
 
   /// Information about vectorization costs
@@ -1417,6 +1433,12 @@ private:
     emitAnalysisDiag(TheFunction, TheLoop, *Hints, Message);
   }
 
+public:
+  /// Map of scalar integer values to the smallest bitwidth they can be legally
+  /// represented as. The vector equivalents of these values should be truncated
+  /// to this type.
+  DenseMap<Instruction*,uint64_t> MinBWs;
+
   /// The loop that we evaluate.
   Loop *TheLoop;
   /// Scev analysis.
@@ -1429,6 +1451,8 @@ private:
   const TargetTransformInfo &TTI;
   /// Target Library Info.
   const TargetLibraryInfo *TLI;
+  /// Demanded bits analysis
+  DemandedBits *DB;
   const Function *TheFunction;
   // Loop Vectorize Hint.
   const LoopVectorizeHints *Hints;
@@ -1521,6 +1545,7 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
   DominatorTree *DT;
   BlockFrequencyInfo *BFI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
+  DemandedBits *DB;
   AliasAnalysis *AA;
   AssumptionCache *AC;
   LoopAccessAnalysis *LAA;
@@ -1537,9 +1562,10 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
     BFI = &getAnalysis<BlockFrequencyInfoWrapperPass>().getBFI();
     auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
     TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
-    AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
+    AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
     AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
     LAA = &getAnalysis<LoopAccessAnalysis>();
+    DB = &getAnalysis<DemandedBits>();
 
     // Compute some weights outside of the loop over the loops. Compute this
     // using a BranchProbability to re-use its scaling math.
@@ -1685,7 +1711,7 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
     }
 
     // Use the cost model.
-    LoopVectorizationCostModel CM(L, SE, LI, &LVL, *TTI, TLI, AC, F, &Hints,
+    LoopVectorizationCostModel CM(L, SE, LI, &LVL, *TTI, TLI, DB, AC, F, &Hints,
                                   ValuesToIgnore);
 
     // Check the function attributes to find out if this function should be
@@ -1798,7 +1824,7 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
       // If we decided that it is not legal to vectorize the loop then
       // interleave it.
       InnerLoopUnroller Unroller(L, SE, LI, DT, TLI, TTI, IC);
-      Unroller.vectorize(&LVL);
+      Unroller.vectorize(&LVL, CM.MinBWs);
 
       emitOptimizationRemark(F->getContext(), LV_NAME, *F, L->getStartLoc(),
                              Twine("interleaved loop (interleaved count: ") +
@@ -1806,7 +1832,7 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
     } else {
       // If we decided that it is *legal* to vectorize the loop then do it.
       InnerLoopVectorizer LB(L, SE, LI, DT, TLI, TTI, VF.Width, IC);
-      LB.vectorize(&LVL);
+      LB.vectorize(&LVL, CM.MinBWs);
       ++LoopsVectorized;
 
       // Add metadata to disable runtime unrolling scalar loop when there's no
@@ -1838,11 +1864,14 @@ struct LoopVectorize : public FunctionPass {
     AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
     AU.addRequired<ScalarEvolutionWrapperPass>();
     AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
-    AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+    AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
     AU.addRequired<LoopAccessAnalysis>();
+    AU.addRequired<DemandedBits>();
     AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
     AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
-    AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
+    AU.addPreserved<BasicAAWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
   }
 
 };
@@ -2005,6 +2034,7 @@ InnerLoopVectorizer::getVectorValue(Value *V) {
   // If this scalar is unknown, assume that it is a constant or that it is
   // loop invariant. Broadcast V and save the value for future uses.
   Value *B = getBroadcastInstrs(V);
+
   return WidenMap.splat(V, B);
 }
 
@@ -2367,7 +2397,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr) {
     // We don't want to update the value in the map as it might be used in
     // another expression. So don't use a reference type for "StoredVal".
     VectorParts StoredVal = getVectorValue(SI->getValueOperand());
-    
+
     for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
       // Calculate the pointer for the specific unroll-part.
       Value *PartPtr =
@@ -2578,8 +2608,8 @@ PHINode *InnerLoopVectorizer::createInductionVariable(Loop *L,
   // yet. If so, use the header as this will be a single block loop.
   if (!Latch)
     Latch = Header;
-    
-  IRBuilder<> Builder(Header->getFirstInsertionPt());
+
+  IRBuilder<> Builder(&*Header->getFirstInsertionPt());
   setDebugLocFromInst(Builder, getDebugLocFromInstOrOperands(OldInduction));
   auto *Induction = Builder.CreatePHI(Start->getType(), 2, "index");
 
@@ -2605,8 +2635,8 @@ Value *InnerLoopVectorizer::getOrCreateTripCount(Loop *L) {
 
   IRBuilder<> Builder(L->getLoopPreheader()->getTerminator());
   // Find the loop boundaries.
-  const SCEV *ExitCount = SE->getBackedgeTakenCount(OrigLoop);
-  assert(ExitCount != SE->getCouldNotCompute() && "Invalid loop count");
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(OrigLoop);
+  assert(BackedgeTakenCount != SE->getCouldNotCompute() && "Invalid loop count");
 
   Type *IdxTy = Legal->getWidestInductionType();
   
@@ -2615,14 +2645,14 @@ Value *InnerLoopVectorizer::getOrCreateTripCount(Loop *L) {
   // compare. The only way that we get a backedge taken count is that the
   // induction variable was signed and as such will not overflow. In such a case
   // truncation is legal.
-  if (ExitCount->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
+  if (BackedgeTakenCount->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
       IdxTy->getPrimitiveSizeInBits())
-    ExitCount = SE->getTruncateOrNoop(ExitCount, IdxTy);
-
-  const SCEV *BackedgeTakeCount = SE->getNoopOrZeroExtend(ExitCount, IdxTy);
+    BackedgeTakenCount = SE->getTruncateOrNoop(BackedgeTakenCount, IdxTy);
+  BackedgeTakenCount = SE->getNoopOrZeroExtend(BackedgeTakenCount, IdxTy);
+  
   // Get the total trip count from the count by adding 1.
-  ExitCount = SE->getAddExpr(BackedgeTakeCount,
-                             SE->getConstant(BackedgeTakeCount->getType(), 1));
+  const SCEV *ExitCount = SE->getAddExpr(
+      BackedgeTakenCount, SE->getOne(BackedgeTakenCount->getType()));
 
   const DataLayout &DL = L->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
 
@@ -2920,7 +2950,7 @@ void InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop() {
                       BranchInst::Create(ExitBlock, ScalarPH, CmpN));
 
   // Get ready to start creating new instructions into the vectorized body.
-  Builder.SetInsertPoint(VecBody->getFirstInsertionPt());
+  Builder.SetInsertPoint(&*VecBody->getFirstInsertionPt());
 
   // Save the state.
   LoopVectorPreHeader = Lp->getLoopPreheader();
@@ -2976,7 +3006,7 @@ static void cse(SmallVector<BasicBlock *, 4> &BBs) {
   for (unsigned i = 0, e = BBs.size(); i != e; ++i) {
     BasicBlock *BB = BBs[i];
     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E;) {
-      Instruction *In = I++;
+      Instruction *In = &*I++;
 
       if (!CSEDenseMapInfo::canHandle(In))
         continue;
@@ -3098,6 +3128,117 @@ static unsigned getVectorIntrinsicCost(CallInst *CI, unsigned VF,
   return TTI.getIntrinsicInstrCost(ID, RetTy, Tys);
 }
 
+static Type *smallestIntegerVectorType(Type *T1, Type *T2) {
+  IntegerType *I1 = cast<IntegerType>(T1->getVectorElementType());
+  IntegerType *I2 = cast<IntegerType>(T2->getVectorElementType());
+  return I1->getBitWidth() < I2->getBitWidth() ? T1 : T2;
+}
+static Type *largestIntegerVectorType(Type *T1, Type *T2) {
+  IntegerType *I1 = cast<IntegerType>(T1->getVectorElementType());
+  IntegerType *I2 = cast<IntegerType>(T2->getVectorElementType());
+  return I1->getBitWidth() > I2->getBitWidth() ? T1 : T2;
+}
+
+void InnerLoopVectorizer::truncateToMinimalBitwidths() {
+  // For every instruction `I` in MinBWs, truncate the operands, create a
+  // truncated version of `I` and reextend its result. InstCombine runs
+  // later and will remove any ext/trunc pairs.
+  //
+  for (auto &KV : MinBWs) {
+    VectorParts &Parts = WidenMap.get(KV.first);
+    for (Value *&I : Parts) {
+      if (I->use_empty())
+        continue;
+      Type *OriginalTy = I->getType();
+      Type *ScalarTruncatedTy = IntegerType::get(OriginalTy->getContext(),
+                                                 KV.second);
+      Type *TruncatedTy = VectorType::get(ScalarTruncatedTy,
+                                          OriginalTy->getVectorNumElements());
+      if (TruncatedTy == OriginalTy)
+        continue;
+
+      IRBuilder<> B(cast<Instruction>(I));
+      auto ShrinkOperand = [&](Value *V) -> Value* {
+        if (auto *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(V))
+          if (ZI->getSrcTy() == TruncatedTy)
+            return ZI->getOperand(0);
+        return B.CreateZExtOrTrunc(V, TruncatedTy);
+      };
+
+      // The actual instruction modification depends on the instruction type,
+      // unfortunately.
+      Value *NewI = nullptr;
+      if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+        NewI = B.CreateBinOp(BO->getOpcode(),
+                             ShrinkOperand(BO->getOperand(0)),
+                             ShrinkOperand(BO->getOperand(1)));
+        cast<BinaryOperator>(NewI)->copyIRFlags(I);
+      } else if (ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(I)) {
+        NewI = B.CreateICmp(CI->getPredicate(),
+                            ShrinkOperand(CI->getOperand(0)),
+                            ShrinkOperand(CI->getOperand(1)));
+      } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
+        NewI = B.CreateSelect(SI->getCondition(),
+                              ShrinkOperand(SI->getTrueValue()),
+                              ShrinkOperand(SI->getFalseValue()));
+      } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
+        switch (CI->getOpcode()) {
+        default: llvm_unreachable("Unhandled cast!");
+        case Instruction::Trunc:
+          NewI = ShrinkOperand(CI->getOperand(0));
+          break;
+        case Instruction::SExt:
+          NewI = B.CreateSExtOrTrunc(CI->getOperand(0),
+                                     smallestIntegerVectorType(OriginalTy,
+                                                               TruncatedTy));
+          break;
+        case Instruction::ZExt:
+          NewI = B.CreateZExtOrTrunc(CI->getOperand(0),
+                                     smallestIntegerVectorType(OriginalTy,
+                                                               TruncatedTy));
+          break;
+        }
+      } else if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
+        auto Elements0 = SI->getOperand(0)->getType()->getVectorNumElements();
+        auto *O0 =
+          B.CreateZExtOrTrunc(SI->getOperand(0),
+                              VectorType::get(ScalarTruncatedTy, Elements0));
+        auto Elements1 = SI->getOperand(1)->getType()->getVectorNumElements();
+        auto *O1 =
+          B.CreateZExtOrTrunc(SI->getOperand(1),
+                              VectorType::get(ScalarTruncatedTy, Elements1));
+
+        NewI = B.CreateShuffleVector(O0, O1, SI->getMask());
+      } else if (isa<LoadInst>(I)) {
+        // Don't do anything with the operands, just extend the result.
+        continue;
+      } else {
+        llvm_unreachable("Unhandled instruction type!");
+      }
+
+      // Lastly, extend the result.
+      NewI->takeName(cast<Instruction>(I));
+      Value *Res = B.CreateZExtOrTrunc(NewI, OriginalTy);
+      I->replaceAllUsesWith(Res);
+      cast<Instruction>(I)->eraseFromParent();
+      I = Res;
+    }
+  }
+
+  // We'll have created a bunch of ZExts that are now parentless. Clean up.
+  for (auto &KV : MinBWs) {
+    VectorParts &Parts = WidenMap.get(KV.first);
+    for (Value *&I : Parts) {
+      ZExtInst *Inst = dyn_cast<ZExtInst>(I);
+      if (Inst && Inst->use_empty()) {
+        Value *NewI = Inst->getOperand(0);
+        Inst->eraseFromParent();
+        I = NewI;
+      }
+    }
+  }
+}
+
 void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
   //===------------------------------------------------===//
   //
@@ -3128,6 +3269,11 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
        be = DFS.endRPO(); bb != be; ++bb)
     vectorizeBlockInLoop(*bb, &RdxPHIsToFix);
 
+  // Insert truncates and extends for any truncated instructions as hints to
+  // InstCombine.
+  if (VF > 1)
+    truncateToMinimalBitwidths();
+  
   // At this point every instruction in the original loop is widened to
   // a vector form. We are almost done. Now, we need to fix the PHI nodes
   // that we vectorized. The PHI nodes are currently empty because we did
@@ -3218,7 +3364,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
     // the PHIs and the values we are going to write.
     // This allows us to write both PHINodes and the extractelement
     // instructions.
-    Builder.SetInsertPoint(LoopMiddleBlock->getFirstInsertionPt());
+    Builder.SetInsertPoint(&*LoopMiddleBlock->getFirstInsertionPt());
 
     VectorParts RdxParts = getVectorValue(LoopExitInst);
     setDebugLocFromInst(Builder, LoopExitInst);
@@ -3242,7 +3388,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
             ++UI;
           }
       }
-      Builder.SetInsertPoint(LoopMiddleBlock->getFirstInsertionPt());
+      Builder.SetInsertPoint(&*LoopMiddleBlock->getFirstInsertionPt());
       for (unsigned part = 0; part < UF; ++part)
         RdxParts[part] = Builder.CreateTrunc(RdxParts[part], RdxVecTy);
     }
@@ -3356,8 +3502,8 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
   // Predicate any stores.
   for (auto KV : PredicatedStores) {
     BasicBlock::iterator I(KV.first);
-    auto *BB = SplitBlock(I->getParent(), std::next(I), DT, LI);
-    auto *T = SplitBlockAndInsertIfThen(KV.second, I, /*Unreachable=*/false,
+    auto *BB = SplitBlock(I->getParent(), &*std::next(I), DT, LI);
+    auto *T = SplitBlockAndInsertIfThen(KV.second, &*I, /*Unreachable=*/false,
                                         /*BranchWeights=*/nullptr, DT);
     I->moveBefore(T);
     I->getParent()->setName("pred.store.if");
@@ -3448,8 +3594,8 @@ void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
       // This is phase one of vectorizing PHIs.
       Type *VecTy = (VF == 1) ? PN->getType() :
       VectorType::get(PN->getType(), VF);
-      Entry[part] = PHINode::Create(VecTy, 2, "vec.phi",
-                                    LoopVectorBody.back()-> getFirstInsertionPt());
+      Entry[part] = PHINode::Create(
+          VecTy, 2, "vec.phi", &*LoopVectorBody.back()->getFirstInsertionPt());
     }
     PV->push_back(P);
     return;
@@ -3560,7 +3706,8 @@ void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
 void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
   // For each instruction in the old loop.
   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
-    VectorParts &Entry = WidenMap.get(it);
+    VectorParts &Entry = WidenMap.get(&*it);
+
     switch (it->getOpcode()) {
     case Instruction::Br:
       // Nothing to do for PHIs and BR, since we already took care of the
@@ -3568,7 +3715,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       continue;
     case Instruction::PHI: {
       // Vectorize PHINodes.
-      widenPHIInstruction(it, Entry, UF, VF, PV);
+      widenPHIInstruction(&*it, Entry, UF, VF, PV);
       continue;
     }// End of PHI.
 
@@ -3606,7 +3753,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
         Entry[Part] = V;
       }
 
-      propagateMetadata(Entry, it);
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
     case Instruction::Select: {
@@ -3615,7 +3762,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       // instruction with a scalar condition. Otherwise, use vector-select.
       bool InvariantCond = SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(it->getOperand(0)),
                                                OrigLoop);
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      setDebugLocFromInst(Builder, &*it);
 
       // The condition can be loop invariant  but still defined inside the
       // loop. This means that we can't just use the original 'cond' value.
@@ -3624,7 +3771,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       VectorParts &Cond = getVectorValue(it->getOperand(0));
       VectorParts &Op0  = getVectorValue(it->getOperand(1));
       VectorParts &Op1  = getVectorValue(it->getOperand(2));
-
+      
       Value *ScalarCond = (VF == 1) ? Cond[0] :
         Builder.CreateExtractElement(Cond[0], Builder.getInt32(0));
 
@@ -3635,7 +3782,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
           Op1[Part]);
       }
 
-      propagateMetadata(Entry, it);
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
 
@@ -3644,25 +3791,27 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       // Widen compares. Generate vector compares.
       bool FCmp = (it->getOpcode() == Instruction::FCmp);
       CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(it);
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      setDebugLocFromInst(Builder, &*it);
       VectorParts &A = getVectorValue(it->getOperand(0));
       VectorParts &B = getVectorValue(it->getOperand(1));
       for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
         Value *C = nullptr;
-        if (FCmp)
+        if (FCmp) {
           C = Builder.CreateFCmp(Cmp->getPredicate(), A[Part], B[Part]);
-        else
+          cast<FCmpInst>(C)->copyFastMathFlags(&*it);
+        } else {
           C = Builder.CreateICmp(Cmp->getPredicate(), A[Part], B[Part]);
+        }
         Entry[Part] = C;
       }
 
-      propagateMetadata(Entry, it);
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
 
     case Instruction::Store:
     case Instruction::Load:
-      vectorizeMemoryInstruction(it);
+      vectorizeMemoryInstruction(&*it);
         break;
     case Instruction::ZExt:
     case Instruction::SExt:
@@ -3677,7 +3826,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
     case Instruction::FPTrunc:
     case Instruction::BitCast: {
       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(it);
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      setDebugLocFromInst(Builder, &*it);
       /// Optimize the special case where the source is the induction
       /// variable. Notice that we can only optimize the 'trunc' case
       /// because: a. FP conversions lose precision, b. sext/zext may wrap,
@@ -3692,7 +3841,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
             ConstantInt::getSigned(CI->getType(), II.getStepValue()->getSExtValue());
         for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part)
           Entry[Part] = getStepVector(Broadcasted, VF * Part, Step);
-        propagateMetadata(Entry, it);
+        propagateMetadata(Entry, &*it);
         break;
       }
       /// Vectorize casts.
@@ -3702,7 +3851,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       VectorParts &A = getVectorValue(it->getOperand(0));
       for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part)
         Entry[Part] = Builder.CreateCast(CI->getOpcode(), A[Part], DestTy);
-      propagateMetadata(Entry, it);
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
 
@@ -3710,7 +3859,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       // Ignore dbg intrinsics.
       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(it))
         break;
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      setDebugLocFromInst(Builder, &*it);
 
       Module *M = BB->getParent()->getParent();
       CallInst *CI = cast<CallInst>(it);
@@ -3726,7 +3875,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       if (ID &&
           (ID == Intrinsic::assume || ID == Intrinsic::lifetime_end ||
            ID == Intrinsic::lifetime_start)) {
-        scalarizeInstruction(it);
+        scalarizeInstruction(&*it);
         break;
       }
       // The flag shows whether we use Intrinsic or a usual Call for vectorized
@@ -3737,7 +3886,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
       bool UseVectorIntrinsic =
           ID && getVectorIntrinsicCost(CI, VF, *TTI, TLI) <= CallCost;
       if (!UseVectorIntrinsic && NeedToScalarize) {
-        scalarizeInstruction(it);
+        scalarizeInstruction(&*it);
         break;
       }
 
@@ -3778,13 +3927,13 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
         Entry[Part] = Builder.CreateCall(VectorF, Args);
       }
 
-      propagateMetadata(Entry, it);
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
 
     default:
       // All other instructions are unsupported. Scalarize them.
-      scalarizeInstruction(it);
+      scalarizeInstruction(&*it);
       break;
     }// end of switch.
   }// end of for_each instr.
@@ -4052,7 +4201,7 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
         if (!PhiTy->isIntegerTy() &&
             !PhiTy->isFloatingPointTy() &&
             !PhiTy->isPointerTy()) {
-          emitAnalysis(VectorizationReport(it)
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
                        << "loop control flow is not understood by vectorizer");
           DEBUG(dbgs() << "LV: Found an non-int non-pointer PHI.\n");
           return false;
@@ -4064,9 +4213,9 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
         if (*bb != Header) {
           // Check that this instruction has no outside users or is an
           // identified reduction value with an outside user.
-          if (!hasOutsideLoopUser(TheLoop, it, AllowedExit))
+          if (!hasOutsideLoopUser(TheLoop, &*it, AllowedExit))
             continue;
-          emitAnalysis(VectorizationReport(it) <<
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it) <<
                        "value could not be identified as "
                        "an induction or reduction variable");
           return false;
@@ -4074,7 +4223,7 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
 
         // We only allow if-converted PHIs with exactly two incoming values.
         if (Phi->getNumIncomingValues() != 2) {
-          emitAnalysis(VectorizationReport(it)
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
                        << "control flow not understood by vectorizer");
           DEBUG(dbgs() << "LV: Found an invalid PHI.\n");
           return false;
@@ -4106,8 +4255,8 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
 
           // Until we explicitly handle the case of an induction variable with
           // an outside loop user we have to give up vectorizing this loop.
-          if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, it, AllowedExit)) {
-            emitAnalysis(VectorizationReport(it) <<
+          if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, &*it, AllowedExit)) {
+            emitAnalysis(VectorizationReport(&*it) <<
                          "use of induction value outside of the "
                          "loop is not handled by vectorizer");
             return false;
@@ -4125,7 +4274,7 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
           continue;
         }
 
-        emitAnalysis(VectorizationReport(it) <<
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it) <<
                      "value that could not be identified as "
                      "reduction is used outside the loop");
         DEBUG(dbgs() << "LV: Found an unidentified PHI."<< *Phi <<"\n");
@@ -4140,8 +4289,8 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
       if (CI && !getIntrinsicIDForCall(CI, TLI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(CI) &&
           !(CI->getCalledFunction() && TLI &&
             TLI->isFunctionVectorizable(CI->getCalledFunction()->getName()))) {
-        emitAnalysis(VectorizationReport(it) <<
-                     "call instruction cannot be vectorized");
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                     << "call instruction cannot be vectorized");
         DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-intrinsic, non-libfunc callsite.\n");
         return false;
       }
@@ -4151,7 +4300,7 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
       if (CI &&
           hasVectorInstrinsicScalarOpd(getIntrinsicIDForCall(CI, TLI), 1)) {
         if (!SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(CI->getOperand(1)), TheLoop)) {
-          emitAnalysis(VectorizationReport(it)
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
                        << "intrinsic instruction cannot be vectorized");
           DEBUG(dbgs() << "LV: Found unvectorizable intrinsic " << *CI << "\n");
           return false;
@@ -4162,7 +4311,7 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
       // Also, we can't vectorize extractelement instructions.
       if ((!VectorType::isValidElementType(it->getType()) &&
            !it->getType()->isVoidTy()) || isa<ExtractElementInst>(it)) {
-        emitAnalysis(VectorizationReport(it)
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
                      << "instruction return type cannot be vectorized");
         DEBUG(dbgs() << "LV: Found unvectorizable type.\n");
         return false;
@@ -4186,8 +4335,8 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
 
       // Reduction instructions are allowed to have exit users.
       // All other instructions must not have external users.
-      if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, it, AllowedExit)) {
-        emitAnalysis(VectorizationReport(it) <<
+      if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, &*it, AllowedExit)) {
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it) <<
                      "value cannot be used outside the loop");
         return false;
       }
@@ -4249,7 +4398,7 @@ void LoopVectorizationLegality::collectLoopUniforms() {
        BE = TheLoop->block_end(); B != BE; ++B)
     for (BasicBlock::iterator I = (*B)->begin(), IE = (*B)->end();
          I != IE; ++I)
-      if (I->getType()->isPointerTy() && isConsecutivePtr(I))
+      if (I->getType()->isPointerTy() && isConsecutivePtr(&*I))
         Worklist.insert(Worklist.end(), I->op_begin(), I->op_end());
 
   while (!Worklist.empty()) {
@@ -4557,6 +4706,7 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize) {
   unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop);
   DEBUG(dbgs() << "LV: Found trip count: " << TC << '\n');
 
+  MinBWs = computeMinimumValueSizes(TheLoop->getBlocks(), *DB, &TTI);
   unsigned WidestType = getWidestType();
   unsigned WidestRegister = TTI.getRegisterBitWidth(true);
   unsigned MaxSafeDepDist = -1U;
@@ -4667,7 +4817,7 @@ unsigned LoopVectorizationCostModel::getWidestType() {
       Type *T = it->getType();
 
       // Skip ignored values.
-      if (ValuesToIgnore.count(it))
+      if (ValuesToIgnore.count(&*it))
         continue;
 
       // Only examine Loads, Stores and PHINodes.
@@ -4690,7 +4840,7 @@ unsigned LoopVectorizationCostModel::getWidestType() {
       // Ignore loaded pointer types and stored pointer types that are not
       // consecutive. However, we do want to take consecutive stores/loads of
       // pointer vectors into account.
-      if (T->isPointerTy() && !isConsecutiveLoadOrStore(it))
+      if (T->isPointerTy() && !isConsecutiveLoadOrStore(&*it))
         continue;
 
       MaxWidth = std::max(MaxWidth,
@@ -4897,14 +5047,12 @@ LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage() {
   for (LoopBlocksDFS::RPOIterator bb = DFS.beginRPO(),
        be = DFS.endRPO(); bb != be; ++bb) {
     R.NumInstructions += (*bb)->size();
-    for (BasicBlock::iterator it = (*bb)->begin(), e = (*bb)->end(); it != e;
-         ++it) {
-      Instruction *I = it;
-      IdxToInstr[Index++] = I;
+    for (Instruction &I : **bb) {
+      IdxToInstr[Index++] = &I;
 
       // Save the end location of each USE.
-      for (unsigned i = 0; i < I->getNumOperands(); ++i) {
-        Value *U = I->getOperand(i);
+      for (unsigned i = 0; i < I.getNumOperands(); ++i) {
+        Value *U = I.getOperand(i);
         Instruction *Instr = dyn_cast<Instruction>(U);
 
         // Ignore non-instruction values such as arguments, constants, etc.
@@ -4987,10 +5135,10 @@ unsigned LoopVectorizationCostModel::expectedCost(unsigned VF) {
         continue;
 
       // Skip ignored values.
-      if (ValuesToIgnore.count(it))
+      if (ValuesToIgnore.count(&*it))
         continue;
 
-      unsigned C = getInstructionCost(it, VF);
+      unsigned C = getInstructionCost(&*it, VF);
 
       // Check if we should override the cost.
       if (ForceTargetInstructionCost.getNumOccurrences() > 0)
@@ -5067,9 +5215,8 @@ static bool isLikelyComplexAddressComputation(Value *Ptr,
 }
 
 static bool isStrideMul(Instruction *I, LoopVectorizationLegality *Legal) {
-  if (Legal->hasStride(I->getOperand(0)) || Legal->hasStride(I->getOperand(1)))
-    return true;
-  return false;
+  return Legal->hasStride(I->getOperand(0)) ||
+         Legal->hasStride(I->getOperand(1));
 }
 
 unsigned
@@ -5080,6 +5227,8 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
     VF = 1;
 
   Type *RetTy = I->getType();
+  if (VF > 1 && MinBWs.count(I))
+    RetTy = IntegerType::get(RetTy->getContext(), MinBWs[I]);
   Type *VectorTy = ToVectorTy(RetTy, VF);
 
   // TODO: We need to estimate the cost of intrinsic calls.
@@ -5162,6 +5311,8 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
   case Instruction::ICmp:
   case Instruction::FCmp: {
     Type *ValTy = I->getOperand(0)->getType();
+    if (VF > 1 && MinBWs.count(dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0))))
+      ValTy = IntegerType::get(ValTy->getContext(), MinBWs[I]);
     VectorTy = ToVectorTy(ValTy, VF);
     return TTI.getCmpSelInstrCost(I->getOpcode(), VectorTy);
   }
@@ -5285,8 +5436,28 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
         Legal->isInductionVariable(I->getOperand(0)))
       return TTI.getCastInstrCost(I->getOpcode(), I->getType(),
                                   I->getOperand(0)->getType());
-
-    Type *SrcVecTy = ToVectorTy(I->getOperand(0)->getType(), VF);
+    
+    Type *SrcScalarTy = I->getOperand(0)->getType();
+    Type *SrcVecTy = ToVectorTy(SrcScalarTy, VF);
+    if (VF > 1 && MinBWs.count(I)) {
+      // This cast is going to be shrunk. This may remove the cast or it might
+      // turn it into slightly different cast. For example, if MinBW == 16,
+      // "zext i8 %1 to i32" becomes "zext i8 %1 to i16".
+      //
+      // Calculate the modified src and dest types.
+      Type *MinVecTy = VectorTy;
+      if (I->getOpcode() == Instruction::Trunc) {
+        SrcVecTy = smallestIntegerVectorType(SrcVecTy, MinVecTy);
+        VectorTy = largestIntegerVectorType(ToVectorTy(I->getType(), VF),
+                                            MinVecTy);
+      } else if (I->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
+                 I->getOpcode() == Instruction::SExt) {
+        SrcVecTy = largestIntegerVectorType(SrcVecTy, MinVecTy);
+        VectorTy = smallestIntegerVectorType(ToVectorTy(I->getType(), VF),
+                                             MinVecTy);
+      }
+    }
+    
     return TTI.getCastInstrCost(I->getOpcode(), VectorTy, SrcVecTy);
   }
   case Instruction::Call: {
@@ -5326,7 +5497,9 @@ char LoopVectorize::ID = 0;
 static const char lv_name[] = "Loop Vectorization";
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopVectorize, LV_NAME, lv_name, false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(BasicAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(BlockFrequencyInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
@@ -5335,6 +5508,7 @@ INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopAccessAnalysis)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DemandedBits)
 INITIALIZE_PASS_END(LoopVectorize, LV_NAME, lv_name, false, false)
 
 namespace llvm {