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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / LoopVectorize.cpp
index e85d4fc9229b47387358ddfadd059ce8e61f4e4d..17c25dfffc108a13695e2d2bdcecec8869c005fb 100644 (file)
 // Variable uniformity checks are inspired by:
 //  Karrenberg, R. and Hack, S. Whole Function Vectorization.
 //
+// The interleaved access vectorization is based on the paper:
+//  Dorit Nuzman, Ira Rosen and Ayal Zaks.  Auto-Vectorization of Interleaved
+//  Data for SIMD
+//
 // Other ideas/concepts are from:
 //  A. Zaks and D. Nuzman. Autovectorization in GCC-two years later.
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define LV_NAME "loop-vectorize"
-#define DEBUG_TYPE LV_NAME
-
 #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/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/Dominators.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/LoopPass.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Analysis/Verifier.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DebugInfo.h"
 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/PatternMatch.h"
 #include "llvm/IR/Type.h"
 #include "llvm/IR/Value.h"
+#include "llvm/IR/ValueHandle.h"
+#include "llvm/IR/Verifier.h"
 #include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Support/BranchProbability.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Support/ValueHandle.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/LoopUtils.h"
 #include <algorithm>
+#include <functional>
 #include <map>
+#include <tuple>
 
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
-static cl::opt<unsigned>
-VectorizationFactor("force-vector-width", cl::init(0), cl::Hidden,
-                    cl::desc("Sets the SIMD width. Zero is autoselect."));
+#define LV_NAME "loop-vectorize"
+#define DEBUG_TYPE LV_NAME
 
-static cl::opt<unsigned>
-VectorizationUnroll("force-vector-unroll", cl::init(0), cl::Hidden,
-                    cl::desc("Sets the vectorization unroll count. "
-                             "Zero is autoselect."));
+STATISTIC(LoopsVectorized, "Number of loops vectorized");
+STATISTIC(LoopsAnalyzed, "Number of loops analyzed for vectorization");
 
 static cl::opt<bool>
 EnableIfConversion("enable-if-conversion", cl::init(true), cl::Hidden,
@@ -113,27 +126,173 @@ TinyTripCountVectorThreshold("vectorizer-min-trip-count", cl::init(16),
                                       "trip count that is smaller than this "
                                       "value."));
 
-/// We don't unroll loops with a known constant trip count below this number.
-static const unsigned TinyTripCountUnrollThreshold = 128;
+static cl::opt<bool> MaximizeBandwidth(
+    "vectorizer-maximize-bandwidth", cl::init(false), cl::Hidden,
+    cl::desc("Maximize bandwidth when selecting vectorization factor which "
+             "will be determined by the smallest type in loop."));
 
-/// When performing memory disambiguation checks at runtime do not make more
-/// than this number of comparisons.
-static const unsigned RuntimeMemoryCheckThreshold = 8;
-
-/// Maximum simd width.
-static const unsigned MaxVectorWidth = 64;
-
-/// Maximum vectorization unroll count.
-static const unsigned MaxUnrollFactor = 16;
-
-/// The cost of a loop that is considered 'small' by the unroller.
-static const unsigned SmallLoopCost = 20;
+/// This enables versioning on the strides of symbolically striding memory
+/// accesses in code like the following.
+///   for (i = 0; i < N; ++i)
+///     A[i * Stride1] += B[i * Stride2] ...
+///
+/// Will be roughly translated to
+///    if (Stride1 == 1 && Stride2 == 1) {
+///      for (i = 0; i < N; i+=4)
+///       A[i:i+3] += ...
+///    } else
+///      ...
+static cl::opt<bool> EnableMemAccessVersioning(
+    "enable-mem-access-versioning", cl::init(true), cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable symbolic stride memory access versioning"));
+
+static cl::opt<bool> EnableInterleavedMemAccesses(
+    "enable-interleaved-mem-accesses", cl::init(false), cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable vectorization on interleaved memory accesses in a loop"));
+
+/// Maximum factor for an interleaved memory access.
+static cl::opt<unsigned> MaxInterleaveGroupFactor(
+    "max-interleave-group-factor", cl::Hidden,
+    cl::desc("Maximum factor for an interleaved access group (default = 8)"),
+    cl::init(8));
+
+/// We don't interleave loops with a known constant trip count below this
+/// number.
+static const unsigned TinyTripCountInterleaveThreshold = 128;
+
+static cl::opt<unsigned> ForceTargetNumScalarRegs(
+    "force-target-num-scalar-regs", cl::init(0), cl::Hidden,
+    cl::desc("A flag that overrides the target's number of scalar registers."));
+
+static cl::opt<unsigned> ForceTargetNumVectorRegs(
+    "force-target-num-vector-regs", cl::init(0), cl::Hidden,
+    cl::desc("A flag that overrides the target's number of vector registers."));
+
+/// Maximum vectorization interleave count.
+static const unsigned MaxInterleaveFactor = 16;
+
+static cl::opt<unsigned> ForceTargetMaxScalarInterleaveFactor(
+    "force-target-max-scalar-interleave", cl::init(0), cl::Hidden,
+    cl::desc("A flag that overrides the target's max interleave factor for "
+             "scalar loops."));
+
+static cl::opt<unsigned> ForceTargetMaxVectorInterleaveFactor(
+    "force-target-max-vector-interleave", cl::init(0), cl::Hidden,
+    cl::desc("A flag that overrides the target's max interleave factor for "
+             "vectorized loops."));
+
+static cl::opt<unsigned> ForceTargetInstructionCost(
+    "force-target-instruction-cost", cl::init(0), cl::Hidden,
+    cl::desc("A flag that overrides the target's expected cost for "
+             "an instruction to a single constant value. Mostly "
+             "useful for getting consistent testing."));
+
+static cl::opt<unsigned> SmallLoopCost(
+    "small-loop-cost", cl::init(20), cl::Hidden,
+    cl::desc(
+        "The cost of a loop that is considered 'small' by the interleaver."));
+
+static cl::opt<bool> LoopVectorizeWithBlockFrequency(
+    "loop-vectorize-with-block-frequency", cl::init(false), cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable the use of the block frequency analysis to access PGO "
+             "heuristics minimizing code growth in cold regions and being more "
+             "aggressive in hot regions."));
+
+// Runtime interleave loops for load/store throughput.
+static cl::opt<bool> EnableLoadStoreRuntimeInterleave(
+    "enable-loadstore-runtime-interleave", cl::init(true), cl::Hidden,
+    cl::desc(
+        "Enable runtime interleaving until load/store ports are saturated"));
+
+/// The number of stores in a loop that are allowed to need predication.
+static cl::opt<unsigned> NumberOfStoresToPredicate(
+    "vectorize-num-stores-pred", cl::init(1), cl::Hidden,
+    cl::desc("Max number of stores to be predicated behind an if."));
+
+static cl::opt<bool> EnableIndVarRegisterHeur(
+    "enable-ind-var-reg-heur", cl::init(true), cl::Hidden,
+    cl::desc("Count the induction variable only once when interleaving"));
+
+static cl::opt<bool> EnableCondStoresVectorization(
+    "enable-cond-stores-vec", cl::init(false), cl::Hidden,
+    cl::desc("Enable if predication of stores during vectorization."));
+
+static cl::opt<unsigned> MaxNestedScalarReductionIC(
+    "max-nested-scalar-reduction-interleave", cl::init(2), cl::Hidden,
+    cl::desc("The maximum interleave count to use when interleaving a scalar "
+             "reduction in a nested loop."));
+
+static cl::opt<unsigned> PragmaVectorizeMemoryCheckThreshold(
+    "pragma-vectorize-memory-check-threshold", cl::init(128), cl::Hidden,
+    cl::desc("The maximum allowed number of runtime memory checks with a "
+             "vectorize(enable) pragma."));
+
+static cl::opt<unsigned> VectorizeSCEVCheckThreshold(
+    "vectorize-scev-check-threshold", cl::init(16), cl::Hidden,
+    cl::desc("The maximum number of SCEV checks allowed."));
+
+static cl::opt<unsigned> PragmaVectorizeSCEVCheckThreshold(
+    "pragma-vectorize-scev-check-threshold", cl::init(128), cl::Hidden,
+    cl::desc("The maximum number of SCEV checks allowed with a "
+             "vectorize(enable) pragma"));
 
 namespace {
 
 // Forward declarations.
+class LoopVectorizeHints;
 class LoopVectorizationLegality;
 class LoopVectorizationCostModel;
+class LoopVectorizationRequirements;
+
+/// \brief This modifies LoopAccessReport to initialize message with
+/// loop-vectorizer-specific part.
+class VectorizationReport : public LoopAccessReport {
+public:
+  VectorizationReport(Instruction *I = nullptr)
+      : LoopAccessReport("loop not vectorized: ", I) {}
+
+  /// \brief This allows promotion of the loop-access analysis report into the
+  /// loop-vectorizer report.  It modifies the message to add the
+  /// loop-vectorizer-specific part of the message.
+  explicit VectorizationReport(const LoopAccessReport &R)
+      : LoopAccessReport(Twine("loop not vectorized: ") + R.str(),
+                         R.getInstr()) {}
+};
+
+/// A helper function for converting Scalar types to vector types.
+/// If the incoming type is void, we return void. If the VF is 1, we return
+/// the scalar type.
+static Type* ToVectorTy(Type *Scalar, unsigned VF) {
+  if (Scalar->isVoidTy() || VF == 1)
+    return Scalar;
+  return VectorType::get(Scalar, VF);
+}
+
+/// A helper function that returns GEP instruction and knows to skip a
+/// 'bitcast'. The 'bitcast' may be skipped if the source and the destination
+/// pointee types of the 'bitcast' have the same size.
+/// For example:
+///   bitcast double** %var to i64* - can be skipped
+///   bitcast double** %var to i8*  - can not
+static GetElementPtrInst *getGEPInstruction(Value *Ptr) {
+
+  if (isa<GetElementPtrInst>(Ptr))
+    return cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
+
+  if (isa<BitCastInst>(Ptr) &&
+      isa<GetElementPtrInst>(cast<BitCastInst>(Ptr)->getOperand(0))) {
+    Type *BitcastTy = Ptr->getType();
+    Type *GEPTy = cast<BitCastInst>(Ptr)->getSrcTy();
+    if (!isa<PointerType>(BitcastTy) || !isa<PointerType>(GEPTy))
+      return nullptr;
+    Type *Pointee1Ty = cast<PointerType>(BitcastTy)->getPointerElementType();
+    Type *Pointee2Ty = cast<PointerType>(GEPTy)->getPointerElementType();
+    const DataLayout &DL = cast<BitCastInst>(Ptr)->getModule()->getDataLayout();
+    if (DL.getTypeSizeInBits(Pointee1Ty) == DL.getTypeSizeInBits(Pointee2Ty))
+      return cast<GetElementPtrInst>(cast<BitCastInst>(Ptr)->getOperand(0));
+  }
+  return nullptr;
+}
 
 /// InnerLoopVectorizer vectorizes loops which contain only one basic
 /// block to a specified vectorization factor (VF).
@@ -151,23 +310,35 @@ class LoopVectorizationCostModel;
 /// and reduction variables that were found to a given vectorization factor.
 class InnerLoopVectorizer {
 public:
-  InnerLoopVectorizer(Loop *OrigLoop, ScalarEvolution *SE, LoopInfo *LI,
-                      DominatorTree *DT, DataLayout *DL,
-                      const TargetLibraryInfo *TLI, unsigned VecWidth,
+  InnerLoopVectorizer(Loop *OrigLoop, PredicatedScalarEvolution &PSE,
+                      LoopInfo *LI, DominatorTree *DT,
+                      const TargetLibraryInfo *TLI,
+                      const TargetTransformInfo *TTI, unsigned VecWidth,
                       unsigned UnrollFactor)
-      : OrigLoop(OrigLoop), SE(SE), LI(LI), DT(DT), DL(DL), TLI(TLI),
-        VF(VecWidth), UF(UnrollFactor), Builder(SE->getContext()), Induction(0),
-        OldInduction(0), WidenMap(UnrollFactor) {}
+      : OrigLoop(OrigLoop), PSE(PSE), LI(LI), DT(DT), TLI(TLI), TTI(TTI),
+        VF(VecWidth), UF(UnrollFactor), Builder(PSE.getSE()->getContext()),
+        Induction(nullptr), OldInduction(nullptr), WidenMap(UnrollFactor),
+        TripCount(nullptr), VectorTripCount(nullptr), Legal(nullptr),
+        AddedSafetyChecks(false) {}
 
   // Perform the actual loop widening (vectorization).
-  void vectorize(LoopVectorizationLegality *Legal) {
+  // 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,
+                 MapVector<Instruction*,uint64_t> MinimumBitWidths) {
+    MinBWs = MinimumBitWidths;
+    Legal = L;
     // Create a new empty loop. Unlink the old loop and connect the new one.
-    createEmptyLoop(Legal);
+    createEmptyLoop();
     // Widen each instruction in the old loop to a new one in the new loop.
     // Use the Legality module to find the induction and reduction variables.
-    vectorizeLoop(Legal);
-    // Register the new loop and update the analysis passes.
-    updateAnalysis();
+    vectorizeLoop();
+  }
+
+  // Return true if any runtime check is added.
+  bool IsSafetyChecksAdded() {
+    return AddedSafetyChecks;
   }
 
   virtual ~InnerLoopVectorizer() {}
@@ -180,19 +351,18 @@ protected:
   /// originated from one scalar instruction.
   typedef SmallVector<Value*, 2> VectorParts;
 
-  // When we if-convert we need create edge masks. We have to cache values so
-  // that we don't end up with exponential recursion/IR.
+  // When we if-convert we need to create edge masks. We have to cache values
+  // so that we don't end up with exponential recursion/IR.
   typedef DenseMap<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*>,
                    VectorParts> EdgeMaskCache;
 
-  /// Add code that checks at runtime if the accessed arrays overlap.
-  /// Returns the comparator value or NULL if no check is needed.
-  Instruction *addRuntimeCheck(LoopVectorizationLegality *Legal,
-                               Instruction *Loc);
   /// Create an empty loop, based on the loop ranges of the old loop.
-  void createEmptyLoop(LoopVectorizationLegality *Legal);
+  void createEmptyLoop();
+  /// Create a new induction variable inside L.
+  PHINode *createInductionVariable(Loop *L, Value *Start, Value *End,
+                                   Value *Step, Instruction *DL);
   /// Copy and widen the instructions from the old loop.
-  virtual void vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal);
+  virtual void vectorizeLoop();
 
   /// \brief The Loop exit block may have single value PHI nodes where the
   /// incoming value is 'Undef'. While vectorizing we only handled real values
@@ -200,6 +370,9 @@ 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.
@@ -209,14 +382,12 @@ protected:
   VectorParts createEdgeMask(BasicBlock *Src, BasicBlock *Dst);
 
   /// A helper function to vectorize a single BB within the innermost loop.
-  void vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal, BasicBlock *BB,
-                            PhiVector *PV);
-
+  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.
   void widenPHIInstruction(Instruction *PN, VectorParts &Entry,
-                           LoopVectorizationLegality *Legal,
                            unsigned UF, unsigned VF, PhiVector *PV);
 
   /// Insert the new loop to the loop hierarchy and pass manager
@@ -224,12 +395,14 @@ protected:
   void updateAnalysis();
 
   /// This instruction is un-vectorizable. Implement it as a sequence
-  /// of scalars.
-  virtual void scalarizeInstruction(Instruction *Instr);
+  /// of scalars. If \p IfPredicateStore is true we need to 'hide' each
+  /// scalarized instruction behind an if block predicated on the control
+  /// dependence of the instruction.
+  virtual void scalarizeInstruction(Instruction *Instr,
+                                    bool IfPredicateStore=false);
 
   /// Vectorize Load and Store instructions,
-  virtual void vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
-                                  LoopVectorizationLegality *Legal);
+  virtual void vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr);
 
   /// Create a broadcast instruction. This method generates a broadcast
   /// instruction (shuffle) for loop invariant values and for the induction
@@ -238,10 +411,9 @@ protected:
   /// element.
   virtual Value *getBroadcastInstrs(Value *V);
 
-  /// This function adds 0, 1, 2 ... to each vector element, starting at zero.
-  /// If Negate is set then negative numbers are added e.g. (0, -1, -2, ...).
-  /// The sequence starts at StartIndex.
-  virtual Value *getConsecutiveVector(Value* Val, int StartIdx, bool Negate);
+  /// This function adds (StartIdx, StartIdx + Step, StartIdx + 2*Step, ...)
+  /// to each vector element of Val. The sequence starts at StartIndex.
+  virtual Value *getStepVector(Value *Val, int StartIdx, Value *Step);
 
   /// When we go over instructions in the basic block we rely on previous
   /// values within the current basic block or on loop invariant values.
@@ -250,9 +422,29 @@ protected:
   /// broadcast them into a vector.
   VectorParts &getVectorValue(Value *V);
 
+  /// Try to vectorize the interleaved access group that \p Instr belongs to.
+  void vectorizeInterleaveGroup(Instruction *Instr);
+
   /// Generate a shuffle sequence that will reverse the vector Vec.
   virtual Value *reverseVector(Value *Vec);
 
+  /// Returns (and creates if needed) the original loop trip count.
+  Value *getOrCreateTripCount(Loop *NewLoop);
+
+  /// Returns (and creates if needed) the trip count of the widened loop.
+  Value *getOrCreateVectorTripCount(Loop *NewLoop);
+
+  /// Emit a bypass check to see if the trip count would overflow, or we
+  /// wouldn't have enough iterations to execute one vector loop.
+  void emitMinimumIterationCountCheck(Loop *L, BasicBlock *Bypass);
+  /// Emit a bypass check to see if the vector trip count is nonzero.
+  void emitVectorLoopEnteredCheck(Loop *L, BasicBlock *Bypass);
+  /// Emit a bypass check to see if all of the SCEV assumptions we've
+  /// had to make are correct.
+  void emitSCEVChecks(Loop *L, BasicBlock *Bypass);
+  /// Emit bypass checks to check any memory assumptions we may have made.
+  void emitMemRuntimeChecks(Loop *L, BasicBlock *Bypass);
+
   /// This is a helper class that holds the vectorizer state. It maps scalar
   /// instructions to vector instructions. When the code is 'unrolled' then
   /// then a single scalar value is mapped to multiple vector parts. The parts
@@ -295,16 +487,20 @@ protected:
 
   /// The original loop.
   Loop *OrigLoop;
-  /// Scev analysis to use.
-  ScalarEvolution *SE;
+  /// A wrapper around ScalarEvolution used to add runtime SCEV checks. Applies
+  /// dynamic knowledge to simplify SCEV expressions and converts them to a
+  /// more usable form.
+  PredicatedScalarEvolution &PSE;
   /// Loop Info.
   LoopInfo *LI;
   /// Dominator Tree.
   DominatorTree *DT;
-  /// Data Layout.
-  DataLayout *DL;
+  /// Alias Analysis.
+  AliasAnalysis *AA;
   /// Target Library Info.
   const TargetLibraryInfo *TLI;
+  /// Target Transform Info.
+  const TargetTransformInfo *TTI;
 
   /// The vectorization SIMD factor to use. Each vector will have this many
   /// vector elements.
@@ -329,7 +525,7 @@ protected:
   ///The ExitBlock of the scalar loop.
   BasicBlock *LoopExitBlock;
   ///The vector loop body.
-  BasicBlock *LoopVectorBody;
+  SmallVector<BasicBlock *, 4> LoopVectorBody;
   ///The scalar loop body.
   BasicBlock *LoopScalarBody;
   /// A list of all bypass blocks. The first block is the entry of the loop.
@@ -339,27 +535,42 @@ protected:
   PHINode *Induction;
   /// The induction variable of the old basic block.
   PHINode *OldInduction;
-  /// Holds the extended (to the widest induction type) start index.
-  Value *ExtendedIdx;
   /// Maps scalars to widened vectors.
   ValueMap WidenMap;
+  /// Store instructions that should be predicated, as a pair
+  ///   <StoreInst, Predicate>
+  SmallVector<std::pair<StoreInst*,Value*>, 4> PredicatedStores;
   EdgeMaskCache MaskCache;
+  /// Trip count of the original loop.
+  Value *TripCount;
+  /// 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.
+  MapVector<Instruction*,uint64_t> MinBWs;
+  LoopVectorizationLegality *Legal;
+
+  // Record whether runtime check is added.
+  bool AddedSafetyChecks;
 };
 
 class InnerLoopUnroller : public InnerLoopVectorizer {
 public:
-  InnerLoopUnroller(Loop *OrigLoop, ScalarEvolution *SE, LoopInfo *LI,
-                    DominatorTree *DT, DataLayout *DL,
-                    const TargetLibraryInfo *TLI, unsigned UnrollFactor) :
-    InnerLoopVectorizer(OrigLoop, SE, LI, DT, DL, TLI, 1, UnrollFactor) { }
+  InnerLoopUnroller(Loop *OrigLoop, PredicatedScalarEvolution &PSE,
+                    LoopInfo *LI, DominatorTree *DT,
+                    const TargetLibraryInfo *TLI,
+                    const TargetTransformInfo *TTI, unsigned UnrollFactor)
+      : InnerLoopVectorizer(OrigLoop, PSE, LI, DT, TLI, TTI, 1, UnrollFactor) {}
 
 private:
-  virtual void scalarizeInstruction(Instruction *Instr);
-  virtual void vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
-                                          LoopVectorizationLegality *Legal);
-  virtual Value *getBroadcastInstrs(Value *V);
-  virtual Value *getConsecutiveVector(Value* Val, int StartIdx, bool Negate);
-  virtual Value *reverseVector(Value *Vec);
+  void scalarizeInstruction(Instruction *Instr,
+                            bool IfPredicateStore = false) override;
+  void vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr) override;
+  Value *getBroadcastInstrs(Value *V) override;
+  Value *getStepVector(Value *Val, int StartIdx, Value *Step) override;
+  Value *reverseVector(Value *Vec) override;
 };
 
 /// \brief Look for a meaningful debug location on the instruction or it's
@@ -390,6 +601,571 @@ static void setDebugLocFromInst(IRBuilder<> &B, const Value *Ptr) {
     B.SetCurrentDebugLocation(DebugLoc());
 }
 
+#ifndef NDEBUG
+/// \return string containing a file name and a line # for the given loop.
+static std::string getDebugLocString(const Loop *L) {
+  std::string Result;
+  if (L) {
+    raw_string_ostream OS(Result);
+    if (const DebugLoc LoopDbgLoc = L->getStartLoc())
+      LoopDbgLoc.print(OS);
+    else
+      // Just print the module name.
+      OS << L->getHeader()->getParent()->getParent()->getModuleIdentifier();
+    OS.flush();
+  }
+  return Result;
+}
+#endif
+
+/// \brief Propagate known metadata from one instruction to another.
+static void propagateMetadata(Instruction *To, const Instruction *From) {
+  SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> Metadata;
+  From->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
+
+  for (auto M : Metadata) {
+    unsigned Kind = M.first;
+
+    // These are safe to transfer (this is safe for TBAA, even when we
+    // if-convert, because should that metadata have had a control dependency
+    // on the condition, and thus actually aliased with some other
+    // non-speculated memory access when the condition was false, this would be
+    // caught by the runtime overlap checks).
+    if (Kind != LLVMContext::MD_tbaa &&
+        Kind != LLVMContext::MD_alias_scope &&
+        Kind != LLVMContext::MD_noalias &&
+        Kind != LLVMContext::MD_fpmath &&
+        Kind != LLVMContext::MD_nontemporal)
+      continue;
+
+    To->setMetadata(Kind, M.second);
+  }
+}
+
+/// \brief Propagate known metadata from one instruction to a vector of others.
+static void propagateMetadata(SmallVectorImpl<Value *> &To,
+                              const Instruction *From) {
+  for (Value *V : To)
+    if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+      propagateMetadata(I, From);
+}
+
+/// \brief The group of interleaved loads/stores sharing the same stride and
+/// close to each other.
+///
+/// Each member in this group has an index starting from 0, and the largest
+/// index should be less than interleaved factor, which is equal to the absolute
+/// value of the access's stride.
+///
+/// E.g. An interleaved load group of factor 4:
+///        for (unsigned i = 0; i < 1024; i+=4) {
+///          a = A[i];                           // Member of index 0
+///          b = A[i+1];                         // Member of index 1
+///          d = A[i+3];                         // Member of index 3
+///          ...
+///        }
+///
+///      An interleaved store group of factor 4:
+///        for (unsigned i = 0; i < 1024; i+=4) {
+///          ...
+///          A[i]   = a;                         // Member of index 0
+///          A[i+1] = b;                         // Member of index 1
+///          A[i+2] = c;                         // Member of index 2
+///          A[i+3] = d;                         // Member of index 3
+///        }
+///
+/// Note: the interleaved load group could have gaps (missing members), but
+/// the interleaved store group doesn't allow gaps.
+class InterleaveGroup {
+public:
+  InterleaveGroup(Instruction *Instr, int Stride, unsigned Align)
+      : Align(Align), SmallestKey(0), LargestKey(0), InsertPos(Instr) {
+    assert(Align && "The alignment should be non-zero");
+
+    Factor = std::abs(Stride);
+    assert(Factor > 1 && "Invalid interleave factor");
+
+    Reverse = Stride < 0;
+    Members[0] = Instr;
+  }
+
+  bool isReverse() const { return Reverse; }
+  unsigned getFactor() const { return Factor; }
+  unsigned getAlignment() const { return Align; }
+  unsigned getNumMembers() const { return Members.size(); }
+
+  /// \brief Try to insert a new member \p Instr with index \p Index and
+  /// alignment \p NewAlign. The index is related to the leader and it could be
+  /// negative if it is the new leader.
+  ///
+  /// \returns false if the instruction doesn't belong to the group.
+  bool insertMember(Instruction *Instr, int Index, unsigned NewAlign) {
+    assert(NewAlign && "The new member's alignment should be non-zero");
+
+    int Key = Index + SmallestKey;
+
+    // Skip if there is already a member with the same index.
+    if (Members.count(Key))
+      return false;
+
+    if (Key > LargestKey) {
+      // The largest index is always less than the interleave factor.
+      if (Index >= static_cast<int>(Factor))
+        return false;
+
+      LargestKey = Key;
+    } else if (Key < SmallestKey) {
+      // The largest index is always less than the interleave factor.
+      if (LargestKey - Key >= static_cast<int>(Factor))
+        return false;
+
+      SmallestKey = Key;
+    }
+
+    // It's always safe to select the minimum alignment.
+    Align = std::min(Align, NewAlign);
+    Members[Key] = Instr;
+    return true;
+  }
+
+  /// \brief Get the member with the given index \p Index
+  ///
+  /// \returns nullptr if contains no such member.
+  Instruction *getMember(unsigned Index) const {
+    int Key = SmallestKey + Index;
+    if (!Members.count(Key))
+      return nullptr;
+
+    return Members.find(Key)->second;
+  }
+
+  /// \brief Get the index for the given member. Unlike the key in the member
+  /// map, the index starts from 0.
+  unsigned getIndex(Instruction *Instr) const {
+    for (auto I : Members)
+      if (I.second == Instr)
+        return I.first - SmallestKey;
+
+    llvm_unreachable("InterleaveGroup contains no such member");
+  }
+
+  Instruction *getInsertPos() const { return InsertPos; }
+  void setInsertPos(Instruction *Inst) { InsertPos = Inst; }
+
+private:
+  unsigned Factor; // Interleave Factor.
+  bool Reverse;
+  unsigned Align;
+  DenseMap<int, Instruction *> Members;
+  int SmallestKey;
+  int LargestKey;
+
+  // To avoid breaking dependences, vectorized instructions of an interleave
+  // group should be inserted at either the first load or the last store in
+  // program order.
+  //
+  // E.g. %even = load i32             // Insert Position
+  //      %add = add i32 %even         // Use of %even
+  //      %odd = load i32
+  //
+  //      store i32 %even
+  //      %odd = add i32               // Def of %odd
+  //      store i32 %odd               // Insert Position
+  Instruction *InsertPos;
+};
+
+/// \brief Drive the analysis of interleaved memory accesses in the loop.
+///
+/// Use this class to analyze interleaved accesses only when we can vectorize
+/// a loop. Otherwise it's meaningless to do analysis as the vectorization
+/// on interleaved accesses is unsafe.
+///
+/// The analysis collects interleave groups and records the relationships
+/// between the member and the group in a map.
+class InterleavedAccessInfo {
+public:
+  InterleavedAccessInfo(PredicatedScalarEvolution &PSE, Loop *L,
+                        DominatorTree *DT)
+      : PSE(PSE), TheLoop(L), DT(DT) {}
+
+  ~InterleavedAccessInfo() {
+    SmallSet<InterleaveGroup *, 4> DelSet;
+    // Avoid releasing a pointer twice.
+    for (auto &I : InterleaveGroupMap)
+      DelSet.insert(I.second);
+    for (auto *Ptr : DelSet)
+      delete Ptr;
+  }
+
+  /// \brief Analyze the interleaved accesses and collect them in interleave
+  /// groups. Substitute symbolic strides using \p Strides.
+  void analyzeInterleaving(const ValueToValueMap &Strides);
+
+  /// \brief Check if \p Instr belongs to any interleave group.
+  bool isInterleaved(Instruction *Instr) const {
+    return InterleaveGroupMap.count(Instr);
+  }
+
+  /// \brief Get the interleave group that \p Instr belongs to.
+  ///
+  /// \returns nullptr if doesn't have such group.
+  InterleaveGroup *getInterleaveGroup(Instruction *Instr) const {
+    if (InterleaveGroupMap.count(Instr))
+      return InterleaveGroupMap.find(Instr)->second;
+    return nullptr;
+  }
+
+private:
+  /// A wrapper around ScalarEvolution, used to add runtime SCEV checks.
+  /// Simplifies SCEV expressions in the context of existing SCEV assumptions.
+  /// The interleaved access analysis can also add new predicates (for example
+  /// by versioning strides of pointers).
+  PredicatedScalarEvolution &PSE;
+  Loop *TheLoop;
+  DominatorTree *DT;
+
+  /// Holds the relationships between the members and the interleave group.
+  DenseMap<Instruction *, InterleaveGroup *> InterleaveGroupMap;
+
+  /// \brief The descriptor for a strided memory access.
+  struct StrideDescriptor {
+    StrideDescriptor(int Stride, const SCEV *Scev, unsigned Size,
+                     unsigned Align)
+        : Stride(Stride), Scev(Scev), Size(Size), Align(Align) {}
+
+    StrideDescriptor() : Stride(0), Scev(nullptr), Size(0), Align(0) {}
+
+    int Stride; // The access's stride. It is negative for a reverse access.
+    const SCEV *Scev; // The scalar expression of this access
+    unsigned Size;    // The size of the memory object.
+    unsigned Align;   // The alignment of this access.
+  };
+
+  /// \brief Create a new interleave group with the given instruction \p Instr,
+  /// stride \p Stride and alignment \p Align.
+  ///
+  /// \returns the newly created interleave group.
+  InterleaveGroup *createInterleaveGroup(Instruction *Instr, int Stride,
+                                         unsigned Align) {
+    assert(!InterleaveGroupMap.count(Instr) &&
+           "Already in an interleaved access group");
+    InterleaveGroupMap[Instr] = new InterleaveGroup(Instr, Stride, Align);
+    return InterleaveGroupMap[Instr];
+  }
+
+  /// \brief Release the group and remove all the relationships.
+  void releaseGroup(InterleaveGroup *Group) {
+    for (unsigned i = 0; i < Group->getFactor(); i++)
+      if (Instruction *Member = Group->getMember(i))
+        InterleaveGroupMap.erase(Member);
+
+    delete Group;
+  }
+
+  /// \brief Collect all the accesses with a constant stride in program order.
+  void collectConstStridedAccesses(
+      MapVector<Instruction *, StrideDescriptor> &StrideAccesses,
+      const ValueToValueMap &Strides);
+};
+
+/// Utility class for getting and setting loop vectorizer hints in the form
+/// of loop metadata.
+/// This class keeps a number of loop annotations locally (as member variables)
+/// and can, upon request, write them back as metadata on the loop. It will
+/// initially scan the loop for existing metadata, and will update the local
+/// values based on information in the loop.
+/// We cannot write all values to metadata, as the mere presence of some info,
+/// for example 'force', means a decision has been made. So, we need to be
+/// careful NOT to add them if the user hasn't specifically asked so.
+class LoopVectorizeHints {
+  enum HintKind {
+    HK_WIDTH,
+    HK_UNROLL,
+    HK_FORCE
+  };
+
+  /// Hint - associates name and validation with the hint value.
+  struct Hint {
+    const char * Name;
+    unsigned Value; // This may have to change for non-numeric values.
+    HintKind Kind;
+
+    Hint(const char * Name, unsigned Value, HintKind Kind)
+      : Name(Name), Value(Value), Kind(Kind) { }
+
+    bool validate(unsigned Val) {
+      switch (Kind) {
+      case HK_WIDTH:
+        return isPowerOf2_32(Val) && Val <= VectorizerParams::MaxVectorWidth;
+      case HK_UNROLL:
+        return isPowerOf2_32(Val) && Val <= MaxInterleaveFactor;
+      case HK_FORCE:
+        return (Val <= 1);
+      }
+      return false;
+    }
+  };
+
+  /// Vectorization width.
+  Hint Width;
+  /// Vectorization interleave factor.
+  Hint Interleave;
+  /// Vectorization forced
+  Hint Force;
+
+  /// Return the loop metadata prefix.
+  static StringRef Prefix() { return "llvm.loop."; }
+
+public:
+  enum ForceKind {
+    FK_Undefined = -1, ///< Not selected.
+    FK_Disabled = 0,   ///< Forcing disabled.
+    FK_Enabled = 1,    ///< Forcing enabled.
+  };
+
+  LoopVectorizeHints(const Loop *L, bool DisableInterleaving)
+      : Width("vectorize.width", VectorizerParams::VectorizationFactor,
+              HK_WIDTH),
+        Interleave("interleave.count", DisableInterleaving, HK_UNROLL),
+        Force("vectorize.enable", FK_Undefined, HK_FORCE),
+        TheLoop(L) {
+    // Populate values with existing loop metadata.
+    getHintsFromMetadata();
+
+    // force-vector-interleave overrides DisableInterleaving.
+    if (VectorizerParams::isInterleaveForced())
+      Interleave.Value = VectorizerParams::VectorizationInterleave;
+
+    DEBUG(if (DisableInterleaving && Interleave.Value == 1) dbgs()
+          << "LV: Interleaving disabled by the pass manager\n");
+  }
+
+  /// Mark the loop L as already vectorized by setting the width to 1.
+  void setAlreadyVectorized() {
+    Width.Value = Interleave.Value = 1;
+    Hint Hints[] = {Width, Interleave};
+    writeHintsToMetadata(Hints);
+  }
+
+  bool allowVectorization(Function *F, Loop *L, bool AlwaysVectorize) const {
+    if (getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Disabled) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing: #pragma vectorize disable.\n");
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(),
+                                     vectorizeAnalysisPassName(), *F,
+                                     L->getStartLoc(), emitRemark());
+      return false;
+    }
+
+    if (!AlwaysVectorize && getForce() != LoopVectorizeHints::FK_Enabled) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing: No #pragma vectorize enable.\n");
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(),
+                                     vectorizeAnalysisPassName(), *F,
+                                     L->getStartLoc(), emitRemark());
+      return false;
+    }
+
+    if (getWidth() == 1 && getInterleave() == 1) {
+      // FIXME: Add a separate metadata to indicate when the loop has already
+      // been vectorized instead of setting width and count to 1.
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing: Disabled/already vectorized.\n");
+      // FIXME: Add interleave.disable metadata. This will allow
+      // vectorize.disable to be used without disabling the pass and errors
+      // to differentiate between disabled vectorization and a width of 1.
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(
+          F->getContext(), vectorizeAnalysisPassName(), *F, L->getStartLoc(),
+          "loop not vectorized: vectorization and interleaving are explicitly "
+          "disabled, or vectorize width and interleave count are both set to "
+          "1");
+      return false;
+    }
+
+    return true;
+  }
+
+  /// Dumps all the hint information.
+  std::string emitRemark() const {
+    VectorizationReport R;
+    if (Force.Value == LoopVectorizeHints::FK_Disabled)
+      R << "vectorization is explicitly disabled";
+    else {
+      R << "use -Rpass-analysis=loop-vectorize for more info";
+      if (Force.Value == LoopVectorizeHints::FK_Enabled) {
+        R << " (Force=true";
+        if (Width.Value != 0)
+          R << ", Vector Width=" << Width.Value;
+        if (Interleave.Value != 0)
+          R << ", Interleave Count=" << Interleave.Value;
+        R << ")";
+      }
+    }
+
+    return R.str();
+  }
+
+  unsigned getWidth() const { return Width.Value; }
+  unsigned getInterleave() const { return Interleave.Value; }
+  enum ForceKind getForce() const { return (ForceKind)Force.Value; }
+  const char *vectorizeAnalysisPassName() const {
+    // If hints are provided that don't disable vectorization use the
+    // AlwaysPrint pass name to force the frontend to print the diagnostic.
+    if (getWidth() == 1)
+      return LV_NAME;
+    if (getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Disabled)
+      return LV_NAME;
+    if (getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Undefined && getWidth() == 0)
+      return LV_NAME;
+    return DiagnosticInfo::AlwaysPrint;
+  }
+
+  bool allowReordering() const {
+    // When enabling loop hints are provided we allow the vectorizer to change
+    // the order of operations that is given by the scalar loop. This is not
+    // enabled by default because can be unsafe or inefficient. For example,
+    // reordering floating-point operations will change the way round-off
+    // error accumulates in the loop.
+    return getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled || getWidth() > 1;
+  }
+
+private:
+  /// Find hints specified in the loop metadata and update local values.
+  void getHintsFromMetadata() {
+    MDNode *LoopID = TheLoop->getLoopID();
+    if (!LoopID)
+      return;
+
+    // First operand should refer to the loop id itself.
+    assert(LoopID->getNumOperands() > 0 && "requires at least one operand");
+    assert(LoopID->getOperand(0) == LoopID && "invalid loop id");
+
+    for (unsigned i = 1, ie = LoopID->getNumOperands(); i < ie; ++i) {
+      const MDString *S = nullptr;
+      SmallVector<Metadata *, 4> Args;
+
+      // The expected hint is either a MDString or a MDNode with the first
+      // operand a MDString.
+      if (const MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(LoopID->getOperand(i))) {
+        if (!MD || MD->getNumOperands() == 0)
+          continue;
+        S = dyn_cast<MDString>(MD->getOperand(0));
+        for (unsigned i = 1, ie = MD->getNumOperands(); i < ie; ++i)
+          Args.push_back(MD->getOperand(i));
+      } else {
+        S = dyn_cast<MDString>(LoopID->getOperand(i));
+        assert(Args.size() == 0 && "too many arguments for MDString");
+      }
+
+      if (!S)
+        continue;
+
+      // Check if the hint starts with the loop metadata prefix.
+      StringRef Name = S->getString();
+      if (Args.size() == 1)
+        setHint(Name, Args[0]);
+    }
+  }
+
+  /// Checks string hint with one operand and set value if valid.
+  void setHint(StringRef Name, Metadata *Arg) {
+    if (!Name.startswith(Prefix()))
+      return;
+    Name = Name.substr(Prefix().size(), StringRef::npos);
+
+    const ConstantInt *C = mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Arg);
+    if (!C) return;
+    unsigned Val = C->getZExtValue();
+
+    Hint *Hints[] = {&Width, &Interleave, &Force};
+    for (auto H : Hints) {
+      if (Name == H->Name) {
+        if (H->validate(Val))
+          H->Value = Val;
+        else
+          DEBUG(dbgs() << "LV: ignoring invalid hint '" << Name << "'\n");
+        break;
+      }
+    }
+  }
+
+  /// Create a new hint from name / value pair.
+  MDNode *createHintMetadata(StringRef Name, unsigned V) const {
+    LLVMContext &Context = TheLoop->getHeader()->getContext();
+    Metadata *MDs[] = {MDString::get(Context, Name),
+                       ConstantAsMetadata::get(
+                           ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), V))};
+    return MDNode::get(Context, MDs);
+  }
+
+  /// Matches metadata with hint name.
+  bool matchesHintMetadataName(MDNode *Node, ArrayRef<Hint> HintTypes) {
+    MDString* Name = dyn_cast<MDString>(Node->getOperand(0));
+    if (!Name)
+      return false;
+
+    for (auto H : HintTypes)
+      if (Name->getString().endswith(H.Name))
+        return true;
+    return false;
+  }
+
+  /// Sets current hints into loop metadata, keeping other values intact.
+  void writeHintsToMetadata(ArrayRef<Hint> HintTypes) {
+    if (HintTypes.size() == 0)
+      return;
+
+    // Reserve the first element to LoopID (see below).
+    SmallVector<Metadata *, 4> MDs(1);
+    // If the loop already has metadata, then ignore the existing operands.
+    MDNode *LoopID = TheLoop->getLoopID();
+    if (LoopID) {
+      for (unsigned i = 1, ie = LoopID->getNumOperands(); i < ie; ++i) {
+        MDNode *Node = cast<MDNode>(LoopID->getOperand(i));
+        // If node in update list, ignore old value.
+        if (!matchesHintMetadataName(Node, HintTypes))
+          MDs.push_back(Node);
+      }
+    }
+
+    // Now, add the missing hints.
+    for (auto H : HintTypes)
+      MDs.push_back(createHintMetadata(Twine(Prefix(), H.Name).str(), H.Value));
+
+    // Replace current metadata node with new one.
+    LLVMContext &Context = TheLoop->getHeader()->getContext();
+    MDNode *NewLoopID = MDNode::get(Context, MDs);
+    // Set operand 0 to refer to the loop id itself.
+    NewLoopID->replaceOperandWith(0, NewLoopID);
+
+    TheLoop->setLoopID(NewLoopID);
+  }
+
+  /// The loop these hints belong to.
+  const Loop *TheLoop;
+};
+
+static void emitAnalysisDiag(const Function *TheFunction, const Loop *TheLoop,
+                             const LoopVectorizeHints &Hints,
+                             const LoopAccessReport &Message) {
+  const char *Name = Hints.vectorizeAnalysisPassName();
+  LoopAccessReport::emitAnalysis(Message, TheFunction, TheLoop, Name);
+}
+
+static void emitMissedWarning(Function *F, Loop *L,
+                              const LoopVectorizeHints &LH) {
+  emitOptimizationRemarkMissed(F->getContext(), LV_NAME, *F, L->getStartLoc(),
+                               LH.emitRemark());
+
+  if (LH.getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled) {
+    if (LH.getWidth() != 1)
+      emitLoopVectorizeWarning(
+          F->getContext(), *F, L->getStartLoc(),
+          "failed explicitly specified loop vectorization");
+    else if (LH.getInterleave() != 1)
+      emitLoopInterleaveWarning(
+          F->getContext(), *F, L->getStartLoc(),
+          "failed explicitly specified loop interleaving");
+  }
+}
+
 /// LoopVectorizationLegality checks if it is legal to vectorize a loop, and
 /// to what vectorization factor.
 /// This class does not look at the profitability of vectorization, only the
@@ -405,132 +1181,25 @@ static void setDebugLocFromInst(IRBuilder<> &B, const Value *Ptr) {
 /// induction variable and the different reduction variables.
 class LoopVectorizationLegality {
 public:
-  LoopVectorizationLegality(Loop *L, ScalarEvolution *SE, DataLayout *DL,
-                            DominatorTree *DT, TargetLibraryInfo *TLI)
-      : TheLoop(L), SE(SE), DL(DL), DT(DT), TLI(TLI),
-        Induction(0), WidestIndTy(0), HasFunNoNaNAttr(false),
-        MaxSafeDepDistBytes(-1U) {}
-
-  /// This enum represents the kinds of reductions that we support.
-  enum ReductionKind {
-    RK_NoReduction, ///< Not a reduction.
-    RK_IntegerAdd,  ///< Sum of integers.
-    RK_IntegerMult, ///< Product of integers.
-    RK_IntegerOr,   ///< Bitwise or logical OR of numbers.
-    RK_IntegerAnd,  ///< Bitwise or logical AND of numbers.
-    RK_IntegerXor,  ///< Bitwise or logical XOR of numbers.
-    RK_IntegerMinMax, ///< Min/max implemented in terms of select(cmp()).
-    RK_FloatAdd,    ///< Sum of floats.
-    RK_FloatMult,   ///< Product of floats.
-    RK_FloatMinMax  ///< Min/max implemented in terms of select(cmp()).
-  };
-
-  /// This enum represents the kinds of inductions that we support.
-  enum InductionKind {
-    IK_NoInduction,         ///< Not an induction variable.
-    IK_IntInduction,        ///< Integer induction variable. Step = 1.
-    IK_ReverseIntInduction, ///< Reverse int induction variable. Step = -1.
-    IK_PtrInduction,        ///< Pointer induction var. Step = sizeof(elem).
-    IK_ReversePtrInduction  ///< Reverse ptr indvar. Step = - sizeof(elem).
-  };
-
-  // This enum represents the kind of minmax reduction.
-  enum MinMaxReductionKind {
-    MRK_Invalid,
-    MRK_UIntMin,
-    MRK_UIntMax,
-    MRK_SIntMin,
-    MRK_SIntMax,
-    MRK_FloatMin,
-    MRK_FloatMax
-  };
-
-  /// This POD struct holds information about reduction variables.
-  struct ReductionDescriptor {
-    ReductionDescriptor() : StartValue(0), LoopExitInstr(0),
-      Kind(RK_NoReduction), MinMaxKind(MRK_Invalid) {}
-
-    ReductionDescriptor(Value *Start, Instruction *Exit, ReductionKind K,
-                        MinMaxReductionKind MK)
-        : StartValue(Start), LoopExitInstr(Exit), Kind(K), MinMaxKind(MK) {}
-
-    // The starting value of the reduction.
-    // It does not have to be zero!
-    TrackingVH<Value> StartValue;
-    // The instruction who's value is used outside the loop.
-    Instruction *LoopExitInstr;
-    // The kind of the reduction.
-    ReductionKind Kind;
-    // If this a min/max reduction the kind of reduction.
-    MinMaxReductionKind MinMaxKind;
-  };
-
-  /// This POD struct holds information about a potential reduction operation.
-  struct ReductionInstDesc {
-    ReductionInstDesc(bool IsRedux, Instruction *I) :
-      IsReduction(IsRedux), PatternLastInst(I), MinMaxKind(MRK_Invalid) {}
-
-    ReductionInstDesc(Instruction *I, MinMaxReductionKind K) :
-      IsReduction(true), PatternLastInst(I), MinMaxKind(K) {}
-
-    // Is this instruction a reduction candidate.
-    bool IsReduction;
-    // The last instruction in a min/max pattern (select of the select(icmp())
-    // pattern), or the current reduction instruction otherwise.
-    Instruction *PatternLastInst;
-    // If this is a min/max pattern the comparison predicate.
-    MinMaxReductionKind MinMaxKind;
-  };
-
-  // This POD struct holds information about the memory runtime legality
-  // check that a group of pointers do not overlap.
-  struct RuntimePointerCheck {
-    RuntimePointerCheck() : Need(false) {}
-
-    /// Reset the state of the pointer runtime information.
-    void reset() {
-      Need = false;
-      Pointers.clear();
-      Starts.clear();
-      Ends.clear();
-    }
-
-    /// Insert a pointer and calculate the start and end SCEVs.
-    void insert(ScalarEvolution *SE, Loop *Lp, Value *Ptr, bool WritePtr,
-                unsigned DepSetId);
-
-    /// This flag indicates if we need to add the runtime check.
-    bool Need;
-    /// Holds the pointers that we need to check.
-    SmallVector<TrackingVH<Value>, 2> Pointers;
-    /// Holds the pointer value at the beginning of the loop.
-    SmallVector<const SCEV*, 2> Starts;
-    /// Holds the pointer value at the end of the loop.
-    SmallVector<const SCEV*, 2> Ends;
-    /// Holds the information if this pointer is used for writing to memory.
-    SmallVector<bool, 2> IsWritePtr;
-    /// Holds the id of the set of pointers that could be dependent because of a
-    /// shared underlying object.
-    SmallVector<unsigned, 2> DependencySetId;
-  };
-
-  /// A POD for saving information about induction variables.
-  struct InductionInfo {
-    InductionInfo(Value *Start, InductionKind K) : StartValue(Start), IK(K) {}
-    InductionInfo() : StartValue(0), IK(IK_NoInduction) {}
-    /// Start value.
-    TrackingVH<Value> StartValue;
-    /// Induction kind.
-    InductionKind IK;
-  };
+  LoopVectorizationLegality(Loop *L, PredicatedScalarEvolution &PSE,
+                            DominatorTree *DT, TargetLibraryInfo *TLI,
+                            AliasAnalysis *AA, Function *F,
+                            const TargetTransformInfo *TTI,
+                            LoopAccessAnalysis *LAA,
+                            LoopVectorizationRequirements *R,
+                            const LoopVectorizeHints *H)
+      : NumPredStores(0), TheLoop(L), PSE(PSE), TLI(TLI), TheFunction(F),
+        TTI(TTI), DT(DT), LAA(LAA), LAI(nullptr), InterleaveInfo(PSE, L, DT),
+        Induction(nullptr), WidestIndTy(nullptr), HasFunNoNaNAttr(false),
+        Requirements(R), Hints(H) {}
 
   /// ReductionList contains the reduction descriptors for all
   /// of the reductions that were found in the loop.
-  typedef DenseMap<PHINode*, ReductionDescriptor> ReductionList;
+  typedef DenseMap<PHINode *, RecurrenceDescriptor> ReductionList;
 
   /// InductionList saves induction variables and maps them to the
   /// induction descriptor.
-  typedef MapVector<PHINode*, InductionInfo> InductionList;
+  typedef MapVector<PHINode*, InductionDescriptor> InductionList;
 
   /// Returns true if it is legal to vectorize this loop.
   /// This does not mean that it is profitable to vectorize this
@@ -552,6 +1221,9 @@ public:
   /// Returns True if V is an induction variable in this loop.
   bool isInductionVariable(const Value *V);
 
+  /// Returns True if PN is a reduction variable in this loop.
+  bool isReductionVariable(PHINode *PN) { return Reductions.count(PN); }
+
   /// Return true if the block BB needs to be predicated in order for the loop
   /// to be vectorized.
   bool blockNeedsPredication(BasicBlock *BB);
@@ -561,7 +1233,7 @@ public:
   /// pointer itself is an induction variable.
   /// This check allows us to vectorize A[idx] into a wide load/store.
   /// Returns:
-  /// 0 - Stride is unknown or non consecutive.
+  /// 0 - Stride is unknown or non-consecutive.
   /// 1 - Address is consecutive.
   /// -1 - Address is consecutive, and decreasing.
   int isConsecutivePtr(Value *Ptr);
@@ -573,14 +1245,57 @@ public:
   bool isUniformAfterVectorization(Instruction* I) { return Uniforms.count(I); }
 
   /// Returns the information that we collected about runtime memory check.
-  RuntimePointerCheck *getRuntimePointerCheck() { return &PtrRtCheck; }
+  const RuntimePointerChecking *getRuntimePointerChecking() const {
+    return LAI->getRuntimePointerChecking();
+  }
+
+  const LoopAccessInfo *getLAI() const {
+    return LAI;
+  }
+
+  /// \brief Check if \p Instr belongs to any interleaved access group.
+  bool isAccessInterleaved(Instruction *Instr) {
+    return InterleaveInfo.isInterleaved(Instr);
+  }
+
+  /// \brief Get the interleaved access group that \p Instr belongs to.
+  const InterleaveGroup *getInterleavedAccessGroup(Instruction *Instr) {
+    return InterleaveInfo.getInterleaveGroup(Instr);
+  }
 
-  /// This function returns the identity element (or neutral element) for
-  /// the operation K.
-  static Constant *getReductionIdentity(ReductionKind K, Type *Tp);
+  unsigned getMaxSafeDepDistBytes() { return LAI->getMaxSafeDepDistBytes(); }
 
-  unsigned getMaxSafeDepDistBytes() { return MaxSafeDepDistBytes; }
+  bool hasStride(Value *V) { return StrideSet.count(V); }
+  bool mustCheckStrides() { return !StrideSet.empty(); }
+  SmallPtrSet<Value *, 8>::iterator strides_begin() {
+    return StrideSet.begin();
+  }
+  SmallPtrSet<Value *, 8>::iterator strides_end() { return StrideSet.end(); }
 
+  /// 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 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 isConsecutivePtr(Ptr) && TTI->isLegalMaskedLoad(DataType);
+  }
+  /// Returns true if vector representation of the instruction \p I
+  /// requires mask.
+  bool isMaskRequired(const Instruction* I) {
+    return (MaskedOp.count(I) != 0);
+  }
+  unsigned getNumStores() const {
+    return LAI->getNumStores();
+  }
+  unsigned getNumLoads() const {
+    return LAI->getNumLoads();
+  }
+  unsigned getNumPredStores() const {
+    return NumPredStores;
+  }
 private:
   /// Check if a single basic block loop is vectorizable.
   /// At this point we know that this is a loop with a constant trip count
@@ -603,37 +1318,50 @@ private:
   /// Return true if all of the instructions in the block can be speculatively
   /// executed. \p SafePtrs is a list of addresses that are known to be legal
   /// and we know that we can read from them without segfault.
-  bool blockCanBePredicated(BasicBlock *BB, SmallPtrSet<Value *, 8>& SafePtrs);
-
-  /// Returns True, if 'Phi' is the kind of reduction variable for type
-  /// 'Kind'. If this is a reduction variable, it adds it to ReductionList.
-  bool AddReductionVar(PHINode *Phi, ReductionKind Kind);
-  /// Returns a struct describing if the instruction 'I' can be a reduction
-  /// variable of type 'Kind'. If the reduction is a min/max pattern of
-  /// select(icmp()) this function advances the instruction pointer 'I' from the
-  /// compare instruction to the select instruction and stores this pointer in
-  /// 'PatternLastInst' member of the returned struct.
-  ReductionInstDesc isReductionInstr(Instruction *I, ReductionKind Kind,
-                                     ReductionInstDesc &Desc);
-  /// Returns true if the instruction is a Select(ICmp(X, Y), X, Y) instruction
-  /// pattern corresponding to a min(X, Y) or max(X, Y).
-  static ReductionInstDesc isMinMaxSelectCmpPattern(Instruction *I,
-                                                    ReductionInstDesc &Prev);
-  /// Returns the induction kind of Phi. This function may return NoInduction
-  /// if the PHI is not an induction variable.
-  InductionKind isInductionVariable(PHINode *Phi);
+  bool blockCanBePredicated(BasicBlock *BB, SmallPtrSetImpl<Value *> &SafePtrs);
+
+  /// \brief Collect memory access with loop invariant strides.
+  ///
+  /// Looks for accesses like "a[i * StrideA]" where "StrideA" is loop
+  /// invariant.
+  void collectStridedAccess(Value *LoadOrStoreInst);
+
+  /// Report an analysis message to assist the user in diagnosing loops that are
+  /// not vectorized.  These are handled as LoopAccessReport rather than
+  /// VectorizationReport because the << operator of VectorizationReport returns
+  /// LoopAccessReport.
+  void emitAnalysis(const LoopAccessReport &Message) const {
+    emitAnalysisDiag(TheFunction, TheLoop, *Hints, Message);
+  }
+
+  unsigned NumPredStores;
 
   /// The loop that we evaluate.
   Loop *TheLoop;
-  /// Scev analysis.
-  ScalarEvolution *SE;
-  /// DataLayout analysis.
-  DataLayout *DL;
-  /// Dominators.
-  DominatorTree *DT;
+  /// A wrapper around ScalarEvolution used to add runtime SCEV checks.
+  /// Applies dynamic knowledge to simplify SCEV expressions in the context
+  /// of existing SCEV assumptions. The analysis will also add a minimal set
+  /// of new predicates if this is required to enable vectorization and
+  /// unrolling.
+  PredicatedScalarEvolution &PSE;
   /// Target Library Info.
   TargetLibraryInfo *TLI;
-
+  /// Parent function
+  Function *TheFunction;
+  /// Target Transform Info
+  const TargetTransformInfo *TTI;
+  /// Dominator Tree.
+  DominatorTree *DT;
+  // LoopAccess analysis.
+  LoopAccessAnalysis *LAA;
+  // And the loop-accesses info corresponding to this loop.  This pointer is
+  // null until canVectorizeMemory sets it up.
+  const LoopAccessInfo *LAI;
+
+  /// The interleave access information contains groups of interleaved accesses
+  /// with the same stride and close to each other.
+  InterleavedAccessInfo InterleaveInfo;
+
   //  ---  vectorization state --- //
 
   /// Holds the integer induction variable. This is the counter of the
@@ -654,13 +1382,22 @@ private:
   /// This set holds the variables which are known to be uniform after
   /// vectorization.
   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Uniforms;
-  /// We need to check that all of the pointers in this list are disjoint
-  /// at runtime.
-  RuntimePointerCheck PtrRtCheck;
+
   /// Can we assume the absence of NaNs.
   bool HasFunNoNaNAttr;
 
-  unsigned MaxSafeDepDistBytes;
+  /// Vectorization requirements that will go through late-evaluation.
+  LoopVectorizationRequirements *Requirements;
+
+  /// Used to emit an analysis of any legality issues.
+  const LoopVectorizeHints *Hints;
+
+  ValueToValueMap Strides;
+  SmallPtrSet<Value *, 8> StrideSet;
+
+  /// While vectorizing these instructions we have to generate a
+  /// call to the appropriate masked intrinsic
+  SmallPtrSet<const Instruction *, 8> MaskedOp;
 };
 
 /// LoopVectorizationCostModel - estimates the expected speedups due to
@@ -675,8 +1412,12 @@ public:
   LoopVectorizationCostModel(Loop *L, ScalarEvolution *SE, LoopInfo *LI,
                              LoopVectorizationLegality *Legal,
                              const TargetTransformInfo &TTI,
-                             DataLayout *DL, const TargetLibraryInfo *TLI)
-      : TheLoop(L), SE(SE), LI(LI), Legal(Legal), TTI(TTI), DL(DL), TLI(TLI) {}
+                             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), DB(DB),
+        TheFunction(F), Hints(Hints), ValuesToIgnore(ValuesToIgnore) {}
 
   /// Information about vectorization costs
   struct VectorizationFactor {
@@ -687,21 +1428,26 @@ public:
   /// This method checks every power of two up to VF. If UserVF is not ZERO
   /// then this vectorization factor will be selected if vectorization is
   /// possible.
-  VectorizationFactor selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
-                                                unsigned UserVF);
+  VectorizationFactor selectVectorizationFactor(bool OptForSize);
 
-  /// \return The size (in bits) of the widest type in the code that
-  /// needs to be vectorized. We ignore values that remain scalar such as
+  /// \return The size (in bits) of the smallest and widest types in the code
+  /// that needs to be vectorized. We ignore values that remain scalar such as
   /// 64 bit loop indices.
-  unsigned getWidestType();
+  std::pair<unsigned, unsigned> getSmallestAndWidestTypes();
+
+  /// \return The desired interleave count.
+  /// If interleave count has been specified by metadata it will be returned.
+  /// Otherwise, the interleave count is computed and returned. VF and LoopCost
+  /// are the selected vectorization factor and the cost of the selected VF.
+  unsigned selectInterleaveCount(bool OptForSize, unsigned VF,
+                                 unsigned LoopCost);
 
   /// \return The most profitable unroll factor.
-  /// If UserUF is non-zero then this method finds the best unroll-factor
-  /// based on register pressure and other parameters.
-  /// VF and LoopCost are the selected vectorization factor and the cost of the
-  /// selected VF.
-  unsigned selectUnrollFactor(bool OptForSize, unsigned UserUF, unsigned VF,
-                              unsigned LoopCost);
+  /// This method finds the best unroll-factor based on register pressure and
+  /// other parameters. VF and LoopCost are the selected vectorization factor
+  /// and the cost of the selected VF.
+  unsigned computeInterleaveCount(bool OptForSize, unsigned VF,
+                                  unsigned LoopCost);
 
   /// \brief A struct that represents some properties of the register usage
   /// of a loop.
@@ -714,8 +1460,10 @@ public:
     unsigned NumInstructions;
   };
 
-  /// \return  information about the register usage of the loop.
-  RegisterUsage calculateRegisterUsage();
+  /// \return Returns information about the register usages of the loop for the
+  /// given vectorization factors.
+  SmallVector<RegisterUsage, 8>
+  calculateRegisterUsage(const SmallVector<unsigned, 8> &VFs);
 
 private:
   /// Returns the expected execution cost. The unit of the cost does
@@ -728,15 +1476,24 @@ private:
   /// width. Vector width of one means scalar.
   unsigned getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF);
 
-  /// A helper function for converting Scalar types to vector types.
-  /// If the incoming type is void, we return void. If the VF is 1, we return
-  /// the scalar type.
-  static Type* ToVectorTy(Type *Scalar, unsigned VF);
-
   /// Returns whether the instruction is a load or store and will be a emitted
   /// as a vector operation.
   bool isConsecutiveLoadOrStore(Instruction *I);
 
+  /// Report an analysis message to assist the user in diagnosing loops that are
+  /// not vectorized.  These are handled as LoopAccessReport rather than
+  /// VectorizationReport because the << operator of VectorizationReport returns
+  /// LoopAccessReport.
+  void emitAnalysis(const LoopAccessReport &Message) const {
+    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.
+  MapVector<Instruction*,uint64_t> MinBWs;
+
   /// The loop that we evaluate.
   Loop *TheLoop;
   /// Scev analysis.
@@ -747,257 +1504,431 @@ private:
   LoopVectorizationLegality *Legal;
   /// Vector target information.
   const TargetTransformInfo &TTI;
-  /// Target data layout information.
-  DataLayout *DL;
   /// Target Library Info.
   const TargetLibraryInfo *TLI;
+  /// Demanded bits analysis
+  DemandedBits *DB;
+  const Function *TheFunction;
+  // Loop Vectorize Hint.
+  const LoopVectorizeHints *Hints;
+  // Values to ignore in the cost model.
+  const SmallPtrSetImpl<const Value *> &ValuesToIgnore;
 };
 
-/// Utility class for getting and setting loop vectorizer hints in the form
-/// of loop metadata.
-struct LoopVectorizeHints {
-  /// Vectorization width.
-  unsigned Width;
-  /// Vectorization unroll factor.
-  unsigned Unroll;
-
-  LoopVectorizeHints(const Loop *L, bool DisableUnrolling)
-  : Width(VectorizationFactor)
-  , Unroll(DisableUnrolling ? 1 : VectorizationUnroll)
-  , LoopID(L->getLoopID()) {
-    getHints(L);
-    // The command line options override any loop metadata except for when
-    // width == 1 which is used to indicate the loop is already vectorized.
-    if (VectorizationFactor.getNumOccurrences() > 0 && Width != 1)
-      Width = VectorizationFactor;
-    if (VectorizationUnroll.getNumOccurrences() > 0)
-      Unroll = VectorizationUnroll;
-
-    DEBUG(if (DisableUnrolling && Unroll == 1)
-            dbgs() << "LV: Unrolling disabled by the pass manager\n");
-  }
-
-  /// Return the loop vectorizer metadata prefix.
-  static StringRef Prefix() { return "llvm.vectorizer."; }
+/// \brief This holds vectorization requirements that must be verified late in
+/// the process. The requirements are set by legalize and costmodel. Once
+/// vectorization has been determined to be possible and profitable the
+/// requirements can be verified by looking for metadata or compiler options.
+/// For example, some loops require FP commutativity which is only allowed if
+/// vectorization is explicitly specified or if the fast-math compiler option
+/// has been provided.
+/// Late evaluation of these requirements allows helpful diagnostics to be
+/// composed that tells the user what need to be done to vectorize the loop. For
+/// example, by specifying #pragma clang loop vectorize or -ffast-math. Late
+/// evaluation should be used only when diagnostics can generated that can be
+/// followed by a non-expert user.
+class LoopVectorizationRequirements {
+public:
+  LoopVectorizationRequirements()
+      : NumRuntimePointerChecks(0), UnsafeAlgebraInst(nullptr) {}
 
-  MDNode *createHint(LLVMContext &Context, StringRef Name, unsigned V) {
-    SmallVector<Value*, 2> Vals;
-    Vals.push_back(MDString::get(Context, Name));
-    Vals.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), V));
-    return MDNode::get(Context, Vals);
+  void addUnsafeAlgebraInst(Instruction *I) {
+    // First unsafe algebra instruction.
+    if (!UnsafeAlgebraInst)
+      UnsafeAlgebraInst = I;
   }
 
-  /// Mark the loop L as already vectorized by setting the width to 1.
-  void setAlreadyVectorized(Loop *L) {
-    LLVMContext &Context = L->getHeader()->getContext();
-
-    Width = 1;
-
-    // Create a new loop id with one more operand for the already_vectorized
-    // hint. If the loop already has a loop id then copy the existing operands.
-    SmallVector<Value*, 4> Vals(1);
-    if (LoopID)
-      for (unsigned i = 1, ie = LoopID->getNumOperands(); i < ie; ++i)
-        Vals.push_back(LoopID->getOperand(i));
-
-    Vals.push_back(createHint(Context, Twine(Prefix(), "width").str(), Width));
-
-    MDNode *NewLoopID = MDNode::get(Context, Vals);
-    // Set operand 0 to refer to the loop id itself.
-    NewLoopID->replaceOperandWith(0, NewLoopID);
+  void addRuntimePointerChecks(unsigned Num) { NumRuntimePointerChecks = Num; }
+
+  bool doesNotMeet(Function *F, Loop *L, const LoopVectorizeHints &Hints) {
+    const char *Name = Hints.vectorizeAnalysisPassName();
+    bool Failed = false;
+    if (UnsafeAlgebraInst && !Hints.allowReordering()) {
+      emitOptimizationRemarkAnalysisFPCommute(
+          F->getContext(), Name, *F, UnsafeAlgebraInst->getDebugLoc(),
+          VectorizationReport() << "cannot prove it is safe to reorder "
+                                   "floating-point operations");
+      Failed = true;
+    }
 
-    L->setLoopID(NewLoopID);
-    if (LoopID)
-      LoopID->replaceAllUsesWith(NewLoopID);
+    // Test if runtime memcheck thresholds are exceeded.
+    bool PragmaThresholdReached =
+        NumRuntimePointerChecks > PragmaVectorizeMemoryCheckThreshold;
+    bool ThresholdReached =
+        NumRuntimePointerChecks > VectorizerParams::RuntimeMemoryCheckThreshold;
+    if ((ThresholdReached && !Hints.allowReordering()) ||
+        PragmaThresholdReached) {
+      emitOptimizationRemarkAnalysisAliasing(
+          F->getContext(), Name, *F, L->getStartLoc(),
+          VectorizationReport()
+              << "cannot prove it is safe to reorder memory operations");
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Too many memory checks needed.\n");
+      Failed = true;
+    }
 
-    LoopID = NewLoopID;
+    return Failed;
   }
 
 private:
-  MDNode *LoopID;
-
-  /// Find hints specified in the loop metadata.
-  void getHints(const Loop *L) {
-    if (!LoopID)
-      return;
-
-    // First operand should refer to the loop id itself.
-    assert(LoopID->getNumOperands() > 0 && "requires at least one operand");
-    assert(LoopID->getOperand(0) == LoopID && "invalid loop id");
-
-    for (unsigned i = 1, ie = LoopID->getNumOperands(); i < ie; ++i) {
-      const MDString *S = 0;
-      SmallVector<Value*, 4> Args;
-
-      // The expected hint is either a MDString or a MDNode with the first
-      // operand a MDString.
-      if (const MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(LoopID->getOperand(i))) {
-        if (!MD || MD->getNumOperands() == 0)
-          continue;
-        S = dyn_cast<MDString>(MD->getOperand(0));
-        for (unsigned i = 1, ie = MD->getNumOperands(); i < ie; ++i)
-          Args.push_back(MD->getOperand(i));
-      } else {
-        S = dyn_cast<MDString>(LoopID->getOperand(i));
-        assert(Args.size() == 0 && "too many arguments for MDString");
-      }
-
-      if (!S)
-        continue;
-
-      // Check if the hint starts with the vectorizer prefix.
-      StringRef Hint = S->getString();
-      if (!Hint.startswith(Prefix()))
-        continue;
-      // Remove the prefix.
-      Hint = Hint.substr(Prefix().size(), StringRef::npos);
-
-      if (Args.size() == 1)
-        getHint(Hint, Args[0]);
-    }
-  }
+  unsigned NumRuntimePointerChecks;
+  Instruction *UnsafeAlgebraInst;
+};
 
-  // Check string hint with one operand.
-  void getHint(StringRef Hint, Value *Arg) {
-    const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Arg);
-    if (!C) return;
-    unsigned Val = C->getZExtValue();
+static void addInnerLoop(Loop &L, SmallVectorImpl<Loop *> &V) {
+  if (L.empty())
+    return V.push_back(&L);
 
-    if (Hint == "width") {
-      if (isPowerOf2_32(Val) && Val <= MaxVectorWidth)
-        Width = Val;
-      else
-        DEBUG(dbgs() << "LV: ignoring invalid width hint metadata\n");
-    } else if (Hint == "unroll") {
-      if (isPowerOf2_32(Val) && Val <= MaxUnrollFactor)
-        Unroll = Val;
-      else
-        DEBUG(dbgs() << "LV: ignoring invalid unroll hint metadata\n");
-    } else {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: ignoring unknown hint " << Hint << '\n');
-    }
-  }
-};
+  for (Loop *InnerL : L)
+    addInnerLoop(*InnerL, V);
+}
 
 /// The LoopVectorize Pass.
-struct LoopVectorize : public LoopPass {
+struct LoopVectorize : public FunctionPass {
   /// Pass identification, replacement for typeid
   static char ID;
 
-  explicit LoopVectorize(bool NoUnrolling = false)
-    : LoopPass(ID), DisableUnrolling(NoUnrolling) {
+  explicit LoopVectorize(bool NoUnrolling = false, bool AlwaysVectorize = true)
+    : FunctionPass(ID),
+      DisableUnrolling(NoUnrolling),
+      AlwaysVectorize(AlwaysVectorize) {
     initializeLoopVectorizePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   }
 
   ScalarEvolution *SE;
-  DataLayout *DL;
   LoopInfo *LI;
   TargetTransformInfo *TTI;
   DominatorTree *DT;
+  BlockFrequencyInfo *BFI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
+  DemandedBits *DB;
+  AliasAnalysis *AA;
+  AssumptionCache *AC;
+  LoopAccessAnalysis *LAA;
   bool DisableUnrolling;
-
-  virtual bool runOnLoop(Loop *L, LPPassManager &LPM) {
-    // We only vectorize innermost loops.
-    if (!L->empty())
+  bool AlwaysVectorize;
+
+  BlockFrequency ColdEntryFreq;
+
+  bool runOnFunction(Function &F) override {
+    SE = &getAnalysis<ScalarEvolutionWrapperPass>().getSE();
+    LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
+    TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
+    DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+    BFI = &getAnalysis<BlockFrequencyInfoWrapperPass>().getBFI();
+    auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+    TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
+    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.
+    const BranchProbability ColdProb(1, 5); // 20%
+    ColdEntryFreq = BlockFrequency(BFI->getEntryFreq()) * ColdProb;
+
+    // Don't attempt if
+    // 1. the target claims to have no vector registers, and
+    // 2. interleaving won't help ILP.
+    //
+    // The second condition is necessary because, even if the target has no
+    // vector registers, loop vectorization may still enable scalar
+    // interleaving.
+    if (!TTI->getNumberOfRegisters(true) && TTI->getMaxInterleaveFactor(1) < 2)
       return false;
 
-    SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-    DL = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
-    LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
-    TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfo>();
-    DT = &getAnalysis<DominatorTree>();
-    TLI = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfo>();
+    // Build up a worklist of inner-loops to vectorize. This is necessary as
+    // the act of vectorizing or partially unrolling a loop creates new loops
+    // and can invalidate iterators across the loops.
+    SmallVector<Loop *, 8> Worklist;
 
-    // If the target claims to have no vector registers don't attempt
-    // vectorization.
-    if (!TTI->getNumberOfRegisters(true))
-      return false;
+    for (Loop *L : *LI)
+      addInnerLoop(*L, Worklist);
 
-    if (DL == NULL) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing because of missing data layout\n");
-      return false;
+    LoopsAnalyzed += Worklist.size();
+
+    // Now walk the identified inner loops.
+    bool Changed = false;
+    while (!Worklist.empty())
+      Changed |= processLoop(Worklist.pop_back_val());
+
+    // Process each loop nest in the function.
+    return Changed;
+  }
+
+  static void AddRuntimeUnrollDisableMetaData(Loop *L) {
+    SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
+    // Reserve first location for self reference to the LoopID metadata node.
+    MDs.push_back(nullptr);
+    bool IsUnrollMetadata = false;
+    MDNode *LoopID = L->getLoopID();
+    if (LoopID) {
+      // First find existing loop unrolling disable metadata.
+      for (unsigned i = 1, ie = LoopID->getNumOperands(); i < ie; ++i) {
+        MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(LoopID->getOperand(i));
+        if (MD) {
+          const MDString *S = dyn_cast<MDString>(MD->getOperand(0));
+          IsUnrollMetadata =
+              S && S->getString().startswith("llvm.loop.unroll.disable");
+        }
+        MDs.push_back(LoopID->getOperand(i));
+      }
+    }
+
+    if (!IsUnrollMetadata) {
+      // Add runtime unroll disable metadata.
+      LLVMContext &Context = L->getHeader()->getContext();
+      SmallVector<Metadata *, 1> DisableOperands;
+      DisableOperands.push_back(
+          MDString::get(Context, "llvm.loop.unroll.runtime.disable"));
+      MDNode *DisableNode = MDNode::get(Context, DisableOperands);
+      MDs.push_back(DisableNode);
+      MDNode *NewLoopID = MDNode::get(Context, MDs);
+      // Set operand 0 to refer to the loop id itself.
+      NewLoopID->replaceOperandWith(0, NewLoopID);
+      L->setLoopID(NewLoopID);
     }
+  }
 
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Checking a loop in \"" <<
-          L->getHeader()->getParent()->getName() << "\"\n");
+  bool processLoop(Loop *L) {
+    assert(L->empty() && "Only process inner loops.");
+
+#ifndef NDEBUG
+    const std::string DebugLocStr = getDebugLocString(L);
+#endif /* NDEBUG */
+
+    DEBUG(dbgs() << "\nLV: Checking a loop in \""
+                 << L->getHeader()->getParent()->getName() << "\" from "
+                 << DebugLocStr << "\n");
 
     LoopVectorizeHints Hints(L, DisableUnrolling);
 
-    if (Hints.Width == 1 && Hints.Unroll == 1) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing.\n");
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Loop hints:"
+                 << " force="
+                 << (Hints.getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Disabled
+                         ? "disabled"
+                         : (Hints.getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled
+                                ? "enabled"
+                                : "?")) << " width=" << Hints.getWidth()
+                 << " unroll=" << Hints.getInterleave() << "\n");
+
+    // Function containing loop
+    Function *F = L->getHeader()->getParent();
+
+    // Looking at the diagnostic output is the only way to determine if a loop
+    // was vectorized (other than looking at the IR or machine code), so it
+    // is important to generate an optimization remark for each loop. Most of
+    // these messages are generated by emitOptimizationRemarkAnalysis. Remarks
+    // generated by emitOptimizationRemark and emitOptimizationRemarkMissed are
+    // less verbose reporting vectorized loops and unvectorized loops that may
+    // benefit from vectorization, respectively.
+
+    if (!Hints.allowVectorization(F, L, AlwaysVectorize)) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Loop hints prevent vectorization.\n");
       return false;
     }
 
+    // Check the loop for a trip count threshold:
+    // do not vectorize loops with a tiny trip count.
+    const unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(L);
+    if (TC > 0u && TC < TinyTripCountVectorThreshold) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Found a loop with a very small trip count. "
+                   << "This loop is not worth vectorizing.");
+      if (Hints.getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled)
+        DEBUG(dbgs() << " But vectorizing was explicitly forced.\n");
+      else {
+        DEBUG(dbgs() << "\n");
+        emitAnalysisDiag(F, L, Hints, VectorizationReport()
+                                          << "vectorization is not beneficial "
+                                             "and is not explicitly forced");
+        return false;
+      }
+    }
+
+    PredicatedScalarEvolution PSE(*SE);
+
     // Check if it is legal to vectorize the loop.
-    LoopVectorizationLegality LVL(L, SE, DL, DT, TLI);
+    LoopVectorizationRequirements Requirements;
+    LoopVectorizationLegality LVL(L, PSE, DT, TLI, AA, F, TTI, LAA,
+                                  &Requirements, &Hints);
     if (!LVL.canVectorize()) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing.\n");
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing: Cannot prove legality.\n");
+      emitMissedWarning(F, L, Hints);
       return false;
     }
 
+    // Collect values we want to ignore in the cost model. This includes
+    // type-promoting instructions we identified during reduction detection.
+    SmallPtrSet<const Value *, 32> ValuesToIgnore;
+    CodeMetrics::collectEphemeralValues(L, AC, ValuesToIgnore);
+    for (auto &Reduction : *LVL.getReductionVars()) {
+      RecurrenceDescriptor &RedDes = Reduction.second;
+      SmallPtrSetImpl<Instruction *> &Casts = RedDes.getCastInsts();
+      ValuesToIgnore.insert(Casts.begin(), Casts.end());
+    }
+
     // Use the cost model.
-    LoopVectorizationCostModel CM(L, SE, LI, &LVL, *TTI, DL, TLI);
+    LoopVectorizationCostModel CM(L, PSE.getSE(), LI, &LVL, *TTI, TLI, DB, AC,
+                                  F, &Hints, ValuesToIgnore);
 
     // Check the function attributes to find out if this function should be
     // optimized for size.
-    Function *F = L->getHeader()->getParent();
-    Attribute::AttrKind SzAttr = Attribute::OptimizeForSize;
-    Attribute::AttrKind FlAttr = Attribute::NoImplicitFloat;
-    unsigned FnIndex = AttributeSet::FunctionIndex;
-    bool OptForSize = F->getAttributes().hasAttribute(FnIndex, SzAttr);
-    bool NoFloat = F->getAttributes().hasAttribute(FnIndex, FlAttr);
+    bool OptForSize = Hints.getForce() != LoopVectorizeHints::FK_Enabled &&
+                      F->optForSize();
+
+    // Compute the weighted frequency of this loop being executed and see if it
+    // is less than 20% of the function entry baseline frequency. Note that we
+    // always have a canonical loop here because we think we *can* vectorize.
+    // FIXME: This is hidden behind a flag due to pervasive problems with
+    // exactly what block frequency models.
+    if (LoopVectorizeWithBlockFrequency) {
+      BlockFrequency LoopEntryFreq = BFI->getBlockFreq(L->getLoopPreheader());
+      if (Hints.getForce() != LoopVectorizeHints::FK_Enabled &&
+          LoopEntryFreq < ColdEntryFreq)
+        OptForSize = true;
+    }
 
-    if (NoFloat) {
+    // Check the function attributes to see if implicit floats are allowed.
+    // FIXME: This check doesn't seem possibly correct -- what if the loop is
+    // an integer loop and the vector instructions selected are purely integer
+    // vector instructions?
+    if (F->hasFnAttribute(Attribute::NoImplicitFloat)) {
       DEBUG(dbgs() << "LV: Can't vectorize when the NoImplicitFloat"
             "attribute is used.\n");
+      emitAnalysisDiag(
+          F, L, Hints,
+          VectorizationReport()
+              << "loop not vectorized due to NoImplicitFloat attribute");
+      emitMissedWarning(F, L, Hints);
       return false;
     }
 
     // Select the optimal vectorization factor.
-    LoopVectorizationCostModel::VectorizationFactor VF;
-    VF = CM.selectVectorizationFactor(OptForSize, Hints.Width);
-    // Select the unroll factor.
-    unsigned UF = CM.selectUnrollFactor(OptForSize, Hints.Unroll, VF.Width,
-                                        VF.Cost);
+    const LoopVectorizationCostModel::VectorizationFactor VF =
+        CM.selectVectorizationFactor(OptForSize);
+
+    // Select the interleave count.
+    unsigned IC = CM.selectInterleaveCount(OptForSize, VF.Width, VF.Cost);
+
+    // Get user interleave count.
+    unsigned UserIC = Hints.getInterleave();
+
+    // Identify the diagnostic messages that should be produced.
+    std::string VecDiagMsg, IntDiagMsg;
+    bool VectorizeLoop = true, InterleaveLoop = true;
+
+    if (Requirements.doesNotMeet(F, L, Hints)) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Not vectorizing: loop did not meet vectorization "
+                      "requirements.\n");
+      emitMissedWarning(F, L, Hints);
+      return false;
+    }
 
     if (VF.Width == 1) {
       DEBUG(dbgs() << "LV: Vectorization is possible but not beneficial.\n");
+      VecDiagMsg =
+          "the cost-model indicates that vectorization is not beneficial";
+      VectorizeLoop = false;
     }
 
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Found a vectorizable loop ("<< VF.Width << ") in "<<
-          F->getParent()->getModuleIdentifier() << '\n');
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Unroll Factor is " << UF << '\n');
+    if (IC == 1 && UserIC <= 1) {
+      // Tell the user interleaving is not beneficial.
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Interleaving is not beneficial.\n");
+      IntDiagMsg =
+          "the cost-model indicates that interleaving is not beneficial";
+      InterleaveLoop = false;
+      if (UserIC == 1)
+        IntDiagMsg +=
+            " and is explicitly disabled or interleave count is set to 1";
+    } else if (IC > 1 && UserIC == 1) {
+      // Tell the user interleaving is beneficial, but it explicitly disabled.
+      DEBUG(dbgs()
+            << "LV: Interleaving is beneficial but is explicitly disabled.");
+      IntDiagMsg = "the cost-model indicates that interleaving is beneficial "
+                   "but is explicitly disabled or interleave count is set to 1";
+      InterleaveLoop = false;
+    }
 
-    if (VF.Width == 1) {
-      if (UF == 1)
-        return false;
-      // We decided not to vectorize, but we may want to unroll.
-      InnerLoopUnroller Unroller(L, SE, LI, DT, DL, TLI, UF);
-      Unroller.vectorize(&LVL);
+    // Override IC if user provided an interleave count.
+    IC = UserIC > 0 ? UserIC : IC;
+
+    // Emit diagnostic messages, if any.
+    const char *VAPassName = Hints.vectorizeAnalysisPassName();
+    if (!VectorizeLoop && !InterleaveLoop) {
+      // Do not vectorize or interleaving the loop.
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(), VAPassName, *F,
+                                     L->getStartLoc(), VecDiagMsg);
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(), LV_NAME, *F,
+                                     L->getStartLoc(), IntDiagMsg);
+      return false;
+    } else if (!VectorizeLoop && InterleaveLoop) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Interleave Count is " << IC << '\n');
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(), VAPassName, *F,
+                                     L->getStartLoc(), VecDiagMsg);
+    } else if (VectorizeLoop && !InterleaveLoop) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Found a vectorizable loop (" << VF.Width << ") in "
+                   << DebugLocStr << '\n');
+      emitOptimizationRemarkAnalysis(F->getContext(), LV_NAME, *F,
+                                     L->getStartLoc(), IntDiagMsg);
+    } else if (VectorizeLoop && InterleaveLoop) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Found a vectorizable loop (" << VF.Width << ") in "
+                   << DebugLocStr << '\n');
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Interleave Count is " << IC << '\n');
+    }
+
+    if (!VectorizeLoop) {
+      assert(IC > 1 && "interleave count should not be 1 or 0");
+      // If we decided that it is not legal to vectorize the loop then
+      // interleave it.
+      InnerLoopUnroller Unroller(L, PSE, LI, DT, TLI, TTI, IC);
+      Unroller.vectorize(&LVL, CM.MinBWs);
+
+      emitOptimizationRemark(F->getContext(), LV_NAME, *F, L->getStartLoc(),
+                             Twine("interleaved loop (interleaved count: ") +
+                                 Twine(IC) + ")");
     } else {
       // If we decided that it is *legal* to vectorize the loop then do it.
-      InnerLoopVectorizer LB(L, SE, LI, DT, DL, TLI, VF.Width, UF);
-      LB.vectorize(&LVL);
+      InnerLoopVectorizer LB(L, PSE, LI, DT, TLI, TTI, VF.Width, IC);
+      LB.vectorize(&LVL, CM.MinBWs);
+      ++LoopsVectorized;
+
+      // Add metadata to disable runtime unrolling scalar loop when there's no
+      // runtime check about strides and memory. Because at this situation,
+      // scalar loop is rarely used not worthy to be unrolled.
+      if (!LB.IsSafetyChecksAdded())
+        AddRuntimeUnrollDisableMetaData(L);
+
+      // Report the vectorization decision.
+      emitOptimizationRemark(F->getContext(), LV_NAME, *F, L->getStartLoc(),
+                             Twine("vectorized loop (vectorization width: ") +
+                                 Twine(VF.Width) + ", interleaved count: " +
+                                 Twine(IC) + ")");
     }
 
     // Mark the loop as already vectorized to avoid vectorizing again.
-    Hints.setAlreadyVectorized(L);
+    Hints.setAlreadyVectorized();
 
     DEBUG(verifyFunction(*L->getHeader()->getParent()));
     return true;
   }
 
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-    LoopPass::getAnalysisUsage(AU);
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
     AU.addRequiredID(LoopSimplifyID);
     AU.addRequiredID(LCSSAID);
-    AU.addRequired<DominatorTree>();
-    AU.addRequired<LoopInfo>();
-    AU.addRequired<ScalarEvolution>();
-    AU.addRequired<TargetTransformInfo>();
-    AU.addPreserved<LoopInfo>();
-    AU.addPreserved<DominatorTree>();
+    AU.addRequired<BlockFrequencyInfoWrapperPass>();
+    AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
+    AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
+    AU.addRequired<ScalarEvolutionWrapperPass>();
+    AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
+    AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
+    AU.addRequired<LoopAccessAnalysis>();
+    AU.addRequired<DemandedBits>();
+    AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<BasicAAWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<AAResultsWrapperPass>();
+    AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
   }
 
 };
@@ -1009,27 +1940,12 @@ struct LoopVectorize : public LoopPass {
 // LoopVectorizationCostModel.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-void
-LoopVectorizationLegality::RuntimePointerCheck::insert(ScalarEvolution *SE,
-                                                       Loop *Lp, Value *Ptr,
-                                                       bool WritePtr,
-                                                       unsigned DepSetId) {
-  const SCEV *Sc = SE->getSCEV(Ptr);
-  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Sc);
-  assert(AR && "Invalid addrec expression");
-  const SCEV *Ex = SE->getBackedgeTakenCount(Lp);
-  const SCEV *ScEnd = AR->evaluateAtIteration(Ex, *SE);
-  Pointers.push_back(Ptr);
-  Starts.push_back(AR->getStart());
-  Ends.push_back(ScEnd);
-  IsWritePtr.push_back(WritePtr);
-  DependencySetId.push_back(DepSetId);
-}
-
 Value *InnerLoopVectorizer::getBroadcastInstrs(Value *V) {
   // We need to place the broadcast of invariant variables outside the loop.
   Instruction *Instr = dyn_cast<Instruction>(V);
-  bool NewInstr = (Instr && Instr->getParent() == LoopVectorBody);
+  bool NewInstr =
+      (Instr && std::find(LoopVectorBody.begin(), LoopVectorBody.end(),
+                          Instr->getParent()) != LoopVectorBody.end());
   bool Invariant = OrigLoop->isLoopInvariant(V) && !NewInstr;
 
   // Place the code for broadcasting invariant variables in the new preheader.
@@ -1043,11 +1959,13 @@ Value *InnerLoopVectorizer::getBroadcastInstrs(Value *V) {
   return Shuf;
 }
 
-Value *InnerLoopVectorizer::getConsecutiveVector(Value* Val, int StartIdx,
-                                                 bool Negate) {
+Value *InnerLoopVectorizer::getStepVector(Value *Val, int StartIdx,
+                                          Value *Step) {
   assert(Val->getType()->isVectorTy() && "Must be a vector");
   assert(Val->getType()->getScalarType()->isIntegerTy() &&
          "Elem must be an integer");
+  assert(Step->getType() == Val->getType()->getScalarType() &&
+         "Step has wrong type");
   // Create the types.
   Type *ITy = Val->getType()->getScalarType();
   VectorType *Ty = cast<VectorType>(Val->getType());
@@ -1055,40 +1973,39 @@ Value *InnerLoopVectorizer::getConsecutiveVector(Value* Val, int StartIdx,
   SmallVector<Constant*, 8> Indices;
 
   // Create a vector of consecutive numbers from zero to VF.
-  for (int i = 0; i < VLen; ++i) {
-    int64_t Idx = Negate ? (-i) : i;
-    Indices.push_back(ConstantInt::get(ITy, StartIdx + Idx, Negate));
-  }
+  for (int i = 0; i < VLen; ++i)
+    Indices.push_back(ConstantInt::get(ITy, StartIdx + i));
 
   // Add the consecutive indices to the vector value.
   Constant *Cv = ConstantVector::get(Indices);
   assert(Cv->getType() == Val->getType() && "Invalid consecutive vec");
-  return Builder.CreateAdd(Val, Cv, "induction");
+  Step = Builder.CreateVectorSplat(VLen, Step);
+  assert(Step->getType() == Val->getType() && "Invalid step vec");
+  // FIXME: The newly created binary instructions should contain nsw/nuw flags,
+  // which can be found from the original scalar operations.
+  Step = Builder.CreateMul(Cv, Step);
+  return Builder.CreateAdd(Val, Step, "induction");
 }
 
 int LoopVectorizationLegality::isConsecutivePtr(Value *Ptr) {
-  assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Unexpected non ptr");
+  assert(Ptr->getType()->isPointerTy() && "Unexpected non-ptr");
+  auto *SE = PSE.getSE();
   // Make sure that the pointer does not point to structs.
-  if (cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isAggregateType())
+  if (Ptr->getType()->getPointerElementType()->isAggregateType())
     return 0;
 
   // If this value is a pointer induction variable we know it is consecutive.
   PHINode *Phi = dyn_cast_or_null<PHINode>(Ptr);
   if (Phi && Inductions.count(Phi)) {
-    InductionInfo II = Inductions[Phi];
-    if (IK_PtrInduction == II.IK)
-      return 1;
-    else if (IK_ReversePtrInduction == II.IK)
-      return -1;
+    InductionDescriptor II = Inductions[Phi];
+    return II.getConsecutiveDirection();
   }
 
-  GetElementPtrInst *Gep = dyn_cast_or_null<GetElementPtrInst>(Ptr);
+  GetElementPtrInst *Gep = getGEPInstruction(Ptr);
   if (!Gep)
     return 0;
 
   unsigned NumOperands = Gep->getNumOperands();
-  Value *LastIndex = Gep->getOperand(NumOperands - 1);
-
   Value *GpPtr = Gep->getPointerOperand();
   // If this GEP value is a consecutive pointer induction variable and all of
   // the indices are constant then we know it is consecutive. We can
@@ -1102,24 +2019,45 @@ int LoopVectorizationLegality::isConsecutivePtr(Value *Ptr) {
 
     // Make sure that all of the index operands are loop invariant.
     for (unsigned i = 1; i < NumOperands; ++i)
-      if (!SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(Gep->getOperand(i)), TheLoop))
+      if (!SE->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(Gep->getOperand(i)), TheLoop))
         return 0;
 
-    InductionInfo II = Inductions[Phi];
-    if (IK_PtrInduction == II.IK)
-      return 1;
-    else if (IK_ReversePtrInduction == II.IK)
-      return -1;
+    InductionDescriptor II = Inductions[Phi];
+    return II.getConsecutiveDirection();
   }
 
-  // Check that all of the gep indices are uniform except for the last.
-  for (unsigned i = 0; i < NumOperands - 1; ++i)
-    if (!SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(Gep->getOperand(i)), TheLoop))
+  unsigned InductionOperand = getGEPInductionOperand(Gep);
+
+  // Check that all of the gep indices are uniform except for our induction
+  // operand.
+  for (unsigned i = 0; i != NumOperands; ++i)
+    if (i != InductionOperand &&
+        !SE->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(Gep->getOperand(i)), TheLoop))
       return 0;
 
-  // We can emit wide load/stores only if the last index is the induction
-  // variable.
-  const SCEV *Last = SE->getSCEV(LastIndex);
+  // We can emit wide load/stores only if the last non-zero index is the
+  // induction variable.
+  const SCEV *Last = nullptr;
+  if (!Strides.count(Gep))
+    Last = PSE.getSCEV(Gep->getOperand(InductionOperand));
+  else {
+    // Because of the multiplication by a stride we can have a s/zext cast.
+    // We are going to replace this stride by 1 so the cast is safe to ignore.
+    //
+    //  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %entry ], [ %indvars.iv.next, %for.body ]
+    //  %0 = trunc i64 %indvars.iv to i32
+    //  %mul = mul i32 %0, %Stride1
+    //  %idxprom = zext i32 %mul to i64  << Safe cast.
+    //  %arrayidx = getelementptr inbounds i32* %B, i64 %idxprom
+    //
+    Last = replaceSymbolicStrideSCEV(PSE, Strides,
+                                     Gep->getOperand(InductionOperand), Gep);
+    if (const SCEVCastExpr *C = dyn_cast<SCEVCastExpr>(Last))
+      Last =
+          (C->getSCEVType() == scSignExtend || C->getSCEVType() == scZeroExtend)
+              ? C->getOperand()
+              : Last;
+  }
   if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Last)) {
     const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*SE);
 
@@ -1135,7 +2073,7 @@ int LoopVectorizationLegality::isConsecutivePtr(Value *Ptr) {
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::isUniform(Value *V) {
-  return (SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(V), TheLoop));
+  return LAI->isUniform(V);
 }
 
 InnerLoopVectorizer::VectorParts&
@@ -1143,6 +2081,10 @@ InnerLoopVectorizer::getVectorValue(Value *V) {
   assert(V != Induction && "The new induction variable should not be used.");
   assert(!V->getType()->isVectorTy() && "Can't widen a vector");
 
+  // If we have a stride that is replaced by one, do it here.
+  if (Legal->hasStride(V))
+    V = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
+
   // If we have this scalar in the map, return it.
   if (WidenMap.has(V))
     return WidenMap.get(V);
@@ -1164,27 +2106,283 @@ Value *InnerLoopVectorizer::reverseVector(Value *Vec) {
                                      "reverse");
 }
 
+// Get a mask to interleave \p NumVec vectors into a wide vector.
+// I.e.  <0, VF, VF*2, ..., VF*(NumVec-1), 1, VF+1, VF*2+1, ...>
+// E.g. For 2 interleaved vectors, if VF is 4, the mask is:
+//      <0, 4, 1, 5, 2, 6, 3, 7>
+static Constant *getInterleavedMask(IRBuilder<> &Builder, unsigned VF,
+                                    unsigned NumVec) {
+  SmallVector<Constant *, 16> Mask;
+  for (unsigned i = 0; i < VF; i++)
+    for (unsigned j = 0; j < NumVec; j++)
+      Mask.push_back(Builder.getInt32(j * VF + i));
+
+  return ConstantVector::get(Mask);
+}
+
+// Get the strided mask starting from index \p Start.
+// I.e.  <Start, Start + Stride, ..., Start + Stride*(VF-1)>
+static Constant *getStridedMask(IRBuilder<> &Builder, unsigned Start,
+                                unsigned Stride, unsigned VF) {
+  SmallVector<Constant *, 16> Mask;
+  for (unsigned i = 0; i < VF; i++)
+    Mask.push_back(Builder.getInt32(Start + i * Stride));
+
+  return ConstantVector::get(Mask);
+}
+
+// Get a mask of two parts: The first part consists of sequential integers
+// starting from 0, The second part consists of UNDEFs.
+// I.e. <0, 1, 2, ..., NumInt - 1, undef, ..., undef>
+static Constant *getSequentialMask(IRBuilder<> &Builder, unsigned NumInt,
+                                   unsigned NumUndef) {
+  SmallVector<Constant *, 16> Mask;
+  for (unsigned i = 0; i < NumInt; i++)
+    Mask.push_back(Builder.getInt32(i));
+
+  Constant *Undef = UndefValue::get(Builder.getInt32Ty());
+  for (unsigned i = 0; i < NumUndef; i++)
+    Mask.push_back(Undef);
+
+  return ConstantVector::get(Mask);
+}
+
+// Concatenate two vectors with the same element type. The 2nd vector should
+// not have more elements than the 1st vector. If the 2nd vector has less
+// elements, extend it with UNDEFs.
+static Value *ConcatenateTwoVectors(IRBuilder<> &Builder, Value *V1,
+                                    Value *V2) {
+  VectorType *VecTy1 = dyn_cast<VectorType>(V1->getType());
+  VectorType *VecTy2 = dyn_cast<VectorType>(V2->getType());
+  assert(VecTy1 && VecTy2 &&
+         VecTy1->getScalarType() == VecTy2->getScalarType() &&
+         "Expect two vectors with the same element type");
+
+  unsigned NumElts1 = VecTy1->getNumElements();
+  unsigned NumElts2 = VecTy2->getNumElements();
+  assert(NumElts1 >= NumElts2 && "Unexpect the first vector has less elements");
+
+  if (NumElts1 > NumElts2) {
+    // Extend with UNDEFs.
+    Constant *ExtMask =
+        getSequentialMask(Builder, NumElts2, NumElts1 - NumElts2);
+    V2 = Builder.CreateShuffleVector(V2, UndefValue::get(VecTy2), ExtMask);
+  }
+
+  Constant *Mask = getSequentialMask(Builder, NumElts1 + NumElts2, 0);
+  return Builder.CreateShuffleVector(V1, V2, Mask);
+}
+
+// Concatenate vectors in the given list. All vectors have the same type.
+static Value *ConcatenateVectors(IRBuilder<> &Builder,
+                                 ArrayRef<Value *> InputList) {
+  unsigned NumVec = InputList.size();
+  assert(NumVec > 1 && "Should be at least two vectors");
+
+  SmallVector<Value *, 8> ResList;
+  ResList.append(InputList.begin(), InputList.end());
+  do {
+    SmallVector<Value *, 8> TmpList;
+    for (unsigned i = 0; i < NumVec - 1; i += 2) {
+      Value *V0 = ResList[i], *V1 = ResList[i + 1];
+      assert((V0->getType() == V1->getType() || i == NumVec - 2) &&
+             "Only the last vector may have a different type");
+
+      TmpList.push_back(ConcatenateTwoVectors(Builder, V0, V1));
+    }
+
+    // Push the last vector if the total number of vectors is odd.
+    if (NumVec % 2 != 0)
+      TmpList.push_back(ResList[NumVec - 1]);
+
+    ResList = TmpList;
+    NumVec = ResList.size();
+  } while (NumVec > 1);
+
+  return ResList[0];
+}
+
+// Try to vectorize the interleave group that \p Instr belongs to.
+//
+// E.g. Translate following interleaved load group (factor = 3):
+//   for (i = 0; i < N; i+=3) {
+//     R = Pic[i];             // Member of index 0
+//     G = Pic[i+1];           // Member of index 1
+//     B = Pic[i+2];           // Member of index 2
+//     ... // do something to R, G, B
+//   }
+// To:
+//   %wide.vec = load <12 x i32>                       ; Read 4 tuples of R,G,B
+//   %R.vec = shuffle %wide.vec, undef, <0, 3, 6, 9>   ; R elements
+//   %G.vec = shuffle %wide.vec, undef, <1, 4, 7, 10>  ; G elements
+//   %B.vec = shuffle %wide.vec, undef, <2, 5, 8, 11>  ; B elements
+//
+// Or translate following interleaved store group (factor = 3):
+//   for (i = 0; i < N; i+=3) {
+//     ... do something to R, G, B
+//     Pic[i]   = R;           // Member of index 0
+//     Pic[i+1] = G;           // Member of index 1
+//     Pic[i+2] = B;           // Member of index 2
+//   }
+// To:
+//   %R_G.vec = shuffle %R.vec, %G.vec, <0, 1, 2, ..., 7>
+//   %B_U.vec = shuffle %B.vec, undef, <0, 1, 2, 3, u, u, u, u>
+//   %interleaved.vec = shuffle %R_G.vec, %B_U.vec,
+//        <0, 4, 8, 1, 5, 9, 2, 6, 10, 3, 7, 11>    ; Interleave R,G,B elements
+//   store <12 x i32> %interleaved.vec              ; Write 4 tuples of R,G,B
+void InnerLoopVectorizer::vectorizeInterleaveGroup(Instruction *Instr) {
+  const InterleaveGroup *Group = Legal->getInterleavedAccessGroup(Instr);
+  assert(Group && "Fail to get an interleaved access group.");
+
+  // Skip if current instruction is not the insert position.
+  if (Instr != Group->getInsertPos())
+    return;
+
+  LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Instr);
+  StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Instr);
+  Value *Ptr = LI ? LI->getPointerOperand() : SI->getPointerOperand();
+
+  // Prepare for the vector type of the interleaved load/store.
+  Type *ScalarTy = LI ? LI->getType() : SI->getValueOperand()->getType();
+  unsigned InterleaveFactor = Group->getFactor();
+  Type *VecTy = VectorType::get(ScalarTy, InterleaveFactor * VF);
+  Type *PtrTy = VecTy->getPointerTo(Ptr->getType()->getPointerAddressSpace());
+
+  // Prepare for the new pointers.
+  setDebugLocFromInst(Builder, Ptr);
+  VectorParts &PtrParts = getVectorValue(Ptr);
+  SmallVector<Value *, 2> NewPtrs;
+  unsigned Index = Group->getIndex(Instr);
+  for (unsigned Part = 0; Part < UF; Part++) {
+    // Extract the pointer for current instruction from the pointer vector. A
+    // reverse access uses the pointer in the last lane.
+    Value *NewPtr = Builder.CreateExtractElement(
+        PtrParts[Part],
+        Group->isReverse() ? Builder.getInt32(VF - 1) : Builder.getInt32(0));
+
+    // Notice current instruction could be any index. Need to adjust the address
+    // to the member of index 0.
+    //
+    // E.g.  a = A[i+1];     // Member of index 1 (Current instruction)
+    //       b = A[i];       // Member of index 0
+    // Current pointer is pointed to A[i+1], adjust it to A[i].
+    //
+    // E.g.  A[i+1] = a;     // Member of index 1
+    //       A[i]   = b;     // Member of index 0
+    //       A[i+2] = c;     // Member of index 2 (Current instruction)
+    // Current pointer is pointed to A[i+2], adjust it to A[i].
+    NewPtr = Builder.CreateGEP(NewPtr, Builder.getInt32(-Index));
+
+    // Cast to the vector pointer type.
+    NewPtrs.push_back(Builder.CreateBitCast(NewPtr, PtrTy));
+  }
+
+  setDebugLocFromInst(Builder, Instr);
+  Value *UndefVec = UndefValue::get(VecTy);
+
+  // Vectorize the interleaved load group.
+  if (LI) {
+    for (unsigned Part = 0; Part < UF; Part++) {
+      Instruction *NewLoadInstr = Builder.CreateAlignedLoad(
+          NewPtrs[Part], Group->getAlignment(), "wide.vec");
+
+      for (unsigned i = 0; i < InterleaveFactor; i++) {
+        Instruction *Member = Group->getMember(i);
+
+        // Skip the gaps in the group.
+        if (!Member)
+          continue;
+
+        Constant *StrideMask = getStridedMask(Builder, i, InterleaveFactor, VF);
+        Value *StridedVec = Builder.CreateShuffleVector(
+            NewLoadInstr, UndefVec, StrideMask, "strided.vec");
+
+        // If this member has different type, cast the result type.
+        if (Member->getType() != ScalarTy) {
+          VectorType *OtherVTy = VectorType::get(Member->getType(), VF);
+          StridedVec = Builder.CreateBitOrPointerCast(StridedVec, OtherVTy);
+        }
+
+        VectorParts &Entry = WidenMap.get(Member);
+        Entry[Part] =
+            Group->isReverse() ? reverseVector(StridedVec) : StridedVec;
+      }
+
+      propagateMetadata(NewLoadInstr, Instr);
+    }
+    return;
+  }
+
+  // The sub vector type for current instruction.
+  VectorType *SubVT = VectorType::get(ScalarTy, VF);
+
+  // Vectorize the interleaved store group.
+  for (unsigned Part = 0; Part < UF; Part++) {
+    // Collect the stored vector from each member.
+    SmallVector<Value *, 4> StoredVecs;
+    for (unsigned i = 0; i < InterleaveFactor; i++) {
+      // Interleaved store group doesn't allow a gap, so each index has a member
+      Instruction *Member = Group->getMember(i);
+      assert(Member && "Fail to get a member from an interleaved store group");
+
+      Value *StoredVec =
+          getVectorValue(dyn_cast<StoreInst>(Member)->getValueOperand())[Part];
+      if (Group->isReverse())
+        StoredVec = reverseVector(StoredVec);
+
+      // If this member has different type, cast it to an unified type.
+      if (StoredVec->getType() != SubVT)
+        StoredVec = Builder.CreateBitOrPointerCast(StoredVec, SubVT);
+
+      StoredVecs.push_back(StoredVec);
+    }
+
+    // Concatenate all vectors into a wide vector.
+    Value *WideVec = ConcatenateVectors(Builder, StoredVecs);
+
+    // Interleave the elements in the wide vector.
+    Constant *IMask = getInterleavedMask(Builder, VF, InterleaveFactor);
+    Value *IVec = Builder.CreateShuffleVector(WideVec, UndefVec, IMask,
+                                              "interleaved.vec");
+
+    Instruction *NewStoreInstr =
+        Builder.CreateAlignedStore(IVec, NewPtrs[Part], Group->getAlignment());
+    propagateMetadata(NewStoreInstr, Instr);
+  }
+}
 
-void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
-                                             LoopVectorizationLegality *Legal) {
+void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr) {
   // Attempt to issue a wide load.
   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Instr);
   StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Instr);
 
   assert((LI || SI) && "Invalid Load/Store instruction");
 
+  // Try to vectorize the interleave group if this access is interleaved.
+  if (Legal->isAccessInterleaved(Instr))
+    return vectorizeInterleaveGroup(Instr);
+
   Type *ScalarDataTy = LI ? LI->getType() : SI->getValueOperand()->getType();
   Type *DataTy = VectorType::get(ScalarDataTy, VF);
   Value *Ptr = LI ? LI->getPointerOperand() : SI->getPointerOperand();
   unsigned Alignment = LI ? LI->getAlignment() : SI->getAlignment();
+  // An alignment of 0 means target abi alignment. We need to use the scalar's
+  // target abi alignment in such a case.
+  const DataLayout &DL = Instr->getModule()->getDataLayout();
+  if (!Alignment)
+    Alignment = DL.getABITypeAlignment(ScalarDataTy);
   unsigned AddressSpace = Ptr->getType()->getPointerAddressSpace();
-  unsigned ScalarAllocatedSize = DL->getTypeAllocSize(ScalarDataTy);
-  unsigned VectorElementSize = DL->getTypeStoreSize(DataTy)/VF;
+  unsigned ScalarAllocatedSize = DL.getTypeAllocSize(ScalarDataTy);
+  unsigned VectorElementSize = DL.getTypeStoreSize(DataTy) / VF;
+
+  if (SI && Legal->blockNeedsPredication(SI->getParent()) &&
+      !Legal->isMaskRequired(SI))
+    return scalarizeInstruction(Instr, true);
 
   if (ScalarAllocatedSize != VectorElementSize)
     return scalarizeInstruction(Instr);
 
-  // If the pointer is loop invariant or if it is non consecutive,
+  // If the pointer is loop invariant or if it is non-consecutive,
   // scalarize the load.
   int ConsecutiveStride = Legal->isConsecutivePtr(Ptr);
   bool Reverse = ConsecutiveStride < 0;
@@ -1196,7 +2394,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
   VectorParts &Entry = WidenMap.get(Instr);
 
   // Handle consecutive loads/stores.
-  GetElementPtrInst *Gep = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
+  GetElementPtrInst *Gep = getGEPInstruction(Ptr);
   if (Gep && Legal->isInductionVariable(Gep->getPointerOperand())) {
     setDebugLocFromInst(Builder, Gep);
     Value *PtrOperand = Gep->getPointerOperand();
@@ -1210,13 +2408,14 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
     Ptr = Builder.Insert(Gep2);
   } else if (Gep) {
     setDebugLocFromInst(Builder, Gep);
-    assert(SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(Gep->getPointerOperand()),
-                               OrigLoop) && "Base ptr must be invariant");
+    assert(PSE.getSE()->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(Gep->getPointerOperand()),
+                                        OrigLoop) &&
+           "Base ptr must be invariant");
 
     // The last index does not have to be the induction. It can be
     // consecutive and be a function of the index. For example A[I+1];
     unsigned NumOperands = Gep->getNumOperands();
-    unsigned LastOperand = NumOperands - 1;
+    unsigned InductionOperand = getGEPInductionOperand(Gep);
     // Create the new GEP with the new induction variable.
     GetElementPtrInst *Gep2 = cast<GetElementPtrInst>(Gep->clone());
 
@@ -1225,10 +2424,11 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
       Instruction *GepOperandInst = dyn_cast<Instruction>(GepOperand);
 
       // Update last index or loop invariant instruction anchored in loop.
-      if (i == LastOperand ||
+      if (i == InductionOperand ||
           (GepOperandInst && OrigLoop->contains(GepOperandInst))) {
-        assert((i == LastOperand ||
-               SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(GepOperandInst), OrigLoop)) &&
+        assert((i == InductionOperand ||
+                PSE.getSE()->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(GepOperandInst),
+                                             OrigLoop)) &&
                "Must be last index or loop invariant");
 
         VectorParts &GEPParts = getVectorValue(GepOperand);
@@ -1247,6 +2447,7 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
     Ptr = Builder.CreateExtractElement(PtrVal[0], Zero);
   }
 
+  VectorParts Mask = createBlockInMask(Instr->getParent());
   // Handle Stores:
   if (SI) {
     assert(!Legal->isUniform(SI->getPointerOperand()) &&
@@ -1258,21 +2459,30 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
 
     for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
       // Calculate the pointer for the specific unroll-part.
-      Value *PartPtr = Builder.CreateGEP(Ptr, Builder.getInt32(Part * VF));
+      Value *PartPtr =
+          Builder.CreateGEP(nullptr, Ptr, Builder.getInt32(Part * VF));
 
       if (Reverse) {
-        // If we store to reverse consecutive memory locations then we need
+        // If we store to reverse consecutive memory locations, then we need
         // to reverse the order of elements in the stored value.
         StoredVal[Part] = reverseVector(StoredVal[Part]);
         // If the address is consecutive but reversed, then the
         // wide store needs to start at the last vector element.
-        PartPtr = Builder.CreateGEP(Ptr, Builder.getInt32(-Part * VF));
-        PartPtr = Builder.CreateGEP(PartPtr, Builder.getInt32(1 - VF));
+        PartPtr = Builder.CreateGEP(nullptr, Ptr, Builder.getInt32(-Part * VF));
+        PartPtr = Builder.CreateGEP(nullptr, PartPtr, Builder.getInt32(1 - VF));
+        Mask[Part] = reverseVector(Mask[Part]);
       }
 
       Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(PartPtr,
                                             DataTy->getPointerTo(AddressSpace));
-      Builder.CreateStore(StoredVal[Part], VecPtr)->setAlignment(Alignment);
+
+      Instruction *NewSI;
+      if (Legal->isMaskRequired(SI))
+        NewSI = Builder.CreateMaskedStore(StoredVal[Part], VecPtr, Alignment,
+                                          Mask[Part]);
+      else 
+        NewSI = Builder.CreateAlignedStore(StoredVal[Part], VecPtr, Alignment);
+      propagateMetadata(NewSI, SI);
     }
     return;
   }
@@ -1282,24 +2492,33 @@ void InnerLoopVectorizer::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
   setDebugLocFromInst(Builder, LI);
   for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
     // Calculate the pointer for the specific unroll-part.
-    Value *PartPtr = Builder.CreateGEP(Ptr, Builder.getInt32(Part * VF));
+    Value *PartPtr =
+        Builder.CreateGEP(nullptr, Ptr, Builder.getInt32(Part * VF));
 
     if (Reverse) {
       // If the address is consecutive but reversed, then the
-      // wide store needs to start at the last vector element.
-      PartPtr = Builder.CreateGEP(Ptr, Builder.getInt32(-Part * VF));
-      PartPtr = Builder.CreateGEP(PartPtr, Builder.getInt32(1 - VF));
+      // wide load needs to start at the last vector element.
+      PartPtr = Builder.CreateGEP(nullptr, Ptr, Builder.getInt32(-Part * VF));
+      PartPtr = Builder.CreateGEP(nullptr, PartPtr, Builder.getInt32(1 - VF));
+      Mask[Part] = reverseVector(Mask[Part]);
     }
 
+    Instruction* NewLI;
     Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(PartPtr,
                                           DataTy->getPointerTo(AddressSpace));
-    Value *LI = Builder.CreateLoad(VecPtr, "wide.load");
-    cast<LoadInst>(LI)->setAlignment(Alignment);
-    Entry[Part] = Reverse ? reverseVector(LI) :  LI;
+    if (Legal->isMaskRequired(LI))
+      NewLI = Builder.CreateMaskedLoad(VecPtr, Alignment, Mask[Part],
+                                       UndefValue::get(DataTy),
+                                       "wide.masked.load");
+    else
+      NewLI = Builder.CreateAlignedLoad(VecPtr, Alignment, "wide.load");
+    propagateMetadata(NewLI, LI);
+    Entry[Part] = Reverse ? reverseVector(NewLI) :  NewLI;
   }
 }
 
-void InnerLoopVectorizer::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
+void InnerLoopVectorizer::scalarizeInstruction(Instruction *Instr,
+                                               bool IfPredicateStore) {
   assert(!Instr->getType()->isAggregateType() && "Can't handle vectors");
   // Holds vector parameters or scalars, in case of uniform vals.
   SmallVector<VectorParts, 4> Params;
@@ -1319,7 +2538,7 @@ void InnerLoopVectorizer::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
     // Try using previously calculated values.
     Instruction *SrcInst = dyn_cast<Instruction>(SrcOp);
 
-    // If the src is an instruction that appeared earlier in the basic block
+    // If the src is an instruction that appeared earlier in the basic block,
     // then it should already be vectorized.
     if (SrcInst && OrigLoop->contains(SrcInst)) {
       assert(WidenMap.has(SrcInst) && "Source operand is unavailable");
@@ -1339,15 +2558,32 @@ void InnerLoopVectorizer::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
   // Does this instruction return a value ?
   bool IsVoidRetTy = Instr->getType()->isVoidTy();
 
-  Value *UndefVec = IsVoidRetTy ? 0 :
+  Value *UndefVec = IsVoidRetTy ? nullptr :
     UndefValue::get(VectorType::get(Instr->getType(), VF));
   // Create a new entry in the WidenMap and initialize it to Undef or Null.
   VectorParts &VecResults = WidenMap.splat(Instr, UndefVec);
 
+  VectorParts Cond;
+  if (IfPredicateStore) {
+    assert(Instr->getParent()->getSinglePredecessor() &&
+           "Only support single predecessor blocks");
+    Cond = createEdgeMask(Instr->getParent()->getSinglePredecessor(),
+                          Instr->getParent());
+  }
+
   // For each vector unroll 'part':
   for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
     // For each scalar that we create:
     for (unsigned Width = 0; Width < VF; ++Width) {
+
+      // Start if-block.
+      Value *Cmp = nullptr;
+      if (IfPredicateStore) {
+        Cmp = Builder.CreateExtractElement(Cond[Part], Builder.getInt32(Width));
+        Cmp = Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Cmp,
+                                 ConstantInt::get(Cmp->getType(), 1));
+      }
+
       Instruction *Cloned = Instr->clone();
       if (!IsVoidRetTy)
         Cloned->setName(Instr->getName() + ".cloned");
@@ -1368,117 +2604,227 @@ void InnerLoopVectorizer::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
       if (!IsVoidRetTy)
         VecResults[Part] = Builder.CreateInsertElement(VecResults[Part], Cloned,
                                                        Builder.getInt32(Width));
+      // End if-block.
+      if (IfPredicateStore)
+        PredicatedStores.push_back(std::make_pair(cast<StoreInst>(Cloned),
+                                                  Cmp));
     }
   }
 }
 
-Instruction *
-InnerLoopVectorizer::addRuntimeCheck(LoopVectorizationLegality *Legal,
-                                     Instruction *Loc) {
-  LoopVectorizationLegality::RuntimePointerCheck *PtrRtCheck =
-  Legal->getRuntimePointerCheck();
+PHINode *InnerLoopVectorizer::createInductionVariable(Loop *L, Value *Start,
+                                                      Value *End, Value *Step,
+                                                      Instruction *DL) {
+  BasicBlock *Header = L->getHeader();
+  BasicBlock *Latch = L->getLoopLatch();
+  // As we're just creating this loop, it's possible no latch exists
+  // yet. If so, use the header as this will be a single block loop.
+  if (!Latch)
+    Latch = Header;
+
+  IRBuilder<> Builder(&*Header->getFirstInsertionPt());
+  setDebugLocFromInst(Builder, getDebugLocFromInstOrOperands(OldInduction));
+  auto *Induction = Builder.CreatePHI(Start->getType(), 2, "index");
+
+  Builder.SetInsertPoint(Latch->getTerminator());
+  
+  // Create i+1 and fill the PHINode.
+  Value *Next = Builder.CreateAdd(Induction, Step, "index.next");
+  Induction->addIncoming(Start, L->getLoopPreheader());
+  Induction->addIncoming(Next, Latch);
+  // Create the compare.
+  Value *ICmp = Builder.CreateICmpEQ(Next, End);
+  Builder.CreateCondBr(ICmp, L->getExitBlock(), Header);
+  
+  // Now we have two terminators. Remove the old one from the block.
+  Latch->getTerminator()->eraseFromParent();
+
+  return Induction;
+}
+
+Value *InnerLoopVectorizer::getOrCreateTripCount(Loop *L) {
+  if (TripCount)
+    return TripCount;
 
-  if (!PtrRtCheck->Need)
-    return NULL;
+  IRBuilder<> Builder(L->getLoopPreheader()->getTerminator());
+  // Find the loop boundaries.
+  ScalarEvolution *SE = PSE.getSE();
+  const SCEV *BackedgeTakenCount = SE->getBackedgeTakenCount(OrigLoop);
+  assert(BackedgeTakenCount != SE->getCouldNotCompute() &&
+         "Invalid loop count");
 
-  unsigned NumPointers = PtrRtCheck->Pointers.size();
-  SmallVector<TrackingVH<Value> , 2> Starts;
-  SmallVector<TrackingVH<Value> , 2> Ends;
+  Type *IdxTy = Legal->getWidestInductionType();
+  
+  // The exit count might have the type of i64 while the phi is i32. This can
+  // happen if we have an induction variable that is sign extended before the
+  // 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 (BackedgeTakenCount->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
+      IdxTy->getPrimitiveSizeInBits())
+    BackedgeTakenCount = SE->getTruncateOrNoop(BackedgeTakenCount, IdxTy);
+  BackedgeTakenCount = SE->getNoopOrZeroExtend(BackedgeTakenCount, IdxTy);
+  
+  // Get the total trip count from the count by adding 1.
+  const SCEV *ExitCount = SE->getAddExpr(
+      BackedgeTakenCount, SE->getOne(BackedgeTakenCount->getType()));
 
-  LLVMContext &Ctx = Loc->getContext();
-  SCEVExpander Exp(*SE, "induction");
+  const DataLayout &DL = L->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
 
-  for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
-    Value *Ptr = PtrRtCheck->Pointers[i];
-    const SCEV *Sc = SE->getSCEV(Ptr);
+  // Expand the trip count and place the new instructions in the preheader.
+  // Notice that the pre-header does not change, only the loop body.
+  SCEVExpander Exp(*SE, DL, "induction");
 
-    if (SE->isLoopInvariant(Sc, OrigLoop)) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Adding RT check for a loop invariant ptr:" <<
-            *Ptr <<"\n");
-      Starts.push_back(Ptr);
-      Ends.push_back(Ptr);
-    } else {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Adding RT check for range:" << *Ptr << '\n');
-      unsigned AS = Ptr->getType()->getPointerAddressSpace();
+  // Count holds the overall loop count (N).
+  TripCount = Exp.expandCodeFor(ExitCount, ExitCount->getType(),
+                                L->getLoopPreheader()->getTerminator());
 
-      // Use this type for pointer arithmetic.
-      Type *PtrArithTy = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS);
+  if (TripCount->getType()->isPointerTy())
+    TripCount =
+      CastInst::CreatePointerCast(TripCount, IdxTy,
+                                  "exitcount.ptrcnt.to.int",
+                                  L->getLoopPreheader()->getTerminator());
 
-      Value *Start = Exp.expandCodeFor(PtrRtCheck->Starts[i], PtrArithTy, Loc);
-      Value *End = Exp.expandCodeFor(PtrRtCheck->Ends[i], PtrArithTy, Loc);
-      Starts.push_back(Start);
-      Ends.push_back(End);
-    }
-  }
+  return TripCount;
+}
 
-  IRBuilder<> ChkBuilder(Loc);
-  // Our instructions might fold to a constant.
-  Value *MemoryRuntimeCheck = 0;
-  for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
-    for (unsigned j = i+1; j < NumPointers; ++j) {
-      // No need to check if two readonly pointers intersect.
-      if (!PtrRtCheck->IsWritePtr[i] && !PtrRtCheck->IsWritePtr[j])
-        continue;
+Value *InnerLoopVectorizer::getOrCreateVectorTripCount(Loop *L) {
+  if (VectorTripCount)
+    return VectorTripCount;
+  
+  Value *TC = getOrCreateTripCount(L);
+  IRBuilder<> Builder(L->getLoopPreheader()->getTerminator());
+  
+  // Now we need to generate the expression for N - (N % VF), which is
+  // the part that the vectorized body will execute.
+  // The loop step is equal to the vectorization factor (num of SIMD elements)
+  // times the unroll factor (num of SIMD instructions).
+  Constant *Step = ConstantInt::get(TC->getType(), VF * UF);
+  Value *R = Builder.CreateURem(TC, Step, "n.mod.vf");
+  VectorTripCount = Builder.CreateSub(TC, R, "n.vec");
+
+  return VectorTripCount;
+}
+
+void InnerLoopVectorizer::emitMinimumIterationCountCheck(Loop *L,
+                                                         BasicBlock *Bypass) {
+  Value *Count = getOrCreateTripCount(L);
+  BasicBlock *BB = L->getLoopPreheader();
+  IRBuilder<> Builder(BB->getTerminator());
+
+  // Generate code to check that the loop's trip count that we computed by
+  // adding one to the backedge-taken count will not overflow.
+  Value *CheckMinIters =
+    Builder.CreateICmpULT(Count,
+                          ConstantInt::get(Count->getType(), VF * UF),
+                          "min.iters.check");
+  
+  BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BB->getTerminator(),
+                                          "min.iters.checked");
+  if (L->getParentLoop())
+    L->getParentLoop()->addBasicBlockToLoop(NewBB, *LI);
+  ReplaceInstWithInst(BB->getTerminator(),
+                      BranchInst::Create(Bypass, NewBB, CheckMinIters));
+  LoopBypassBlocks.push_back(BB);
+}
 
-      // Only need to check pointers between two different dependency sets.
-      if (PtrRtCheck->DependencySetId[i] == PtrRtCheck->DependencySetId[j])
-       continue;
+void InnerLoopVectorizer::emitVectorLoopEnteredCheck(Loop *L,
+                                                     BasicBlock *Bypass) {
+  Value *TC = getOrCreateVectorTripCount(L);
+  BasicBlock *BB = L->getLoopPreheader();
+  IRBuilder<> Builder(BB->getTerminator());
+  
+  // Now, compare the new count to zero. If it is zero skip the vector loop and
+  // jump to the scalar loop.
+  Value *Cmp = Builder.CreateICmpEQ(TC, Constant::getNullValue(TC->getType()),
+                                    "cmp.zero");
+
+  // Generate code to check that the loop's trip count that we computed by
+  // adding one to the backedge-taken count will not overflow.
+  BasicBlock *NewBB = BB->splitBasicBlock(BB->getTerminator(),
+                                          "vector.ph");
+  if (L->getParentLoop())
+    L->getParentLoop()->addBasicBlockToLoop(NewBB, *LI);
+  ReplaceInstWithInst(BB->getTerminator(),
+                      BranchInst::Create(Bypass, NewBB, Cmp));
+  LoopBypassBlocks.push_back(BB);
+}
+
+void InnerLoopVectorizer::emitSCEVChecks(Loop *L, BasicBlock *Bypass) {
+  BasicBlock *BB = L->getLoopPreheader();
 
-      unsigned AS0 = Starts[i]->getType()->getPointerAddressSpace();
-      unsigned AS1 = Starts[j]->getType()->getPointerAddressSpace();
+  // Generate the code to check that the SCEV assumptions that we made.
+  // We want the new basic block to start at the first instruction in a
+  // sequence of instructions that form a check.
+  SCEVExpander Exp(*PSE.getSE(), Bypass->getModule()->getDataLayout(),
+                   "scev.check");
+  Value *SCEVCheck =
+      Exp.expandCodeForPredicate(&PSE.getUnionPredicate(), BB->getTerminator());
 
-      assert((AS0 == Ends[j]->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
-             (AS1 == Ends[i]->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
-             "Trying to bounds check pointers with different address spaces");
+  if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(SCEVCheck))
+    if (C->isZero())
+      return;
 
-      Type *PtrArithTy0 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS0);
-      Type *PtrArithTy1 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS1);
+  // Create a new block containing the stride check.
+  BB->setName("vector.scevcheck");
+  auto *NewBB = BB->splitBasicBlock(BB->getTerminator(), "vector.ph");
+  if (L->getParentLoop())
+    L->getParentLoop()->addBasicBlockToLoop(NewBB, *LI);
+  ReplaceInstWithInst(BB->getTerminator(),
+                      BranchInst::Create(Bypass, NewBB, SCEVCheck));
+  LoopBypassBlocks.push_back(BB);
+  AddedSafetyChecks = true;
+}
 
-      Value *Start0 = ChkBuilder.CreateBitCast(Starts[i], PtrArithTy0, "bc");
-      Value *Start1 = ChkBuilder.CreateBitCast(Starts[j], PtrArithTy1, "bc");
-      Value *End0 =   ChkBuilder.CreateBitCast(Ends[i],   PtrArithTy1, "bc");
-      Value *End1 =   ChkBuilder.CreateBitCast(Ends[j],   PtrArithTy0, "bc");
+void InnerLoopVectorizer::emitMemRuntimeChecks(Loop *L,
+                                               BasicBlock *Bypass) {
+  BasicBlock *BB = L->getLoopPreheader();
 
-      Value *Cmp0 = ChkBuilder.CreateICmpULE(Start0, End1, "bound0");
-      Value *Cmp1 = ChkBuilder.CreateICmpULE(Start1, End0, "bound1");
-      Value *IsConflict = ChkBuilder.CreateAnd(Cmp0, Cmp1, "found.conflict");
-      if (MemoryRuntimeCheck)
-        IsConflict = ChkBuilder.CreateOr(MemoryRuntimeCheck, IsConflict,
-                                         "conflict.rdx");
-      MemoryRuntimeCheck = IsConflict;
-    }
-  }
+  // Generate the code that checks in runtime if arrays overlap. We put the
+  // checks into a separate block to make the more common case of few elements
+  // faster.
+  Instruction *FirstCheckInst;
+  Instruction *MemRuntimeCheck;
+  std::tie(FirstCheckInst, MemRuntimeCheck) =
+      Legal->getLAI()->addRuntimeChecks(BB->getTerminator());
+  if (!MemRuntimeCheck)
+    return;
 
-  // We have to do this trickery because the IRBuilder might fold the check to a
-  // constant expression in which case there is no Instruction anchored in a
-  // the block.
-  Instruction *Check = BinaryOperator::CreateAnd(MemoryRuntimeCheck,
-                                                 ConstantInt::getTrue(Ctx));
-  ChkBuilder.Insert(Check, "memcheck.conflict");
-  return Check;
+  // Create a new block containing the memory check.
+  BB->setName("vector.memcheck");
+  auto *NewBB = BB->splitBasicBlock(BB->getTerminator(), "vector.ph");
+  if (L->getParentLoop())
+    L->getParentLoop()->addBasicBlockToLoop(NewBB, *LI);
+  ReplaceInstWithInst(BB->getTerminator(),
+                      BranchInst::Create(Bypass, NewBB, MemRuntimeCheck));
+  LoopBypassBlocks.push_back(BB);
+  AddedSafetyChecks = true;
 }
 
-void
-InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
+
+void InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop() {
   /*
    In this function we generate a new loop. The new loop will contain
    the vectorized instructions while the old loop will continue to run the
    scalar remainder.
 
-       [ ] <-- vector loop bypass (may consist of multiple blocks).
-     /  |
-    /   v
-   |   [ ]     <-- vector pre header.
-   |    |
-   |    v
-   |   [  ] \
-   |   [  ]_|   <-- vector loop.
-   |    |
-    \   v
-      >[ ]   <--- middle-block.
-     /  |
-    /   v
-   |   [ ]     <--- new preheader.
+       [ ] <-- loop iteration number check.
+    /   |
+   /    v
+  |    [ ] <-- vector loop bypass (may consist of multiple blocks).
+  |  /  |
+  | /   v
+  ||   [ ]     <-- vector pre header.
+  |/    |
+  |     v
+  |    [  ] \
+  |    [  ]_|   <-- vector loop.
+  |     |
+  |     v
+  |   -[ ]   <--- middle-block.
+  |  /  |
+  | /   v
+  -|- >[ ]     <--- new preheader.
    |    |
    |    v
    |   [ ] \
@@ -1490,50 +2836,28 @@ InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
    */
 
   BasicBlock *OldBasicBlock = OrigLoop->getHeader();
-  BasicBlock *BypassBlock = OrigLoop->getLoopPreheader();
+  BasicBlock *VectorPH = OrigLoop->getLoopPreheader();
   BasicBlock *ExitBlock = OrigLoop->getExitBlock();
+  assert(VectorPH && "Invalid loop structure");
   assert(ExitBlock && "Must have an exit block");
 
   // Some loops have a single integer induction variable, while other loops
   // don't. One example is c++ iterators that often have multiple pointer
   // induction variables. In the code below we also support a case where we
   // don't have a single induction variable.
+  //
+  // We try to obtain an induction variable from the original loop as hard
+  // as possible. However if we don't find one that:
+  //   - is an integer
+  //   - counts from zero, stepping by one
+  //   - is the size of the widest induction variable type
+  // then we create a new one.
   OldInduction = Legal->getInduction();
   Type *IdxTy = Legal->getWidestInductionType();
 
-  // Find the loop boundaries.
-  const SCEV *ExitCount = SE->getBackedgeTakenCount(OrigLoop);
-  assert(ExitCount != SE->getCouldNotCompute() && "Invalid loop count");
-
-  // Get the total trip count from the count by adding 1.
-  ExitCount = SE->getAddExpr(ExitCount,
-                             SE->getConstant(ExitCount->getType(), 1));
-
-  // Expand the trip count and place the new instructions in the preheader.
-  // Notice that the pre-header does not change, only the loop body.
-  SCEVExpander Exp(*SE, "induction");
-
-  // Count holds the overall loop count (N).
-  Value *Count = Exp.expandCodeFor(ExitCount, ExitCount->getType(),
-                                   BypassBlock->getTerminator());
-
-  // The loop index does not have to start at Zero. Find the original start
-  // value from the induction PHI node. If we don't have an induction variable
-  // then we know that it starts at zero.
-  Builder.SetInsertPoint(BypassBlock->getTerminator());
-  Value *StartIdx = ExtendedIdx = OldInduction ?
-    Builder.CreateZExt(OldInduction->getIncomingValueForBlock(BypassBlock),
-                       IdxTy):
-    ConstantInt::get(IdxTy, 0);
-
-  assert(BypassBlock && "Invalid loop structure");
-  LoopBypassBlocks.push_back(BypassBlock);
-
   // Split the single block loop into the two loop structure described above.
-  BasicBlock *VectorPH =
-  BypassBlock->splitBasicBlock(BypassBlock->getTerminator(), "vector.ph");
   BasicBlock *VecBody =
-  VectorPH->splitBasicBlock(VectorPH->getTerminator(), "vector.body");
+      VectorPH->splitBasicBlock(VectorPH->getTerminator(), "vector.body");
   BasicBlock *MiddleBlock =
   VecBody->splitBasicBlock(VecBody->getTerminator(), "middle.block");
   BasicBlock *ScalarPH =
@@ -1547,85 +2871,43 @@ InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
   // before calling any utilities such as SCEV that require valid LoopInfo.
   if (ParentLoop) {
     ParentLoop->addChildLoop(Lp);
-    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(ScalarPH, LI->getBase());
-    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(VectorPH, LI->getBase());
-    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(MiddleBlock, LI->getBase());
+    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(ScalarPH, *LI);
+    ParentLoop->addBasicBlockToLoop(MiddleBlock, *LI);
   } else {
     LI->addTopLevelLoop(Lp);
   }
-  Lp->addBasicBlockToLoop(VecBody, LI->getBase());
+  Lp->addBasicBlockToLoop(VecBody, *LI);
 
-  // Use this IR builder to create the loop instructions (Phi, Br, Cmp)
-  // inside the loop.
-  Builder.SetInsertPoint(VecBody->getFirstNonPHI());
+  // Find the loop boundaries.
+  Value *Count = getOrCreateTripCount(Lp);
+
+  Value *StartIdx = ConstantInt::get(IdxTy, 0);
+
+  // We need to test whether the backedge-taken count is uint##_max. Adding one
+  // to it will cause overflow and an incorrect loop trip count in the vector
+  // body. In case of overflow we want to directly jump to the scalar remainder
+  // loop.
+  emitMinimumIterationCountCheck(Lp, ScalarPH);
+  // Now, compare the new count to zero. If it is zero skip the vector loop and
+  // jump to the scalar loop.
+  emitVectorLoopEnteredCheck(Lp, ScalarPH);
+  // Generate the code to check any assumptions that we've made for SCEV
+  // expressions.
+  emitSCEVChecks(Lp, ScalarPH);
 
+  // Generate the code that checks in runtime if arrays overlap. We put the
+  // checks into a separate block to make the more common case of few elements
+  // faster.
+  emitMemRuntimeChecks(Lp, ScalarPH);
+  
   // Generate the induction variable.
-  setDebugLocFromInst(Builder, getDebugLocFromInstOrOperands(OldInduction));
-  Induction = Builder.CreatePHI(IdxTy, 2, "index");
   // The loop step is equal to the vectorization factor (num of SIMD elements)
   // times the unroll factor (num of SIMD instructions).
+  Value *CountRoundDown = getOrCreateVectorTripCount(Lp);
   Constant *Step = ConstantInt::get(IdxTy, VF * UF);
-
-  // This is the IR builder that we use to add all of the logic for bypassing
-  // the new vector loop.
-  IRBuilder<> BypassBuilder(BypassBlock->getTerminator());
-  setDebugLocFromInst(BypassBuilder,
-                      getDebugLocFromInstOrOperands(OldInduction));
-
-  // We may need to extend the index in case there is a type mismatch.
-  // We know that the count starts at zero and does not overflow.
-  if (Count->getType() != IdxTy) {
-    // The exit count can be of pointer type. Convert it to the correct
-    // integer type.
-    if (ExitCount->getType()->isPointerTy())
-      Count = BypassBuilder.CreatePointerCast(Count, IdxTy, "ptrcnt.to.int");
-    else
-      Count = BypassBuilder.CreateZExtOrTrunc(Count, IdxTy, "cnt.cast");
-  }
-
-  // Add the start index to the loop count to get the new end index.
-  Value *IdxEnd = BypassBuilder.CreateAdd(Count, StartIdx, "end.idx");
-
-  // Now we need to generate the expression for N - (N % VF), which is
-  // the part that the vectorized body will execute.
-  Value *R = BypassBuilder.CreateURem(Count, Step, "n.mod.vf");
-  Value *CountRoundDown = BypassBuilder.CreateSub(Count, R, "n.vec");
-  Value *IdxEndRoundDown = BypassBuilder.CreateAdd(CountRoundDown, StartIdx,
-                                                     "end.idx.rnd.down");
-
-  // Now, compare the new count to zero. If it is zero skip the vector loop and
-  // jump to the scalar loop.
-  Value *Cmp = BypassBuilder.CreateICmpEQ(IdxEndRoundDown, StartIdx,
-                                          "cmp.zero");
-
-  BasicBlock *LastBypassBlock = BypassBlock;
-
-  // Generate the code that checks in runtime if arrays overlap. We put the
-  // checks into a separate block to make the more common case of few elements
-  // faster.
-  Instruction *MemRuntimeCheck = addRuntimeCheck(Legal,
-                                                 BypassBlock->getTerminator());
-  if (MemRuntimeCheck) {
-    // Create a new block containing the memory check.
-    BasicBlock *CheckBlock = BypassBlock->splitBasicBlock(MemRuntimeCheck,
-                                                          "vector.memcheck");
-    if (ParentLoop)
-      ParentLoop->addBasicBlockToLoop(CheckBlock, LI->getBase());
-    LoopBypassBlocks.push_back(CheckBlock);
-
-    // Replace the branch into the memory check block with a conditional branch
-    // for the "few elements case".
-    Instruction *OldTerm = BypassBlock->getTerminator();
-    BranchInst::Create(MiddleBlock, CheckBlock, Cmp, OldTerm);
-    OldTerm->eraseFromParent();
-
-    Cmp = MemRuntimeCheck;
-    LastBypassBlock = CheckBlock;
-  }
-
-  LastBypassBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
-  BranchInst::Create(MiddleBlock, VectorPH, Cmp,
-                     LastBypassBlock);
+  Induction =
+    createInductionVariable(Lp, StartIdx, CountRoundDown, Step,
+                            getDebugLocFromInstOrOperands(OldInduction));
 
   // We are going to resume the execution of the scalar loop.
   // Go over all of the induction variables that we found and fix the
@@ -1635,395 +2917,346 @@ InnerLoopVectorizer::createEmptyLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
   // If we come from a bypass edge then we need to start from the original
   // start value.
 
-  // This variable saves the new starting index for the scalar loop.
-  PHINode *ResumeIndex = 0;
+  // This variable saves the new starting index for the scalar loop. It is used
+  // to test if there are any tail iterations left once the vector loop has
+  // completed.
   LoopVectorizationLegality::InductionList::iterator I, E;
   LoopVectorizationLegality::InductionList *List = Legal->getInductionVars();
-  // Set builder to point to last bypass block.
-  BypassBuilder.SetInsertPoint(LoopBypassBlocks.back()->getTerminator());
   for (I = List->begin(), E = List->end(); I != E; ++I) {
     PHINode *OrigPhi = I->first;
-    LoopVectorizationLegality::InductionInfo II = I->second;
-
-    Type *ResumeValTy = (OrigPhi == OldInduction) ? IdxTy : OrigPhi->getType();
-    PHINode *ResumeVal = PHINode::Create(ResumeValTy, 2, "resume.val",
-                                         MiddleBlock->getTerminator());
-    // We might have extended the type of the induction variable but we need a
-    // truncated version for the scalar loop.
-    PHINode *TruncResumeVal = (OrigPhi == OldInduction) ?
-      PHINode::Create(OrigPhi->getType(), 2, "trunc.resume.val",
-                      MiddleBlock->getTerminator()) : 0;
-
-    Value *EndValue = 0;
-    switch (II.IK) {
-    case LoopVectorizationLegality::IK_NoInduction:
-      llvm_unreachable("Unknown induction");
-    case LoopVectorizationLegality::IK_IntInduction: {
-      // Handle the integer induction counter.
-      assert(OrigPhi->getType()->isIntegerTy() && "Invalid type");
-
-      // We have the canonical induction variable.
-      if (OrigPhi == OldInduction) {
-        // Create a truncated version of the resume value for the scalar loop,
-        // we might have promoted the type to a larger width.
-        EndValue =
-          BypassBuilder.CreateTrunc(IdxEndRoundDown, OrigPhi->getType());
-        // The new PHI merges the original incoming value, in case of a bypass,
-        // or the value at the end of the vectorized loop.
-        for (unsigned I = 0, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I)
-          TruncResumeVal->addIncoming(II.StartValue, LoopBypassBlocks[I]);
-        TruncResumeVal->addIncoming(EndValue, VecBody);
-
-        // We know what the end value is.
-        EndValue = IdxEndRoundDown;
-        // We also know which PHI node holds it.
-        ResumeIndex = ResumeVal;
-        break;
-      }
-
-      // Not the canonical induction variable - add the vector loop count to the
-      // start value.
-      Value *CRD = BypassBuilder.CreateSExtOrTrunc(CountRoundDown,
-                                                   II.StartValue->getType(),
-                                                   "cast.crd");
-      EndValue = BypassBuilder.CreateAdd(CRD, II.StartValue , "ind.end");
-      break;
-    }
-    case LoopVectorizationLegality::IK_ReverseIntInduction: {
-      // Convert the CountRoundDown variable to the PHI size.
-      Value *CRD = BypassBuilder.CreateSExtOrTrunc(CountRoundDown,
-                                                   II.StartValue->getType(),
-                                                   "cast.crd");
-      // Handle reverse integer induction counter.
-      EndValue = BypassBuilder.CreateSub(II.StartValue, CRD, "rev.ind.end");
-      break;
-    }
-    case LoopVectorizationLegality::IK_PtrInduction: {
-      // For pointer induction variables, calculate the offset using
-      // the end index.
-      EndValue = BypassBuilder.CreateGEP(II.StartValue, CountRoundDown,
-                                         "ptr.ind.end");
-      break;
-    }
-    case LoopVectorizationLegality::IK_ReversePtrInduction: {
-      // The value at the end of the loop for the reverse pointer is calculated
-      // by creating a GEP with a negative index starting from the start value.
-      Value *Zero = ConstantInt::get(CountRoundDown->getType(), 0);
-      Value *NegIdx = BypassBuilder.CreateSub(Zero, CountRoundDown,
-                                              "rev.ind.end");
-      EndValue = BypassBuilder.CreateGEP(II.StartValue, NegIdx,
-                                         "rev.ptr.ind.end");
-      break;
+    InductionDescriptor II = I->second;
+
+    // Create phi nodes to merge from the  backedge-taken check block.
+    PHINode *BCResumeVal = PHINode::Create(OrigPhi->getType(), 3,
+                                           "bc.resume.val",
+                                           ScalarPH->getTerminator());
+    Value *EndValue;
+    if (OrigPhi == OldInduction) {
+      // We know what the end value is.
+      EndValue = CountRoundDown;
+    } else {
+      IRBuilder<> B(LoopBypassBlocks.back()->getTerminator());
+      Value *CRD = B.CreateSExtOrTrunc(CountRoundDown,
+                                       II.getStepValue()->getType(),
+                                       "cast.crd");
+      EndValue = II.transform(B, CRD);
+      EndValue->setName("ind.end");
     }
-    }// end of case
 
     // The new PHI merges the original incoming value, in case of a bypass,
     // or the value at the end of the vectorized loop.
-    for (unsigned I = 0, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I) {
-      if (OrigPhi == OldInduction)
-        ResumeVal->addIncoming(StartIdx, LoopBypassBlocks[I]);
-      else
-        ResumeVal->addIncoming(II.StartValue, LoopBypassBlocks[I]);
-    }
-    ResumeVal->addIncoming(EndValue, VecBody);
+    BCResumeVal->addIncoming(EndValue, MiddleBlock);
 
     // Fix the scalar body counter (PHI node).
     unsigned BlockIdx = OrigPhi->getBasicBlockIndex(ScalarPH);
-    // The old inductions phi node in the scalar body needs the truncated value.
-    if (OrigPhi == OldInduction)
-      OrigPhi->setIncomingValue(BlockIdx, TruncResumeVal);
-    else
-      OrigPhi->setIncomingValue(BlockIdx, ResumeVal);
-  }
 
-  // If we are generating a new induction variable then we also need to
-  // generate the code that calculates the exit value. This value is not
-  // simply the end of the counter because we may skip the vectorized body
-  // in case of a runtime check.
-  if (!OldInduction){
-    assert(!ResumeIndex && "Unexpected resume value found");
-    ResumeIndex = PHINode::Create(IdxTy, 2, "new.indc.resume.val",
-                                  MiddleBlock->getTerminator());
+    // The old induction's phi node in the scalar body needs the truncated
+    // value.
     for (unsigned I = 0, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I)
-      ResumeIndex->addIncoming(StartIdx, LoopBypassBlocks[I]);
-    ResumeIndex->addIncoming(IdxEndRoundDown, VecBody);
+      BCResumeVal->addIncoming(II.getStartValue(), LoopBypassBlocks[I]);
+    OrigPhi->setIncomingValue(BlockIdx, BCResumeVal);
   }
 
-  // Make sure that we found the index where scalar loop needs to continue.
-  assert(ResumeIndex && ResumeIndex->getType()->isIntegerTy() &&
-         "Invalid resume Index");
-
   // Add a check in the middle block to see if we have completed
   // all of the iterations in the first vector loop.
   // If (N - N%VF) == N, then we *don't* need to run the remainder.
-  Value *CmpN = CmpInst::Create(Instruction::ICmp, CmpInst::ICMP_EQ, IdxEnd,
-                                ResumeIndex, "cmp.n",
+  Value *CmpN = CmpInst::Create(Instruction::ICmp, CmpInst::ICMP_EQ, Count,
+                                CountRoundDown, "cmp.n",
                                 MiddleBlock->getTerminator());
-
-  BranchInst::Create(ExitBlock, ScalarPH, CmpN, MiddleBlock->getTerminator());
-  // Remove the old terminator.
-  MiddleBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
-
-  // Create i+1 and fill the PHINode.
-  Value *NextIdx = Builder.CreateAdd(Induction, Step, "index.next");
-  Induction->addIncoming(StartIdx, VectorPH);
-  Induction->addIncoming(NextIdx, VecBody);
-  // Create the compare.
-  Value *ICmp = Builder.CreateICmpEQ(NextIdx, IdxEndRoundDown);
-  Builder.CreateCondBr(ICmp, MiddleBlock, VecBody);
-
-  // Now we have two terminators. Remove the old one from the block.
-  VecBody->getTerminator()->eraseFromParent();
+  ReplaceInstWithInst(MiddleBlock->getTerminator(),
+                      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 = VectorPH;
+  LoopVectorPreHeader = Lp->getLoopPreheader();
   LoopScalarPreHeader = ScalarPH;
   LoopMiddleBlock = MiddleBlock;
   LoopExitBlock = ExitBlock;
-  LoopVectorBody = VecBody;
+  LoopVectorBody.push_back(VecBody);
   LoopScalarBody = OldBasicBlock;
+
+  LoopVectorizeHints Hints(Lp, true);
+  Hints.setAlreadyVectorized();
 }
 
-/// This function returns the identity element (or neutral element) for
-/// the operation K.
-Constant*
-LoopVectorizationLegality::getReductionIdentity(ReductionKind K, Type *Tp) {
-  switch (K) {
-  case RK_IntegerXor:
-  case RK_IntegerAdd:
-  case RK_IntegerOr:
-    // Adding, Xoring, Oring zero to a number does not change it.
-    return ConstantInt::get(Tp, 0);
-  case RK_IntegerMult:
-    // Multiplying a number by 1 does not change it.
-    return ConstantInt::get(Tp, 1);
-  case RK_IntegerAnd:
-    // AND-ing a number with an all-1 value does not change it.
-    return ConstantInt::get(Tp, -1, true);
-  case  RK_FloatMult:
-    // Multiplying a number by 1 does not change it.
-    return ConstantFP::get(Tp, 1.0L);
-  case  RK_FloatAdd:
-    // Adding zero to a number does not change it.
-    return ConstantFP::get(Tp, 0.0L);
-  default:
-    llvm_unreachable("Unknown reduction kind");
+namespace {
+struct CSEDenseMapInfo {
+  static bool canHandle(Instruction *I) {
+    return isa<InsertElementInst>(I) || isa<ExtractElementInst>(I) ||
+           isa<ShuffleVectorInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I);
+  }
+  static inline Instruction *getEmptyKey() {
+    return DenseMapInfo<Instruction *>::getEmptyKey();
+  }
+  static inline Instruction *getTombstoneKey() {
+    return DenseMapInfo<Instruction *>::getTombstoneKey();
+  }
+  static unsigned getHashValue(Instruction *I) {
+    assert(canHandle(I) && "Unknown instruction!");
+    return hash_combine(I->getOpcode(), hash_combine_range(I->value_op_begin(),
+                                                           I->value_op_end()));
   }
+  static bool isEqual(Instruction *LHS, Instruction *RHS) {
+    if (LHS == getEmptyKey() || RHS == getEmptyKey() ||
+        LHS == getTombstoneKey() || RHS == getTombstoneKey())
+      return LHS == RHS;
+    return LHS->isIdenticalTo(RHS);
+  }
+};
+}
+
+/// \brief Check whether this block is a predicated block.
+/// Due to if predication of stores we might create a sequence of "if(pred) a[i]
+/// = ...;  " blocks. We start with one vectorized basic block. For every
+/// conditional block we split this vectorized block. Therefore, every second
+/// block will be a predicated one.
+static bool isPredicatedBlock(unsigned BlockNum) {
+  return BlockNum % 2;
 }
 
-static Intrinsic::ID checkUnaryFloatSignature(const CallInst &I,
-                                              Intrinsic::ID ValidIntrinsicID) {
-  if (I.getNumArgOperands() != 1 ||
-      !I.getArgOperand(0)->getType()->isFloatingPointTy() ||
-      I.getType() != I.getArgOperand(0)->getType() ||
-      !I.onlyReadsMemory())
-    return Intrinsic::not_intrinsic;
+///\brief Perform cse of induction variable instructions.
+static void cse(SmallVector<BasicBlock *, 4> &BBs) {
+  // Perform simple cse.
+  SmallDenseMap<Instruction *, Instruction *, 4, CSEDenseMapInfo> CSEMap;
+  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++;
+
+      if (!CSEDenseMapInfo::canHandle(In))
+        continue;
+
+      // Check if we can replace this instruction with any of the
+      // visited instructions.
+      if (Instruction *V = CSEMap.lookup(In)) {
+        In->replaceAllUsesWith(V);
+        In->eraseFromParent();
+        continue;
+      }
+      // Ignore instructions in conditional blocks. We create "if (pred) a[i] =
+      // ...;" blocks for predicated stores. Every second block is a predicated
+      // block.
+      if (isPredicatedBlock(i))
+        continue;
 
-  return ValidIntrinsicID;
+      CSEMap[In] = In;
+    }
+  }
 }
 
-static Intrinsic::ID checkBinaryFloatSignature(const CallInst &I,
-                                               Intrinsic::ID ValidIntrinsicID) {
-  if (I.getNumArgOperands() != 2 ||
-      !I.getArgOperand(0)->getType()->isFloatingPointTy() ||
-      !I.getArgOperand(1)->getType()->isFloatingPointTy() ||
-      I.getType() != I.getArgOperand(0)->getType() ||
-      I.getType() != I.getArgOperand(1)->getType() ||
-      !I.onlyReadsMemory())
-    return Intrinsic::not_intrinsic;
-
-  return ValidIntrinsicID;
+/// \brief Adds a 'fast' flag to floating point operations.
+static Value *addFastMathFlag(Value *V) {
+  if (isa<FPMathOperator>(V)){
+    FastMathFlags Flags;
+    Flags.setUnsafeAlgebra();
+    cast<Instruction>(V)->setFastMathFlags(Flags);
+  }
+  return V;
 }
 
+/// Estimate the overhead of scalarizing a value. Insert and Extract are set if
+/// the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
+static unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract,
+                                         const TargetTransformInfo &TTI) {
+  if (Ty->isVoidTy())
+    return 0;
 
-static Intrinsic::ID
-getIntrinsicIDForCall(CallInst *CI, const TargetLibraryInfo *TLI) {
-  // If we have an intrinsic call, check if it is trivially vectorizable.
-  if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI)) {
-    switch (II->getIntrinsicID()) {
-    case Intrinsic::sqrt:
-    case Intrinsic::sin:
-    case Intrinsic::cos:
-    case Intrinsic::exp:
-    case Intrinsic::exp2:
-    case Intrinsic::log:
-    case Intrinsic::log10:
-    case Intrinsic::log2:
-    case Intrinsic::fabs:
-    case Intrinsic::copysign:
-    case Intrinsic::floor:
-    case Intrinsic::ceil:
-    case Intrinsic::trunc:
-    case Intrinsic::rint:
-    case Intrinsic::nearbyint:
-    case Intrinsic::round:
-    case Intrinsic::pow:
-    case Intrinsic::fma:
-    case Intrinsic::fmuladd:
-    case Intrinsic::lifetime_start:
-    case Intrinsic::lifetime_end:
-      return II->getIntrinsicID();
-    default:
-      return Intrinsic::not_intrinsic;
-    }
+  assert(Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
+  unsigned Cost = 0;
+
+  for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
+    if (Insert)
+      Cost += TTI.getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
+    if (Extract)
+      Cost += TTI.getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
   }
 
-  if (!TLI)
-    return Intrinsic::not_intrinsic;
+  return Cost;
+}
 
-  LibFunc::Func Func;
+// Estimate cost of a call instruction CI if it were vectorized with factor VF.
+// Return the cost of the instruction, including scalarization overhead if it's
+// needed. The flag NeedToScalarize shows if the call needs to be scalarized -
+// i.e. either vector version isn't available, or is too expensive.
+static unsigned getVectorCallCost(CallInst *CI, unsigned VF,
+                                  const TargetTransformInfo &TTI,
+                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
+                                  bool &NeedToScalarize) {
   Function *F = CI->getCalledFunction();
-  // We're going to make assumptions on the semantics of the functions, check
-  // that the target knows that it's available in this environment and it does
-  // not have local linkage.
-  if (!F || F->hasLocalLinkage() || !TLI->getLibFunc(F->getName(), Func))
-    return Intrinsic::not_intrinsic;
-
-  // Otherwise check if we have a call to a function that can be turned into a
-  // vector intrinsic.
-  switch (Func) {
-  default:
-    break;
-  case LibFunc::sin:
-  case LibFunc::sinf:
-  case LibFunc::sinl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::sin);
-  case LibFunc::cos:
-  case LibFunc::cosf:
-  case LibFunc::cosl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::cos);
-  case LibFunc::exp:
-  case LibFunc::expf:
-  case LibFunc::expl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::exp);
-  case LibFunc::exp2:
-  case LibFunc::exp2f:
-  case LibFunc::exp2l:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::exp2);
-  case LibFunc::log:
-  case LibFunc::logf:
-  case LibFunc::logl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::log);
-  case LibFunc::log10:
-  case LibFunc::log10f:
-  case LibFunc::log10l:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::log10);
-  case LibFunc::log2:
-  case LibFunc::log2f:
-  case LibFunc::log2l:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::log2);
-  case LibFunc::fabs:
-  case LibFunc::fabsf:
-  case LibFunc::fabsl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::fabs);
-  case LibFunc::copysign:
-  case LibFunc::copysignf:
-  case LibFunc::copysignl:
-    return checkBinaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::copysign);
-  case LibFunc::floor:
-  case LibFunc::floorf:
-  case LibFunc::floorl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::floor);
-  case LibFunc::ceil:
-  case LibFunc::ceilf:
-  case LibFunc::ceill:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::ceil);
-  case LibFunc::trunc:
-  case LibFunc::truncf:
-  case LibFunc::truncl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::trunc);
-  case LibFunc::rint:
-  case LibFunc::rintf:
-  case LibFunc::rintl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::rint);
-  case LibFunc::nearbyint:
-  case LibFunc::nearbyintf:
-  case LibFunc::nearbyintl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::nearbyint);
-  case LibFunc::round:
-  case LibFunc::roundf:
-  case LibFunc::roundl:
-    return checkUnaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::round);
-  case LibFunc::pow:
-  case LibFunc::powf:
-  case LibFunc::powl:
-    return checkBinaryFloatSignature(*CI, Intrinsic::pow);
-  }
-
-  return Intrinsic::not_intrinsic;
-}
+  StringRef FnName = CI->getCalledFunction()->getName();
+  Type *ScalarRetTy = CI->getType();
+  SmallVector<Type *, 4> Tys, ScalarTys;
+  for (auto &ArgOp : CI->arg_operands())
+    ScalarTys.push_back(ArgOp->getType());
+
+  // Estimate cost of scalarized vector call. The source operands are assumed
+  // to be vectors, so we need to extract individual elements from there,
+  // execute VF scalar calls, and then gather the result into the vector return
+  // value.
+  unsigned ScalarCallCost = TTI.getCallInstrCost(F, ScalarRetTy, ScalarTys);
+  if (VF == 1)
+    return ScalarCallCost;
+
+  // Compute corresponding vector type for return value and arguments.
+  Type *RetTy = ToVectorTy(ScalarRetTy, VF);
+  for (unsigned i = 0, ie = ScalarTys.size(); i != ie; ++i)
+    Tys.push_back(ToVectorTy(ScalarTys[i], VF));
+
+  // Compute costs of unpacking argument values for the scalar calls and
+  // packing the return values to a vector.
+  unsigned ScalarizationCost =
+      getScalarizationOverhead(RetTy, true, false, TTI);
+  for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i)
+    ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true, TTI);
+
+  unsigned Cost = ScalarCallCost * VF + ScalarizationCost;
+
+  // If we can't emit a vector call for this function, then the currently found
+  // cost is the cost we need to return.
+  NeedToScalarize = true;
+  if (!TLI || !TLI->isFunctionVectorizable(FnName, VF) || CI->isNoBuiltin())
+    return Cost;
 
-/// This function translates the reduction kind to an LLVM binary operator.
-static unsigned
-getReductionBinOp(LoopVectorizationLegality::ReductionKind Kind) {
-  switch (Kind) {
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerAdd:
-      return Instruction::Add;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerMult:
-      return Instruction::Mul;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerOr:
-      return Instruction::Or;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerAnd:
-      return Instruction::And;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerXor:
-      return Instruction::Xor;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_FloatMult:
-      return Instruction::FMul;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_FloatAdd:
-      return Instruction::FAdd;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_IntegerMinMax:
-      return Instruction::ICmp;
-    case LoopVectorizationLegality::RK_FloatMinMax:
-      return Instruction::FCmp;
-    default:
-      llvm_unreachable("Unknown reduction operation");
+  // If the corresponding vector cost is cheaper, return its cost.
+  unsigned VectorCallCost = TTI.getCallInstrCost(nullptr, RetTy, Tys);
+  if (VectorCallCost < Cost) {
+    NeedToScalarize = false;
+    return VectorCallCost;
   }
+  return Cost;
 }
 
-Value *createMinMaxOp(IRBuilder<> &Builder,
-                      LoopVectorizationLegality::MinMaxReductionKind RK,
-                      Value *Left,
-                      Value *Right) {
-  CmpInst::Predicate P = CmpInst::ICMP_NE;
-  switch (RK) {
-  default:
-    llvm_unreachable("Unknown min/max reduction kind");
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_UIntMin:
-    P = CmpInst::ICMP_ULT;
-    break;
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_UIntMax:
-    P = CmpInst::ICMP_UGT;
-    break;
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_SIntMin:
-    P = CmpInst::ICMP_SLT;
-    break;
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_SIntMax:
-    P = CmpInst::ICMP_SGT;
-    break;
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_FloatMin:
-    P = CmpInst::FCMP_OLT;
-    break;
-  case LoopVectorizationLegality::MRK_FloatMax:
-    P = CmpInst::FCMP_OGT;
-    break;
-  }
-
-  Value *Cmp;
-  if (RK == LoopVectorizationLegality::MRK_FloatMin ||
-      RK == LoopVectorizationLegality::MRK_FloatMax)
-    Cmp = Builder.CreateFCmp(P, Left, Right, "rdx.minmax.cmp");
-  else
-    Cmp = Builder.CreateICmp(P, Left, Right, "rdx.minmax.cmp");
+// Estimate cost of an intrinsic call instruction CI if it were vectorized with
+// factor VF.  Return the cost of the instruction, including scalarization
+// overhead if it's needed.
+static unsigned getVectorIntrinsicCost(CallInst *CI, unsigned VF,
+                                       const TargetTransformInfo &TTI,
+                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
+  Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
+  assert(ID && "Expected intrinsic call!");
+
+  Type *RetTy = ToVectorTy(CI->getType(), VF);
+  SmallVector<Type *, 4> Tys;
+  for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
+    Tys.push_back(ToVectorTy(CI->getArgOperand(i)->getType(), 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;
+    }
+  }
 
-  Value *Select = Builder.CreateSelect(Cmp, Left, Right, "rdx.minmax.select");
-  return Select;
+  // 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(LoopVectorizationLegality *Legal) {
+void InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop() {
   //===------------------------------------------------===//
   //
   // Notice: any optimization or new instruction that go
@@ -2051,8 +3284,13 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
   // Vectorize all of the blocks in the original loop.
   for (LoopBlocksDFS::RPOIterator bb = DFS.beginRPO(),
        be = DFS.endRPO(); bb != be; ++bb)
-    vectorizeBlockInLoop(Legal, *bb, &RdxPHIsToFix);
+    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
@@ -2068,61 +3306,60 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
     assert(RdxPhi && "Unable to recover vectorized PHI");
 
     // Find the reduction variable descriptor.
-    assert(Legal->getReductionVars()->count(RdxPhi) &&
+    assert(Legal->isReductionVariable(RdxPhi) &&
            "Unable to find the reduction variable");
-    LoopVectorizationLegality::ReductionDescriptor RdxDesc =
-    (*Legal->getReductionVars())[RdxPhi];
+    RecurrenceDescriptor RdxDesc = (*Legal->getReductionVars())[RdxPhi];
 
-    setDebugLocFromInst(Builder, RdxDesc.StartValue);
+    RecurrenceDescriptor::RecurrenceKind RK = RdxDesc.getRecurrenceKind();
+    TrackingVH<Value> ReductionStartValue = RdxDesc.getRecurrenceStartValue();
+    Instruction *LoopExitInst = RdxDesc.getLoopExitInstr();
+    RecurrenceDescriptor::MinMaxRecurrenceKind MinMaxKind =
+        RdxDesc.getMinMaxRecurrenceKind();
+    setDebugLocFromInst(Builder, ReductionStartValue);
 
     // We need to generate a reduction vector from the incoming scalar.
-    // To do so, we need to generate the 'identity' vector and overide
+    // To do so, we need to generate the 'identity' vector and override
     // one of the elements with the incoming scalar reduction. We need
     // to do it in the vector-loop preheader.
-    Builder.SetInsertPoint(LoopBypassBlocks.front()->getTerminator());
+    Builder.SetInsertPoint(LoopBypassBlocks[1]->getTerminator());
 
     // This is the vector-clone of the value that leaves the loop.
-    VectorParts &VectorExit = getVectorValue(RdxDesc.LoopExitInstr);
+    VectorParts &VectorExit = getVectorValue(LoopExitInst);
     Type *VecTy = VectorExit[0]->getType();
 
     // Find the reduction identity variable. Zero for addition, or, xor,
     // one for multiplication, -1 for And.
     Value *Identity;
     Value *VectorStart;
-    if (RdxDesc.Kind == LoopVectorizationLegality::RK_IntegerMinMax ||
-        RdxDesc.Kind == LoopVectorizationLegality::RK_FloatMinMax) {
+    if (RK == RecurrenceDescriptor::RK_IntegerMinMax ||
+        RK == RecurrenceDescriptor::RK_FloatMinMax) {
       // MinMax reduction have the start value as their identify.
       if (VF == 1) {
-        VectorStart = Identity = RdxDesc.StartValue;
+        VectorStart = Identity = ReductionStartValue;
       } else {
-        VectorStart = Identity = Builder.CreateVectorSplat(VF,
-                                                           RdxDesc.StartValue,
-                                                           "minmax.ident");
+        VectorStart = Identity =
+            Builder.CreateVectorSplat(VF, ReductionStartValue, "minmax.ident");
       }
     } else {
       // Handle other reduction kinds:
-      Constant *Iden =
-      LoopVectorizationLegality::getReductionIdentity(RdxDesc.Kind,
-                                                      VecTy->getScalarType());
+      Constant *Iden = RecurrenceDescriptor::getRecurrenceIdentity(
+          RK, VecTy->getScalarType());
       if (VF == 1) {
         Identity = Iden;
         // This vector is the Identity vector where the first element is the
         // incoming scalar reduction.
-        VectorStart = RdxDesc.StartValue;
+        VectorStart = ReductionStartValue;
       } else {
         Identity = ConstantVector::getSplat(VF, Iden);
 
         // This vector is the Identity vector where the first element is the
         // incoming scalar reduction.
-        VectorStart = Builder.CreateInsertElement(Identity,
-                                                  RdxDesc.StartValue, Zero);
+        VectorStart =
+            Builder.CreateInsertElement(Identity, ReductionStartValue, Zero);
       }
     }
 
     // Fix the vector-loop phi.
-    // We created the induction variable so we know that the
-    // preheader is the first entry.
-    BasicBlock *VecPreheader = Induction->getIncomingBlock(0);
 
     // Reductions do not have to start at zero. They can start with
     // any loop invariant values.
@@ -2134,42 +3371,58 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
       // Make sure to add the reduction stat value only to the
       // first unroll part.
       Value *StartVal = (part == 0) ? VectorStart : Identity;
-      cast<PHINode>(VecRdxPhi[part])->addIncoming(StartVal, VecPreheader);
-      cast<PHINode>(VecRdxPhi[part])->addIncoming(Val[part], LoopVectorBody);
+      cast<PHINode>(VecRdxPhi[part])->addIncoming(StartVal,
+                                                  LoopVectorPreHeader);
+      cast<PHINode>(VecRdxPhi[part])->addIncoming(Val[part],
+                                                  LoopVectorBody.back());
     }
 
     // Before each round, move the insertion point right between
     // 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;
-    setDebugLocFromInst(Builder, RdxDesc.LoopExitInstr);
-    for (unsigned part = 0; part < UF; ++part) {
-      // This PHINode contains the vectorized reduction variable, or
-      // the initial value vector, if we bypass the vector loop.
-      VectorParts &RdxExitVal = getVectorValue(RdxDesc.LoopExitInstr);
-      PHINode *NewPhi = Builder.CreatePHI(VecTy, 2, "rdx.vec.exit.phi");
-      Value *StartVal = (part == 0) ? VectorStart : Identity;
-      for (unsigned I = 0, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I)
-        NewPhi->addIncoming(StartVal, LoopBypassBlocks[I]);
-      NewPhi->addIncoming(RdxExitVal[part], LoopVectorBody);
-      RdxParts.push_back(NewPhi);
+    VectorParts RdxParts = getVectorValue(LoopExitInst);
+    setDebugLocFromInst(Builder, LoopExitInst);
+
+    // If the vector reduction can be performed in a smaller type, we truncate
+    // then extend the loop exit value to enable InstCombine to evaluate the
+    // entire expression in the smaller type.
+    if (VF > 1 && RdxPhi->getType() != RdxDesc.getRecurrenceType()) {
+      Type *RdxVecTy = VectorType::get(RdxDesc.getRecurrenceType(), VF);
+      Builder.SetInsertPoint(LoopVectorBody.back()->getTerminator());
+      for (unsigned part = 0; part < UF; ++part) {
+        Value *Trunc = Builder.CreateTrunc(RdxParts[part], RdxVecTy);
+        Value *Extnd = RdxDesc.isSigned() ? Builder.CreateSExt(Trunc, VecTy)
+                                          : Builder.CreateZExt(Trunc, VecTy);
+        for (Value::user_iterator UI = RdxParts[part]->user_begin();
+             UI != RdxParts[part]->user_end();)
+          if (*UI != Trunc) {
+            (*UI++)->replaceUsesOfWith(RdxParts[part], Extnd);
+            RdxParts[part] = Extnd;
+          } else {
+            ++UI;
+          }
+      }
+      Builder.SetInsertPoint(&*LoopMiddleBlock->getFirstInsertionPt());
+      for (unsigned part = 0; part < UF; ++part)
+        RdxParts[part] = Builder.CreateTrunc(RdxParts[part], RdxVecTy);
     }
 
     // Reduce all of the unrolled parts into a single vector.
     Value *ReducedPartRdx = RdxParts[0];
-    unsigned Op = getReductionBinOp(RdxDesc.Kind);
+    unsigned Op = RecurrenceDescriptor::getRecurrenceBinOp(RK);
     setDebugLocFromInst(Builder, ReducedPartRdx);
     for (unsigned part = 1; part < UF; ++part) {
       if (Op != Instruction::ICmp && Op != Instruction::FCmp)
-        ReducedPartRdx = Builder.CreateBinOp((Instruction::BinaryOps)Op,
-                                             RdxParts[part], ReducedPartRdx,
-                                             "bin.rdx");
+        // Floating point operations had to be 'fast' to enable the reduction.
+        ReducedPartRdx = addFastMathFlag(
+            Builder.CreateBinOp((Instruction::BinaryOps)Op, RdxParts[part],
+                                ReducedPartRdx, "bin.rdx"));
       else
-        ReducedPartRdx = createMinMaxOp(Builder, RdxDesc.MinMaxKind,
-                                        ReducedPartRdx, RdxParts[part]);
+        ReducedPartRdx = RecurrenceDescriptor::createMinMaxOp(
+            Builder, MinMaxKind, ReducedPartRdx, RdxParts[part]);
     }
 
     if (VF > 1) {
@@ -2179,7 +3432,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
       assert(isPowerOf2_32(VF) &&
              "Reduction emission only supported for pow2 vectors!");
       Value *TmpVec = ReducedPartRdx;
-      SmallVector<Constant*, 32> ShuffleMask(VF, 0);
+      SmallVector<Constant*, 32> ShuffleMask(VF, nullptr);
       for (unsigned i = VF; i != 1; i >>= 1) {
         // Move the upper half of the vector to the lower half.
         for (unsigned j = 0; j != i/2; ++j)
@@ -2196,17 +3449,35 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
                                     "rdx.shuf");
 
         if (Op != Instruction::ICmp && Op != Instruction::FCmp)
-          TmpVec = Builder.CreateBinOp((Instruction::BinaryOps)Op, TmpVec, Shuf,
-                                       "bin.rdx");
+          // Floating point operations had to be 'fast' to enable the reduction.
+          TmpVec = addFastMathFlag(Builder.CreateBinOp(
+              (Instruction::BinaryOps)Op, TmpVec, Shuf, "bin.rdx"));
         else
-          TmpVec = createMinMaxOp(Builder, RdxDesc.MinMaxKind, TmpVec, Shuf);
+          TmpVec = RecurrenceDescriptor::createMinMaxOp(Builder, MinMaxKind,
+                                                        TmpVec, Shuf);
       }
 
       // The result is in the first element of the vector.
       ReducedPartRdx = Builder.CreateExtractElement(TmpVec,
                                                     Builder.getInt32(0));
+
+      // If the reduction can be performed in a smaller type, we need to extend
+      // the reduction to the wider type before we branch to the original loop.
+      if (RdxPhi->getType() != RdxDesc.getRecurrenceType())
+        ReducedPartRdx =
+            RdxDesc.isSigned()
+                ? Builder.CreateSExt(ReducedPartRdx, RdxPhi->getType())
+                : Builder.CreateZExt(ReducedPartRdx, RdxPhi->getType());
     }
 
+    // Create a phi node that merges control-flow from the backedge-taken check
+    // block and the middle block.
+    PHINode *BCBlockPhi = PHINode::Create(RdxPhi->getType(), 2, "bc.merge.rdx",
+                                          LoopScalarPreHeader->getTerminator());
+    for (unsigned I = 0, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I)
+      BCBlockPhi->addIncoming(ReductionStartValue, LoopBypassBlocks[I]);
+    BCBlockPhi->addIncoming(ReducedPartRdx, LoopMiddleBlock);
+
     // Now, we need to fix the users of the reduction variable
     // inside and outside of the scalar remainder loop.
     // We know that the loop is in LCSSA form. We need to update the
@@ -2222,7 +3493,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
 
       // We found our reduction value exit-PHI. Update it with the
       // incoming bypass edge.
-      if (LCSSAPhi->getIncomingValue(0) == RdxDesc.LoopExitInstr) {
+      if (LCSSAPhi->getIncomingValue(0) == LoopExitInst) {
         // Add an edge coming from the bypass.
         LCSSAPhi->addIncoming(ReducedPartRdx, LoopMiddleBlock);
         break;
@@ -2236,11 +3507,28 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeLoop(LoopVectorizationLegality *Legal) {
     assert(IncomingEdgeBlockIdx >= 0 && "Invalid block index");
     // Pick the other block.
     int SelfEdgeBlockIdx = (IncomingEdgeBlockIdx ? 0 : 1);
-    (RdxPhi)->setIncomingValue(SelfEdgeBlockIdx, ReducedPartRdx);
-    (RdxPhi)->setIncomingValue(IncomingEdgeBlockIdx, RdxDesc.LoopExitInstr);
+    (RdxPhi)->setIncomingValue(SelfEdgeBlockIdx, BCBlockPhi);
+    (RdxPhi)->setIncomingValue(IncomingEdgeBlockIdx, LoopExitInst);
   }// end of for each redux variable.
+
   fixLCSSAPHIs();
+
+  // Make sure DomTree is updated.
+  updateAnalysis();
+  
+  // 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,
+                                        /*BranchWeights=*/nullptr, DT);
+    I->moveBefore(T);
+    I->getParent()->setName("pred.store.if");
+    BB->setName("pred.store.continue");
+  }
+  DEBUG(DT->verifyDomTree());
+  // Remove redundant induction instructions.
+  cse(LoopVectorBody);
 }
 
 void InnerLoopVectorizer::fixLCSSAPHIs() {
@@ -2252,7 +3540,7 @@ void InnerLoopVectorizer::fixLCSSAPHIs() {
       LCSSAPhi->addIncoming(UndefValue::get(LCSSAPhi->getType()),
                             LoopMiddleBlock);
   }
-} 
+}
 
 InnerLoopVectorizer::VectorParts
 InnerLoopVectorizer::createEdgeMask(BasicBlock *Src, BasicBlock *Dst) {
@@ -2313,19 +3601,18 @@ InnerLoopVectorizer::createBlockInMask(BasicBlock *BB) {
   return BlockMask;
 }
 
-void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
-                                              InnerLoopVectorizer::VectorParts &Entry,
-                                              LoopVectorizationLegality *Legal,
-                                              unsigned UF, unsigned VF, PhiVector *PV) {
+void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(
+    Instruction *PN, InnerLoopVectorizer::VectorParts &Entry, unsigned UF,
+    unsigned VF, PhiVector *PV) {
   PHINode* P = cast<PHINode>(PN);
   // Handle reduction variables:
-  if (Legal->getReductionVars()->count(P)) {
+  if (Legal->isReductionVariable(P)) {
     for (unsigned part = 0; part < UF; ++part) {
       // 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-> getFirstInsertionPt());
+      Entry[part] = PHINode::Create(
+          VecTy, 2, "vec.phi", &*LoopVectorBody.back()->getFirstInsertionPt());
     }
     PV->push_back(P);
     return;
@@ -2334,7 +3621,7 @@ void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
   setDebugLocFromInst(Builder, P);
   // Check for PHI nodes that are lowered to vector selects.
   if (P->getParent() != OrigLoop->getHeader()) {
-    // We know that all PHIs in non header blocks are converted into
+    // We know that all PHIs in non-header blocks are converted into
     // selects, so we don't have to worry about the insertion order and we
     // can just use the builder.
     // At this point we generate the predication tree. There may be
@@ -2373,100 +3660,57 @@ void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
   assert(Legal->getInductionVars()->count(P) &&
          "Not an induction variable");
 
-  LoopVectorizationLegality::InductionInfo II =
-  Legal->getInductionVars()->lookup(P);
+  InductionDescriptor II = Legal->getInductionVars()->lookup(P);
 
-  switch (II.IK) {
-    case LoopVectorizationLegality::IK_NoInduction:
+  // FIXME: The newly created binary instructions should contain nsw/nuw flags,
+  // which can be found from the original scalar operations.
+  switch (II.getKind()) {
+    case InductionDescriptor::IK_NoInduction:
       llvm_unreachable("Unknown induction");
-    case LoopVectorizationLegality::IK_IntInduction: {
-      assert(P->getType() == II.StartValue->getType() && "Types must match");
-      Type *PhiTy = P->getType();
-      Value *Broadcasted;
-      if (P == OldInduction) {
-        // Handle the canonical induction variable. We might have had to
-        // extend the type.
-        Broadcasted = Builder.CreateTrunc(Induction, PhiTy);
-      } else {
-        // Handle other induction variables that are now based on the
-        // canonical one.
-        Value *NormalizedIdx = Builder.CreateSub(Induction, ExtendedIdx,
-                                                 "normalized.idx");
-        NormalizedIdx = Builder.CreateSExtOrTrunc(NormalizedIdx, PhiTy);
-        Broadcasted = Builder.CreateAdd(II.StartValue, NormalizedIdx,
-                                        "offset.idx");
+    case InductionDescriptor::IK_IntInduction: {
+      assert(P->getType() == II.getStartValue()->getType() &&
+             "Types must match");
+      // Handle other induction variables that are now based on the
+      // canonical one.
+      Value *V = Induction;
+      if (P != OldInduction) {
+        V = Builder.CreateSExtOrTrunc(Induction, P->getType());
+        V = II.transform(Builder, V);
+        V->setName("offset.idx");
       }
-      Broadcasted = getBroadcastInstrs(Broadcasted);
+      Value *Broadcasted = getBroadcastInstrs(V);
       // After broadcasting the induction variable we need to make the vector
       // consecutive by adding 0, 1, 2, etc.
       for (unsigned part = 0; part < UF; ++part)
-        Entry[part] = getConsecutiveVector(Broadcasted, VF * part, false);
+        Entry[part] = getStepVector(Broadcasted, VF * part, II.getStepValue());
       return;
     }
-    case LoopVectorizationLegality::IK_ReverseIntInduction:
-    case LoopVectorizationLegality::IK_PtrInduction:
-    case LoopVectorizationLegality::IK_ReversePtrInduction:
-      // Handle reverse integer and pointer inductions.
-      Value *StartIdx = ExtendedIdx;
-      // This is the normalized GEP that starts counting at zero.
-      Value *NormalizedIdx = Builder.CreateSub(Induction, StartIdx,
-                                               "normalized.idx");
-
-      // Handle the reverse integer induction variable case.
-      if (LoopVectorizationLegality::IK_ReverseIntInduction == II.IK) {
-        IntegerType *DstTy = cast<IntegerType>(II.StartValue->getType());
-        Value *CNI = Builder.CreateSExtOrTrunc(NormalizedIdx, DstTy,
-                                               "resize.norm.idx");
-        Value *ReverseInd  = Builder.CreateSub(II.StartValue, CNI,
-                                               "reverse.idx");
-
-        // This is a new value so do not hoist it out.
-        Value *Broadcasted = getBroadcastInstrs(ReverseInd);
-        // After broadcasting the induction variable we need to make the
-        // vector consecutive by adding  ... -3, -2, -1, 0.
-        for (unsigned part = 0; part < UF; ++part)
-          Entry[part] = getConsecutiveVector(Broadcasted, -(int)VF * part,
-                                             true);
-        return;
-      }
-
+    case InductionDescriptor::IK_PtrInduction:
       // Handle the pointer induction variable case.
       assert(P->getType()->isPointerTy() && "Unexpected type.");
-
-      // Is this a reverse induction ptr or a consecutive induction ptr.
-      bool Reverse = (LoopVectorizationLegality::IK_ReversePtrInduction ==
-                      II.IK);
-
+      // This is the normalized GEP that starts counting at zero.
+      Value *PtrInd = Induction;
+      PtrInd = Builder.CreateSExtOrTrunc(PtrInd, II.getStepValue()->getType());
       // This is the vector of results. Notice that we don't generate
       // vector geps because scalar geps result in better code.
       for (unsigned part = 0; part < UF; ++part) {
         if (VF == 1) {
-          int EltIndex = (part) * (Reverse ? -1 : 1);
-          Constant *Idx = ConstantInt::get(Induction->getType(), EltIndex);
-          Value *GlobalIdx;
-          if (Reverse)
-            GlobalIdx = Builder.CreateSub(Idx, NormalizedIdx, "gep.ridx");
-          else
-            GlobalIdx = Builder.CreateAdd(NormalizedIdx, Idx, "gep.idx");
-
-          Value *SclrGep = Builder.CreateGEP(II.StartValue, GlobalIdx,
-                                             "next.gep");
+          int EltIndex = part;
+          Constant *Idx = ConstantInt::get(PtrInd->getType(), EltIndex);
+          Value *GlobalIdx = Builder.CreateAdd(PtrInd, Idx);
+          Value *SclrGep = II.transform(Builder, GlobalIdx);
+          SclrGep->setName("next.gep");
           Entry[part] = SclrGep;
           continue;
         }
 
         Value *VecVal = UndefValue::get(VectorType::get(P->getType(), VF));
         for (unsigned int i = 0; i < VF; ++i) {
-          int EltIndex = (i + part * VF) * (Reverse ? -1 : 1);
-          Constant *Idx = ConstantInt::get(Induction->getType(), EltIndex);
-          Value *GlobalIdx;
-          if (!Reverse)
-            GlobalIdx = Builder.CreateAdd(NormalizedIdx, Idx, "gep.idx");
-          else
-            GlobalIdx = Builder.CreateSub(Idx, NormalizedIdx, "gep.ridx");
-
-          Value *SclrGep = Builder.CreateGEP(II.StartValue, GlobalIdx,
-                                             "next.gep");
+          int EltIndex = i + part * VF;
+          Constant *Idx = ConstantInt::get(PtrInd->getType(), EltIndex);
+          Value *GlobalIdx = Builder.CreateAdd(PtrInd, Idx);
+          Value *SclrGep = II.transform(Builder, GlobalIdx);
+          SclrGep->setName("next.gep");
           VecVal = Builder.CreateInsertElement(VecVal, SclrGep,
                                                Builder.getInt32(i),
                                                "insert.gep");
@@ -2477,20 +3721,19 @@ void InnerLoopVectorizer::widenPHIInstruction(Instruction *PN,
   }
 }
 
-void
-InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
-                                          BasicBlock *BB, PhiVector *PV) {
+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
       // loop control flow instructions.
       continue;
-    case Instruction::PHI:{
+    case Instruction::PHI: {
       // Vectorize PHINodes.
-      widenPHIInstruction(it, Entry, Legal, UF, VF, PV);
+      widenPHIInstruction(&*it, Entry, UF, VF, PV);
       continue;
     }// End of PHI.
 
@@ -2522,26 +3765,23 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
       for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
         Value *V = Builder.CreateBinOp(BinOp->getOpcode(), A[Part], B[Part]);
 
-        // Update the NSW, NUW and Exact flags. Notice: V can be an Undef.
-        BinaryOperator *VecOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V);
-        if (VecOp && isa<OverflowingBinaryOperator>(BinOp)) {
-          VecOp->setHasNoSignedWrap(BinOp->hasNoSignedWrap());
-          VecOp->setHasNoUnsignedWrap(BinOp->hasNoUnsignedWrap());
-        }
-        if (VecOp && isa<PossiblyExactOperator>(VecOp))
-          VecOp->setIsExact(BinOp->isExact());
+        if (BinaryOperator *VecOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V))
+          VecOp->copyIRFlags(BinOp);
 
         Entry[Part] = V;
       }
+
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
     case Instruction::Select: {
       // Widen selects.
       // If the selector is loop invariant we can create a select
       // instruction with a scalar condition. Otherwise, use vector-select.
-      bool InvariantCond = SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(it->getOperand(0)),
-                                               OrigLoop);
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      auto *SE = PSE.getSE();
+      bool InvariantCond =
+          SE->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(it->getOperand(0)), OrigLoop);
+      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.
@@ -2550,7 +3790,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
       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));
 
@@ -2560,6 +3800,8 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
           Op0[Part],
           Op1[Part]);
       }
+
+      propagateMetadata(Entry, &*it);
       break;
     }
 
@@ -2568,23 +3810,27 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
       // 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 = 0;
-        if (FCmp)
+        Value *C = nullptr;
+        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);
       break;
     }
 
     case Instruction::Store:
     case Instruction::Load:
-        vectorizeMemoryInstruction(it, Legal);
+      vectorizeMemoryInstruction(&*it);
         break;
     case Instruction::ZExt:
     case Instruction::SExt:
@@ -2599,7 +3845,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
     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,
@@ -2609,8 +3855,13 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
         Value *ScalarCast = Builder.CreateCast(CI->getOpcode(), Induction,
                                                CI->getType());
         Value *Broadcasted = getBroadcastInstrs(ScalarCast);
+        InductionDescriptor II =
+            Legal->getInductionVars()->lookup(OldInduction);
+        Constant *Step = ConstantInt::getSigned(
+            CI->getType(), II.getStepValue()->getSExtValue());
         for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part)
-          Entry[Part] = getConsecutiveVector(Broadcasted, VF * Part, false);
+          Entry[Part] = getStepVector(Broadcasted, VF * Part, Step);
+        propagateMetadata(Entry, &*it);
         break;
       }
       /// Vectorize casts.
@@ -2620,6 +3871,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
       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);
       break;
     }
 
@@ -2627,39 +3879,81 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
       // Ignore dbg intrinsics.
       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(it))
         break;
-      setDebugLocFromInst(Builder, it);
+      setDebugLocFromInst(Builder, &*it);
 
       Module *M = BB->getParent()->getParent();
       CallInst *CI = cast<CallInst>(it);
+
+      StringRef FnName = CI->getCalledFunction()->getName();
+      Function *F = CI->getCalledFunction();
+      Type *RetTy = ToVectorTy(CI->getType(), VF);
+      SmallVector<Type *, 4> Tys;
+      for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
+        Tys.push_back(ToVectorTy(CI->getArgOperand(i)->getType(), VF));
+
       Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
-      assert(ID && "Not an intrinsic call!");
-      switch (ID) {
-      case Intrinsic::lifetime_end:
-      case Intrinsic::lifetime_start:
-        scalarizeInstruction(it);
+      if (ID &&
+          (ID == Intrinsic::assume || ID == Intrinsic::lifetime_end ||
+           ID == Intrinsic::lifetime_start)) {
+        scalarizeInstruction(&*it);
+        break;
+      }
+      // The flag shows whether we use Intrinsic or a usual Call for vectorized
+      // version of the instruction.
+      // Is it beneficial to perform intrinsic call compared to lib call?
+      bool NeedToScalarize;
+      unsigned CallCost = getVectorCallCost(CI, VF, *TTI, TLI, NeedToScalarize);
+      bool UseVectorIntrinsic =
+          ID && getVectorIntrinsicCost(CI, VF, *TTI, TLI) <= CallCost;
+      if (!UseVectorIntrinsic && NeedToScalarize) {
+        scalarizeInstruction(&*it);
         break;
-      default:
-        for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
-          SmallVector<Value *, 4> Args;
-          for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
-            VectorParts &Arg = getVectorValue(CI->getArgOperand(i));
-            Args.push_back(Arg[Part]);
+      }
+
+      for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
+        SmallVector<Value *, 4> Args;
+        for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
+          Value *Arg = CI->getArgOperand(i);
+          // Some intrinsics have a scalar argument - don't replace it with a
+          // vector.
+          if (!UseVectorIntrinsic || !hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, i)) {
+            VectorParts &VectorArg = getVectorValue(CI->getArgOperand(i));
+            Arg = VectorArg[Part];
           }
-          Type *Tys[] = {CI->getType()};
-          if (VF > 1)
-            Tys[0] = VectorType::get(CI->getType()->getScalarType(), VF);
+          Args.push_back(Arg);
+        }
 
-          Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, ID, Tys);
-          Entry[Part] = Builder.CreateCall(F, Args);
+        Function *VectorF;
+        if (UseVectorIntrinsic) {
+          // Use vector version of the intrinsic.
+          Type *TysForDecl[] = {CI->getType()};
+          if (VF > 1)
+            TysForDecl[0] = VectorType::get(CI->getType()->getScalarType(), VF);
+          VectorF = Intrinsic::getDeclaration(M, ID, TysForDecl);
+        } else {
+          // Use vector version of the library call.
+          StringRef VFnName = TLI->getVectorizedFunction(FnName, VF);
+          assert(!VFnName.empty() && "Vector function name is empty.");
+          VectorF = M->getFunction(VFnName);
+          if (!VectorF) {
+            // Generate a declaration
+            FunctionType *FTy = FunctionType::get(RetTy, Tys, false);
+            VectorF =
+                Function::Create(FTy, Function::ExternalLinkage, VFnName, M);
+            VectorF->copyAttributesFrom(F);
+          }
         }
-        break;
+        assert(VectorF && "Can't create vector function.");
+        Entry[Part] = Builder.CreateCall(VectorF, Args);
       }
+
+      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.
@@ -2667,7 +3961,7 @@ InnerLoopVectorizer::vectorizeBlockInLoop(LoopVectorizationLegality *Legal,
 
 void InnerLoopVectorizer::updateAnalysis() {
   // Forget the original basic block.
-  SE->forgetLoop(OrigLoop);
+  PSE.getSE()->forgetLoop(OrigLoop);
 
   // Update the dominator tree information.
   assert(DT->properlyDominates(LoopBypassBlocks.front(), LoopExitBlock) &&
@@ -2676,28 +3970,52 @@ void InnerLoopVectorizer::updateAnalysis() {
   for (unsigned I = 1, E = LoopBypassBlocks.size(); I != E; ++I)
     DT->addNewBlock(LoopBypassBlocks[I], LoopBypassBlocks[I-1]);
   DT->addNewBlock(LoopVectorPreHeader, LoopBypassBlocks.back());
-  DT->addNewBlock(LoopVectorBody, LoopVectorPreHeader);
-  DT->addNewBlock(LoopMiddleBlock, LoopBypassBlocks.front());
-  DT->addNewBlock(LoopScalarPreHeader, LoopMiddleBlock);
+
+  // We don't predicate stores by this point, so the vector body should be a
+  // single loop.
+  assert(LoopVectorBody.size() == 1 && "Expected single block loop!");
+  DT->addNewBlock(LoopVectorBody[0], LoopVectorPreHeader);
+
+  DT->addNewBlock(LoopMiddleBlock, LoopVectorBody.back());
+  DT->addNewBlock(LoopScalarPreHeader, LoopBypassBlocks[0]);
   DT->changeImmediateDominator(LoopScalarBody, LoopScalarPreHeader);
-  DT->changeImmediateDominator(LoopExitBlock, LoopMiddleBlock);
+  DT->changeImmediateDominator(LoopExitBlock, LoopBypassBlocks[0]);
+
+  DEBUG(DT->verifyDomTree());
+}
 
-  DEBUG(DT->verifyAnalysis());
+/// \brief Check whether it is safe to if-convert this phi node.
+///
+/// Phi nodes with constant expressions that can trap are not safe to if
+/// convert.
+static bool canIfConvertPHINodes(BasicBlock *BB) {
+  for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
+    PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(I);
+    if (!Phi)
+      return true;
+    for (unsigned p = 0, e = Phi->getNumIncomingValues(); p != e; ++p)
+      if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Phi->getIncomingValue(p)))
+        if (C->canTrap())
+          return false;
+  }
+  return true;
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeWithIfConvert() {
-  if (!EnableIfConversion)
+  if (!EnableIfConversion) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport() << "if-conversion is disabled");
     return false;
+  }
 
   assert(TheLoop->getNumBlocks() > 1 && "Single block loops are vectorizable");
-  std::vector<BasicBlock*> &LoopBlocks = TheLoop->getBlocksVector();
 
   // A list of pointers that we can safely read and write to.
   SmallPtrSet<Value *, 8> SafePointes;
 
   // Collect safe addresses.
-  for (unsigned i = 0, e = LoopBlocks.size(); i < e; ++i) {
-    BasicBlock *BB = LoopBlocks[i];
+  for (Loop::block_iterator BI = TheLoop->block_begin(),
+         BE = TheLoop->block_end(); BI != BE; ++BI) {
+    BasicBlock *BB = *BI;
 
     if (blockNeedsPredication(BB))
       continue;
@@ -2711,16 +4029,30 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeWithIfConvert() {
   }
 
   // Collect the blocks that need predication.
-  for (unsigned i = 0, e = LoopBlocks.size(); i < e; ++i) {
-    BasicBlock *BB = LoopBlocks[i];
+  BasicBlock *Header = TheLoop->getHeader();
+  for (Loop::block_iterator BI = TheLoop->block_begin(),
+         BE = TheLoop->block_end(); BI != BE; ++BI) {
+    BasicBlock *BB = *BI;
 
     // We don't support switch statements inside loops.
-    if (!isa<BranchInst>(BB->getTerminator()))
+    if (!isa<BranchInst>(BB->getTerminator())) {
+      emitAnalysis(VectorizationReport(BB->getTerminator())
+                   << "loop contains a switch statement");
       return false;
+    }
 
     // We must be able to predicate all blocks that need to be predicated.
-    if (blockNeedsPredication(BB) && !blockCanBePredicated(BB, SafePointes))
+    if (blockNeedsPredication(BB)) {
+      if (!blockCanBePredicated(BB, SafePointes)) {
+        emitAnalysis(VectorizationReport(BB->getTerminator())
+                     << "control flow cannot be substituted for a select");
+        return false;
+      }
+    } else if (BB != Header && !canIfConvertPHINodes(BB)) {
+      emitAnalysis(VectorizationReport(BB->getTerminator())
+                   << "control flow cannot be substituted for a select");
       return false;
+    }
   }
 
   // We can if-convert this loop.
@@ -2730,26 +4062,50 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeWithIfConvert() {
 bool LoopVectorizationLegality::canVectorize() {
   // We must have a loop in canonical form. Loops with indirectbr in them cannot
   // be canonicalized.
-  if (!TheLoop->getLoopPreheader())
+  if (!TheLoop->getLoopPreheader()) {
+    emitAnalysis(
+        VectorizationReport() <<
+        "loop control flow is not understood by vectorizer");
     return false;
+  }
 
   // We can only vectorize innermost loops.
-  if (TheLoop->getSubLoopsVector().size())
+  if (!TheLoop->empty()) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport() << "loop is not the innermost loop");
     return false;
+  }
 
   // We must have a single backedge.
-  if (TheLoop->getNumBackEdges() != 1)
+  if (TheLoop->getNumBackEdges() != 1) {
+    emitAnalysis(
+        VectorizationReport() <<
+        "loop control flow is not understood by vectorizer");
     return false;
+  }
 
   // We must have a single exiting block.
-  if (!TheLoop->getExitingBlock())
+  if (!TheLoop->getExitingBlock()) {
+    emitAnalysis(
+        VectorizationReport() <<
+        "loop control flow is not understood by vectorizer");
+    return false;
+  }
+
+  // We only handle bottom-tested loops, i.e. loop in which the condition is
+  // checked at the end of each iteration. With that we can assume that all
+  // instructions in the loop are executed the same number of times.
+  if (TheLoop->getExitingBlock() != TheLoop->getLoopLatch()) {
+    emitAnalysis(
+        VectorizationReport() <<
+        "loop control flow is not understood by vectorizer");
     return false;
+  }
 
   // We need to have a loop header.
   DEBUG(dbgs() << "LV: Found a loop: " <<
         TheLoop->getHeader()->getName() << '\n');
 
-  // Check if we can if-convert non single-bb loops.
+  // Check if we can if-convert non-single-bb loops.
   unsigned NumBlocks = TheLoop->getNumBlocks();
   if (NumBlocks != 1 && !canVectorizeWithIfConvert()) {
     DEBUG(dbgs() << "LV: Can't if-convert the loop.\n");
@@ -2757,21 +4113,14 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorize() {
   }
 
   // ScalarEvolution needs to be able to find the exit count.
-  const SCEV *ExitCount = SE->getBackedgeTakenCount(TheLoop);
-  if (ExitCount == SE->getCouldNotCompute()) {
+  const SCEV *ExitCount = PSE.getSE()->getBackedgeTakenCount(TheLoop);
+  if (ExitCount == PSE.getSE()->getCouldNotCompute()) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport()
+                 << "could not determine number of loop iterations");
     DEBUG(dbgs() << "LV: SCEV could not compute the loop exit count.\n");
     return false;
   }
 
-  // Do not loop-vectorize loops with a tiny trip count.
-  BasicBlock *Latch = TheLoop->getLoopLatch();
-  unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop, Latch);
-  if (TC > 0u && TC < TinyTripCountVectorThreshold) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Found a loop with a very small trip count. " <<
-          "This loop is not worth vectorizing.\n");
-    return false;
-  }
-
   // Check if we can vectorize the instructions and CFG in this loop.
   if (!canVectorizeInstrs()) {
     DEBUG(dbgs() << "LV: Can't vectorize the instructions or CFG\n");
@@ -2787,9 +4136,33 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorize() {
   // Collect all of the variables that remain uniform after vectorization.
   collectLoopUniforms();
 
-  DEBUG(dbgs() << "LV: We can vectorize this loop" <<
-        (PtrRtCheck.Need ? " (with a runtime bound check)" : "")
-        <<"!\n");
+  DEBUG(dbgs() << "LV: We can vectorize this loop"
+               << (LAI->getRuntimePointerChecking()->Need
+                       ? " (with a runtime bound check)"
+                       : "")
+               << "!\n");
+
+  bool UseInterleaved = TTI->enableInterleavedAccessVectorization();
+
+  // If an override option has been passed in for interleaved accesses, use it.
+  if (EnableInterleavedMemAccesses.getNumOccurrences() > 0)
+    UseInterleaved = EnableInterleavedMemAccesses;
+
+  // Analyze interleaved memory accesses.
+  if (UseInterleaved)
+    InterleaveInfo.analyzeInterleaving(Strides);
+
+  unsigned SCEVThreshold = VectorizeSCEVCheckThreshold;
+  if (Hints->getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled)
+    SCEVThreshold = PragmaVectorizeSCEVCheckThreshold;
+
+  if (PSE.getUnionPredicate().getComplexity() > SCEVThreshold) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport()
+                 << "Too many SCEV assumptions need to be made and checked "
+                 << "at runtime");
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Too many SCEV checks needed.\n");
+    return false;
+  }
 
   // Okay! We can vectorize. At this point we don't have any other mem analysis
   // which may limit our maximum vectorization factor, so just return true with
@@ -2797,14 +4170,19 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorize() {
   return true;
 }
 
-static Type *convertPointerToIntegerType(DataLayout &DL, Type *Ty) {
+static Type *convertPointerToIntegerType(const DataLayout &DL, Type *Ty) {
   if (Ty->isPointerTy())
     return DL.getIntPtrType(Ty);
 
+  // It is possible that char's or short's overflow when we ask for the loop's
+  // trip count, work around this by changing the type size.
+  if (Ty->getScalarSizeInBits() < 32)
+    return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
+
   return Ty;
 }
 
-static Type* getWiderType(DataLayout &DL, Type *Ty0, Type *Ty1) {
+static Type* getWiderType(const DataLayout &DL, Type *Ty0, Type *Ty1) {
   Ty0 = convertPointerToIntegerType(DL, Ty0);
   Ty1 = convertPointerToIntegerType(DL, Ty1);
   if (Ty0->getScalarSizeInBits() > Ty1->getScalarSizeInBits())
@@ -2815,17 +4193,16 @@ static Type* getWiderType(DataLayout &DL, Type *Ty0, Type *Ty1) {
 /// \brief Check that the instruction has outside loop users and is not an
 /// identified reduction variable.
 static bool hasOutsideLoopUser(const Loop *TheLoop, Instruction *Inst,
-                               SmallPtrSet<Value *, 4> &Reductions) {
+                               SmallPtrSetImpl<Value *> &Reductions) {
   // Reduction instructions are allowed to have exit users. All other
   // instructions must not have external users.
   if (!Reductions.count(Inst))
     //Check that all of the users of the loop are inside the BB.
-    for (Value::use_iterator I = Inst->use_begin(), E = Inst->use_end();
-         I != E; ++I) {
-      Instruction *U = cast<Instruction>(*I);
+    for (User *U : Inst->users()) {
+      Instruction *UI = cast<Instruction>(U);
       // This user may be a reduction exit value.
-      if (!TheLoop->contains(U)) {
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Found an outside user for : " << *U << '\n');
+      if (!TheLoop->contains(UI)) {
+        DEBUG(dbgs() << "LV: Found an outside user for : " << *UI << '\n');
         return true;
       }
     }
@@ -2833,15 +4210,14 @@ static bool hasOutsideLoopUser(const Loop *TheLoop, Instruction *Inst,
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
-  BasicBlock *PreHeader = TheLoop->getLoopPreheader();
   BasicBlock *Header = TheLoop->getHeader();
 
   // Look for the attribute signaling the absence of NaNs.
   Function &F = *Header->getParent();
+  const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
   if (F.hasFnAttribute("no-nans-fp-math"))
-    HasFunNoNaNAttr = F.getAttributes().getAttribute(
-      AttributeSet::FunctionIndex,
-      "no-nans-fp-math").getValueAsString() == "true";
+    HasFunNoNaNAttr =
+        F.getFnAttribute("no-nans-fp-math").getValueAsString() == "true";
 
   // For each block in the loop.
   for (Loop::block_iterator bb = TheLoop->block_begin(),
@@ -2857,6 +4233,8 @@ bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeInstrs() {
         if (!PhiTy->isIntegerTy() &&
             !PhiTy->isFloatingPointTy() &&
             !PhiTy->isPointerTy()) {
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                       << "loop control flow is not understood by vectorizer");
           DEBUG(dbgs() << "LV: Found an non-int non-pointer PHI.\n");
           return false;
         }
@@ -2867,1332 +4245,233 @@ 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) <<
+                       "value could not be identified as "
+                       "an induction or reduction variable");
           return false;
         }
 
-        // We only allow if-converted PHIs with more than two incoming values.
+        // We only allow if-converted PHIs with exactly two incoming values.
         if (Phi->getNumIncomingValues() != 2) {
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                       << "control flow not understood by vectorizer");
           DEBUG(dbgs() << "LV: Found an invalid PHI.\n");
           return false;
         }
 
-        // This is the value coming from the preheader.
-        Value *StartValue = Phi->getIncomingValueForBlock(PreHeader);
-        // Check if this is an induction variable.
-        InductionKind IK = isInductionVariable(Phi);
-
-        if (IK_NoInduction != IK) {
+        InductionDescriptor ID;
+        if (InductionDescriptor::isInductionPHI(Phi, PSE.getSE(), ID)) {
+          Inductions[Phi] = ID;
           // Get the widest type.
           if (!WidestIndTy)
-            WidestIndTy = convertPointerToIntegerType(*DL, PhiTy);
+            WidestIndTy = convertPointerToIntegerType(DL, PhiTy);
           else
-            WidestIndTy = getWiderType(*DL, PhiTy, WidestIndTy);
+            WidestIndTy = getWiderType(DL, PhiTy, WidestIndTy);
 
           // Int inductions are special because we only allow one IV.
-          if (IK == IK_IntInduction) {
+          if (ID.getKind() == InductionDescriptor::IK_IntInduction &&
+              ID.getStepValue()->isOne() &&
+              isa<Constant>(ID.getStartValue()) &&
+                cast<Constant>(ID.getStartValue())->isNullValue()) {
             // Use the phi node with the widest type as induction. Use the last
             // one if there are multiple (no good reason for doing this other
-            // than it is expedient).
+            // than it is expedient). We've checked that it begins at zero and
+            // steps by one, so this is a canonical induction variable.
             if (!Induction || PhiTy == WidestIndTy)
               Induction = Phi;
           }
 
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an induction variable.\n");
-          Inductions[Phi] = InductionInfo(StartValue, IK);
-
-          // 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))
-            return false;
-
-          continue;
-        }
-
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerAdd)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an ADD reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerMult)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found a MUL reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerOr)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an OR reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerAnd)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an AND reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerXor)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found a XOR reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_IntegerMinMax)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found a MINMAX reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_FloatMult)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an FMult reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_FloatAdd)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an FAdd reduction PHI."<< *Phi <<"\n");
-          continue;
-        }
-        if (AddReductionVar(Phi, RK_FloatMinMax)) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an float MINMAX reduction PHI."<< *Phi <<
-                "\n");
-          continue;
-        }
-
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Found an unidentified PHI."<< *Phi <<"\n");
-        return false;
-      }// end of PHI handling
-
-      // We still don't handle functions. However, we can ignore dbg intrinsic
-      // calls and we do handle certain intrinsic and libm functions.
-      CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(it);
-      if (CI && !getIntrinsicIDForCall(CI, TLI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(CI)) {
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Found a call site.\n");
-        return false;
-      }
-
-      // Check that the instruction return type is vectorizable.
-      if (!VectorType::isValidElementType(it->getType()) &&
-          !it->getType()->isVoidTy()) {
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Found unvectorizable type.\n");
-        return false;
-      }
-
-      // Check that the stored type is vectorizable.
-      if (StoreInst *ST = dyn_cast<StoreInst>(it)) {
-        Type *T = ST->getValueOperand()->getType();
-        if (!VectorType::isValidElementType(T))
-          return false;
-      }
-
-      // Reduction instructions are allowed to have exit users.
-      // All other instructions must not have external users.
-      if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, it, AllowedExit))
-        return false;
-
-    } // next instr.
-
-  }
-
-  if (!Induction) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Did not find one integer induction var.\n");
-    if (Inductions.empty())
-      return false;
-  }
-
-  return true;
-}
-
-void LoopVectorizationLegality::collectLoopUniforms() {
-  // We now know that the loop is vectorizable!
-  // Collect variables that will remain uniform after vectorization.
-  std::vector<Value*> Worklist;
-  BasicBlock *Latch = TheLoop->getLoopLatch();
-
-  // Start with the conditional branch and walk up the block.
-  Worklist.push_back(Latch->getTerminator()->getOperand(0));
-
-  while (Worklist.size()) {
-    Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Worklist.back());
-    Worklist.pop_back();
-
-    // Look at instructions inside this loop.
-    // Stop when reaching PHI nodes.
-    // TODO: we need to follow values all over the loop, not only in this block.
-    if (!I || !TheLoop->contains(I) || isa<PHINode>(I))
-      continue;
-
-    // This is a known uniform.
-    Uniforms.insert(I);
-
-    // Insert all operands.
-    Worklist.insert(Worklist.end(), I->op_begin(), I->op_end());
-  }
-}
-
-namespace {
-/// \brief Analyses memory accesses in a loop.
-///
-/// Checks whether run time pointer checks are needed and builds sets for data
-/// dependence checking.
-class AccessAnalysis {
-public:
-  /// \brief Read or write access location.
-  typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
-  typedef SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoSet;
-
-  /// \brief Set of potential dependent memory accesses.
-  typedef EquivalenceClasses<MemAccessInfo> DepCandidates;
-
-  AccessAnalysis(DataLayout *Dl, DepCandidates &DA) :
-    DL(Dl), DepCands(DA), AreAllWritesIdentified(true),
-    AreAllReadsIdentified(true), IsRTCheckNeeded(false) {}
-
-  /// \brief Register a load  and whether it is only read from.
-  void addLoad(Value *Ptr, bool IsReadOnly) {
-    Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, false));
-    if (IsReadOnly)
-      ReadOnlyPtr.insert(Ptr);
-  }
-
-  /// \brief Register a store.
-  void addStore(Value *Ptr) {
-    Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, true));
-  }
-
-  /// \brief Check whether we can check the pointers at runtime for
-  /// non-intersection.
-  bool canCheckPtrAtRT(LoopVectorizationLegality::RuntimePointerCheck &RtCheck,
-                       unsigned &NumComparisons, ScalarEvolution *SE,
-                       Loop *TheLoop);
-
-  /// \brief Goes over all memory accesses, checks whether a RT check is needed
-  /// and builds sets of dependent accesses.
-  void buildDependenceSets() {
-    // Process read-write pointers first.
-    processMemAccesses(false);
-    // Next, process read pointers.
-    processMemAccesses(true);
-  }
-
-  bool isRTCheckNeeded() { return IsRTCheckNeeded; }
-
-  bool isDependencyCheckNeeded() { return !CheckDeps.empty(); }
-
-  MemAccessInfoSet &getDependenciesToCheck() { return CheckDeps; }
-
-private:
-  typedef SetVector<MemAccessInfo> PtrAccessSet;
-  typedef DenseMap<Value*, MemAccessInfo> UnderlyingObjToAccessMap;
-
-  /// \brief Go over all memory access or only the deferred ones if
-  /// \p UseDeferred is true and check whether runtime pointer checks are needed
-  /// and build sets of dependency check candidates.
-  void processMemAccesses(bool UseDeferred);
-
-  /// Set of all accesses.
-  PtrAccessSet Accesses;
-
-  /// Set of access to check after all writes have been processed.
-  PtrAccessSet DeferredAccesses;
-
-  /// Map of pointers to last access encountered.
-  UnderlyingObjToAccessMap ObjToLastAccess;
-
-  /// Set of accesses that need a further dependence check.
-  MemAccessInfoSet CheckDeps;
-
-  /// Set of pointers that are read only.
-  SmallPtrSet<Value*, 16> ReadOnlyPtr;
-
-  /// Set of underlying objects already written to.
-  SmallPtrSet<Value*, 16> WriteObjects;
-
-  DataLayout *DL;
-
-  /// Sets of potentially dependent accesses - members of one set share an
-  /// underlying pointer. The set "CheckDeps" identfies which sets really need a
-  /// dependence check.
-  DepCandidates &DepCands;
-
-  bool AreAllWritesIdentified;
-  bool AreAllReadsIdentified;
-  bool IsRTCheckNeeded;
-};
-
-} // end anonymous namespace
-
-/// \brief Check whether a pointer can participate in a runtime bounds check.
-static bool hasComputableBounds(ScalarEvolution *SE, Value *Ptr) {
-  const SCEV *PtrScev = SE->getSCEV(Ptr);
-  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
-  if (!AR)
-    return false;
-
-  return AR->isAffine();
-}
-
-bool AccessAnalysis::canCheckPtrAtRT(
-                       LoopVectorizationLegality::RuntimePointerCheck &RtCheck,
-                        unsigned &NumComparisons, ScalarEvolution *SE,
-                        Loop *TheLoop) {
-  // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
-  // to place a runtime bound check.
-  unsigned NumReadPtrChecks = 0;
-  unsigned NumWritePtrChecks = 0;
-  bool CanDoRT = true;
-
-  bool IsDepCheckNeeded = isDependencyCheckNeeded();
-  // We assign consecutive id to access from different dependence sets.
-  // Accesses within the same set don't need a runtime check.
-  unsigned RunningDepId = 1;
-  DenseMap<Value *, unsigned> DepSetId;
-
-  for (PtrAccessSet::iterator AI = Accesses.begin(), AE = Accesses.end();
-       AI != AE; ++AI) {
-    const MemAccessInfo &Access = *AI;
-    Value *Ptr = Access.getPointer();
-    bool IsWrite = Access.getInt();
-
-    // Just add write checks if we have both.
-    if (!IsWrite && Accesses.count(MemAccessInfo(Ptr, true)))
-      continue;
-
-    if (IsWrite)
-      ++NumWritePtrChecks;
-    else
-      ++NumReadPtrChecks;
-
-    if (hasComputableBounds(SE, Ptr)) {
-      // The id of the dependence set.
-      unsigned DepId;
-
-      if (IsDepCheckNeeded) {
-        Value *Leader = DepCands.getLeaderValue(Access).getPointer();
-        unsigned &LeaderId = DepSetId[Leader];
-        if (!LeaderId)
-          LeaderId = RunningDepId++;
-        DepId = LeaderId;
-      } else
-        // Each access has its own dependence set.
-        DepId = RunningDepId++;
-
-      RtCheck.insert(SE, TheLoop, Ptr, IsWrite, DepId);
-
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Found a runtime check ptr:" << *Ptr << '\n');
-    } else {
-      CanDoRT = false;
-    }
-  }
-
-  if (IsDepCheckNeeded && CanDoRT && RunningDepId == 2)
-    NumComparisons = 0; // Only one dependence set.
-  else {
-    NumComparisons = (NumWritePtrChecks * (NumReadPtrChecks +
-                                           NumWritePtrChecks - 1));
-  }
-
-  // If the pointers that we would use for the bounds comparison have different
-  // address spaces, assume the values aren't directly comparable, so we can't
-  // use them for the runtime check. We also have to assume they could
-  // overlap. In the future there should be metadata for whether address spaces
-  // are disjoint.
-  unsigned NumPointers = RtCheck.Pointers.size();
-  for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
-    for (unsigned j = i + 1; j < NumPointers; ++j) {
-      // Only need to check pointers between two different dependency sets.
-      if (RtCheck.DependencySetId[i] == RtCheck.DependencySetId[j])
-       continue;
-
-      Value *PtrI = RtCheck.Pointers[i];
-      Value *PtrJ = RtCheck.Pointers[j];
-
-      unsigned ASi = PtrI->getType()->getPointerAddressSpace();
-      unsigned ASj = PtrJ->getType()->getPointerAddressSpace();
-      if (ASi != ASj) {
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Runtime check would require comparison between"
-                       " different address spaces\n");
-        return false;
-      }
-    }
-  }
-
-  return CanDoRT;
-}
-
-static bool isFunctionScopeIdentifiedObject(Value *Ptr) {
-  return isNoAliasArgument(Ptr) || isNoAliasCall(Ptr) || isa<AllocaInst>(Ptr);
-}
-
-void AccessAnalysis::processMemAccesses(bool UseDeferred) {
-  // We process the set twice: first we process read-write pointers, last we
-  // process read-only pointers. This allows us to skip dependence tests for
-  // read-only pointers.
-
-  PtrAccessSet &S = UseDeferred ? DeferredAccesses : Accesses;
-  for (PtrAccessSet::iterator AI = S.begin(), AE = S.end(); AI != AE; ++AI) {
-    const MemAccessInfo &Access = *AI;
-    Value *Ptr = Access.getPointer();
-    bool IsWrite = Access.getInt();
-
-    DepCands.insert(Access);
-
-    // Memorize read-only pointers for later processing and skip them in the
-    // first round (they need to be checked after we have seen all write
-    // pointers). Note: we also mark pointer that are not consecutive as
-    // "read-only" pointers (so that we check "a[b[i]] +="). Hence, we need the
-    // second check for "!IsWrite".
-    bool IsReadOnlyPtr = ReadOnlyPtr.count(Ptr) && !IsWrite;
-    if (!UseDeferred && IsReadOnlyPtr) {
-      DeferredAccesses.insert(Access);
-      continue;
-    }
-
-    bool NeedDepCheck = false;
-    // Check whether there is the possiblity of dependency because of underlying
-    // objects being the same.
-    typedef SmallVector<Value*, 16> ValueVector;
-    ValueVector TempObjects;
-    GetUnderlyingObjects(Ptr, TempObjects, DL);
-    for (ValueVector::iterator UI = TempObjects.begin(), UE = TempObjects.end();
-         UI != UE; ++UI) {
-      Value *UnderlyingObj = *UI;
-
-      // If this is a write then it needs to be an identified object.  If this a
-      // read and all writes (so far) are identified function scope objects we
-      // don't need an identified underlying object but only an Argument (the
-      // next write is going to invalidate this assumption if it is
-      // unidentified).
-      // This is a micro-optimization for the case where all writes are
-      // identified and we have one argument pointer.
-      // Otherwise, we do need a runtime check.
-      if ((IsWrite && !isFunctionScopeIdentifiedObject(UnderlyingObj)) ||
-          (!IsWrite && (!AreAllWritesIdentified ||
-                        !isa<Argument>(UnderlyingObj)) &&
-           !isIdentifiedObject(UnderlyingObj))) {
-        DEBUG(dbgs() << "LV: Found an unidentified " <<
-              (IsWrite ?  "write" : "read" ) << " ptr: " << *UnderlyingObj <<
-              "\n");
-        IsRTCheckNeeded = (IsRTCheckNeeded ||
-                           !isIdentifiedObject(UnderlyingObj) ||
-                           !AreAllReadsIdentified);
-
-        if (IsWrite)
-          AreAllWritesIdentified = false;
-        if (!IsWrite)
-          AreAllReadsIdentified = false;
-      }
-
-      // If this is a write - check other reads and writes for conflicts.  If
-      // this is a read only check other writes for conflicts (but only if there
-      // is no other write to the ptr - this is an optimization to catch "a[i] =
-      // a[i] + " without having to do a dependence check).
-      if ((IsWrite || IsReadOnlyPtr) && WriteObjects.count(UnderlyingObj))
-        NeedDepCheck = true;
-
-      if (IsWrite)
-        WriteObjects.insert(UnderlyingObj);
-
-      // Create sets of pointers connected by shared underlying objects.
-      UnderlyingObjToAccessMap::iterator Prev =
-        ObjToLastAccess.find(UnderlyingObj);
-      if (Prev != ObjToLastAccess.end())
-        DepCands.unionSets(Access, Prev->second);
-
-      ObjToLastAccess[UnderlyingObj] = Access;
-    }
-
-    if (NeedDepCheck)
-      CheckDeps.insert(Access);
-  }
-}
-
-namespace {
-/// \brief Checks memory dependences among accesses to the same underlying
-/// object to determine whether there vectorization is legal or not (and at
-/// which vectorization factor).
-///
-/// This class works under the assumption that we already checked that memory
-/// locations with different underlying pointers are "must-not alias".
-/// We use the ScalarEvolution framework to symbolically evalutate access
-/// functions pairs. Since we currently don't restructure the loop we can rely
-/// on the program order of memory accesses to determine their safety.
-/// At the moment we will only deem accesses as safe for:
-///  * A negative constant distance assuming program order.
-///
-///      Safe: tmp = a[i + 1];     OR     a[i + 1] = x;
-///            a[i] = tmp;                y = a[i];
-///
-///   The latter case is safe because later checks guarantuee that there can't
-///   be a cycle through a phi node (that is, we check that "x" and "y" is not
-///   the same variable: a header phi can only be an induction or a reduction, a
-///   reduction can't have a memory sink, an induction can't have a memory
-///   source). This is important and must not be violated (or we have to
-///   resort to checking for cycles through memory).
-///
-///  * A positive constant distance assuming program order that is bigger
-///    than the biggest memory access.
-///
-///     tmp = a[i]        OR              b[i] = x
-///     a[i+2] = tmp                      y = b[i+2];
-///
-///     Safe distance: 2 x sizeof(a[0]), and 2 x sizeof(b[0]), respectively.
-///
-///  * Zero distances and all accesses have the same size.
-///
-class MemoryDepChecker {
-public:
-  typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
-  typedef SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoSet;
-
-  MemoryDepChecker(ScalarEvolution *Se, DataLayout *Dl, const Loop *L) :
-    SE(Se), DL(Dl), InnermostLoop(L), AccessIdx(0) {}
-
-  /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
-  /// of a write access.
-  void addAccess(StoreInst *SI) {
-    Value *Ptr = SI->getPointerOperand();
-    Accesses[MemAccessInfo(Ptr, true)].push_back(AccessIdx);
-    InstMap.push_back(SI);
-    ++AccessIdx;
-  }
-
-  /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
-  /// of a write access.
-  void addAccess(LoadInst *LI) {
-    Value *Ptr = LI->getPointerOperand();
-    Accesses[MemAccessInfo(Ptr, false)].push_back(AccessIdx);
-    InstMap.push_back(LI);
-    ++AccessIdx;
-  }
-
-  /// \brief Check whether the dependencies between the accesses are safe.
-  ///
-  /// Only checks sets with elements in \p CheckDeps.
-  bool areDepsSafe(AccessAnalysis::DepCandidates &AccessSets,
-                   MemAccessInfoSet &CheckDeps);
-
-  /// \brief The maximum number of bytes of a vector register we can vectorize
-  /// the accesses safely with.
-  unsigned getMaxSafeDepDistBytes() { return MaxSafeDepDistBytes; }
-
-private:
-  ScalarEvolution *SE;
-  DataLayout *DL;
-  const Loop *InnermostLoop;
-
-  /// \brief Maps access locations (ptr, read/write) to program order.
-  DenseMap<MemAccessInfo, std::vector<unsigned> > Accesses;
-
-  /// \brief Memory access instructions in program order.
-  SmallVector<Instruction *, 16> InstMap;
-
-  /// \brief The program order index to be used for the next instruction.
-  unsigned AccessIdx;
-
-  // We can access this many bytes in parallel safely.
-  unsigned MaxSafeDepDistBytes;
-
-  /// \brief Check whether there is a plausible dependence between the two
-  /// accesses.
-  ///
-  /// Access \p A must happen before \p B in program order. The two indices
-  /// identify the index into the program order map.
-  ///
-  /// This function checks  whether there is a plausible dependence (or the
-  /// absence of such can't be proved) between the two accesses. If there is a
-  /// plausible dependence but the dependence distance is bigger than one
-  /// element access it records this distance in \p MaxSafeDepDistBytes (if this
-  /// distance is smaller than any other distance encountered so far).
-  /// Otherwise, this function returns true signaling a possible dependence.
-  bool isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
-                   const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx);
-
-  /// \brief Check whether the data dependence could prevent store-load
-  /// forwarding.
-  bool couldPreventStoreLoadForward(unsigned Distance, unsigned TypeByteSize);
-};
-
-} // end anonymous namespace
-
-static bool isInBoundsGep(Value *Ptr) {
-  if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
-    return GEP->isInBounds();
-  return false;
-}
-
-/// \brief Check whether the access through \p Ptr has a constant stride.
-static int isStridedPtr(ScalarEvolution *SE, DataLayout *DL, Value *Ptr,
-                        const Loop *Lp) {
-  const Type *Ty = Ptr->getType();
-  assert(Ty->isPointerTy() && "Unexpected non ptr");
-
-  // Make sure that the pointer does not point to aggregate types.
-  const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ty);
-  if (PtrTy->getElementType()->isAggregateType()) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not a pointer to a scalar type" << *Ptr <<
-          "\n");
-    return 0;
-  }
-
-  const SCEV *PtrScev = SE->getSCEV(Ptr);
-  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
-  if (!AR) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not an AddRecExpr pointer "
-          << *Ptr << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
-    return 0;
-  }
-
-  // The accesss function must stride over the innermost loop.
-  if (Lp != AR->getLoop()) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not striding over innermost loop " <<
-          *Ptr << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
-  }
-
-  // The address calculation must not wrap. Otherwise, a dependence could be
-  // inverted.
-  // An inbounds getelementptr that is a AddRec with a unit stride
-  // cannot wrap per definition. The unit stride requirement is checked later.
-  // An getelementptr without an inbounds attribute and unit stride would have
-  // to access the pointer value "0" which is undefined behavior in address
-  // space 0, therefore we can also vectorize this case.
-  bool IsInBoundsGEP = isInBoundsGep(Ptr);
-  bool IsNoWrapAddRec = AR->getNoWrapFlags(SCEV::NoWrapMask);
-  bool IsInAddressSpaceZero = PtrTy->getAddressSpace() == 0;
-  if (!IsNoWrapAddRec && !IsInBoundsGEP && !IsInAddressSpaceZero) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Pointer may wrap in the address space "
-          << *Ptr << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
-    return 0;
-  }
-
-  // Check the step is constant.
-  const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*SE);
-
-  // Calculate the pointer stride and check if it is consecutive.
-  const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
-  if (!C) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not a constant strided " << *Ptr <<
-          " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
-    return 0;
-  }
-
-  int64_t Size = DL->getTypeAllocSize(PtrTy->getElementType());
-  const APInt &APStepVal = C->getValue()->getValue();
-
-  // Huge step value - give up.
-  if (APStepVal.getBitWidth() > 64)
-    return 0;
-
-  int64_t StepVal = APStepVal.getSExtValue();
-
-  // Strided access.
-  int64_t Stride = StepVal / Size;
-  int64_t Rem = StepVal % Size;
-  if (Rem)
-    return 0;
-
-  // If the SCEV could wrap but we have an inbounds gep with a unit stride we
-  // know we can't "wrap around the address space". In case of address space
-  // zero we know that this won't happen without triggering undefined behavior.
-  if (!IsNoWrapAddRec && (IsInBoundsGEP || IsInAddressSpaceZero) &&
-      Stride != 1 && Stride != -1)
-    return 0;
-
-  return Stride;
-}
-
-bool MemoryDepChecker::couldPreventStoreLoadForward(unsigned Distance,
-                                                    unsigned TypeByteSize) {
-  // If loads occur at a distance that is not a multiple of a feasible vector
-  // factor store-load forwarding does not take place.
-  // Positive dependences might cause troubles because vectorizing them might
-  // prevent store-load forwarding making vectorized code run a lot slower.
-  //   a[i] = a[i-3] ^ a[i-8];
-  //   The stores to a[i:i+1] don't align with the stores to a[i-3:i-2] and
-  //   hence on your typical architecture store-load forwarding does not take
-  //   place. Vectorizing in such cases does not make sense.
-  // Store-load forwarding distance.
-  const unsigned NumCyclesForStoreLoadThroughMemory = 8*TypeByteSize;
-  // Maximum vector factor.
-  unsigned MaxVFWithoutSLForwardIssues = MaxVectorWidth*TypeByteSize;
-  if(MaxSafeDepDistBytes < MaxVFWithoutSLForwardIssues)
-    MaxVFWithoutSLForwardIssues = MaxSafeDepDistBytes;
-
-  for (unsigned vf = 2*TypeByteSize; vf <= MaxVFWithoutSLForwardIssues;
-       vf *= 2) {
-    if (Distance % vf && Distance / vf < NumCyclesForStoreLoadThroughMemory) {
-      MaxVFWithoutSLForwardIssues = (vf >>=1);
-      break;
-    }
-  }
-
-  if (MaxVFWithoutSLForwardIssues< 2*TypeByteSize) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Distance " << Distance <<
-          " that could cause a store-load forwarding conflict\n");
-    return true;
-  }
-
-  if (MaxVFWithoutSLForwardIssues < MaxSafeDepDistBytes &&
-      MaxVFWithoutSLForwardIssues != MaxVectorWidth*TypeByteSize)
-    MaxSafeDepDistBytes = MaxVFWithoutSLForwardIssues;
-  return false;
-}
-
-bool MemoryDepChecker::isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
-                                   const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx) {
-  assert (AIdx < BIdx && "Must pass arguments in program order");
-
-  Value *APtr = A.getPointer();
-  Value *BPtr = B.getPointer();
-  bool AIsWrite = A.getInt();
-  bool BIsWrite = B.getInt();
-
-  // Two reads are independent.
-  if (!AIsWrite && !BIsWrite)
-    return false;
-
-  const SCEV *AScev = SE->getSCEV(APtr);
-  const SCEV *BScev = SE->getSCEV(BPtr);
-
-  int StrideAPtr = isStridedPtr(SE, DL, APtr, InnermostLoop);
-  int StrideBPtr = isStridedPtr(SE, DL, BPtr, InnermostLoop);
-
-  const SCEV *Src = AScev;
-  const SCEV *Sink = BScev;
-
-  // If the induction step is negative we have to invert source and sink of the
-  // dependence.
-  if (StrideAPtr < 0) {
-    //Src = BScev;
-    //Sink = AScev;
-    std::swap(APtr, BPtr);
-    std::swap(Src, Sink);
-    std::swap(AIsWrite, BIsWrite);
-    std::swap(AIdx, BIdx);
-    std::swap(StrideAPtr, StrideBPtr);
-  }
-
-  const SCEV *Dist = SE->getMinusSCEV(Sink, Src);
-
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Src Scev: " << *Src << "Sink Scev: " << *Sink
-        << "(Induction step: " << StrideAPtr <<  ")\n");
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Distance for " << *InstMap[AIdx] << " to "
-        << *InstMap[BIdx] << ": " << *Dist << "\n");
-
-  // Need consecutive accesses. We don't want to vectorize
-  // "A[B[i]] += ..." and similar code or pointer arithmetic that could wrap in
-  // the address space.
-  if (!StrideAPtr || !StrideBPtr || StrideAPtr != StrideBPtr){
-    DEBUG(dbgs() << "Non-consecutive pointer access\n");
-    return true;
-  }
-
-  const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Dist);
-  if (!C) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Dependence because of non constant distance\n");
-    return true;
-  }
-
-  Type *ATy = APtr->getType()->getPointerElementType();
-  Type *BTy = BPtr->getType()->getPointerElementType();
-  unsigned TypeByteSize = DL->getTypeAllocSize(ATy);
-
-  // Negative distances are not plausible dependencies.
-  const APInt &Val = C->getValue()->getValue();
-  if (Val.isNegative()) {
-    bool IsTrueDataDependence = (AIsWrite && !BIsWrite);
-    if (IsTrueDataDependence &&
-        (couldPreventStoreLoadForward(Val.abs().getZExtValue(), TypeByteSize) ||
-         ATy != BTy))
-      return true;
-
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Dependence is negative: NoDep\n");
-    return false;
-  }
-
-  // Write to the same location with the same size.
-  // Could be improved to assert type sizes are the same (i32 == float, etc).
-  if (Val == 0) {
-    if (ATy == BTy)
-      return false;
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Zero dependence difference but different types\n");
-    return true;
-  }
-
-  assert(Val.isStrictlyPositive() && "Expect a positive value");
-
-  // Positive distance bigger than max vectorization factor.
-  if (ATy != BTy) {
-    DEBUG(dbgs() <<
-          "LV: ReadWrite-Write positive dependency with different types\n");
-    return false;
-  }
-
-  unsigned Distance = (unsigned) Val.getZExtValue();
-
-  // Bail out early if passed-in parameters make vectorization not feasible.
-  unsigned ForcedFactor = VectorizationFactor ? VectorizationFactor : 1;
-  unsigned ForcedUnroll = VectorizationUnroll ? VectorizationUnroll : 1;
-
-  // The distance must be bigger than the size needed for a vectorized version
-  // of the operation and the size of the vectorized operation must not be
-  // bigger than the currrent maximum size.
-  if (Distance < 2*TypeByteSize ||
-      2*TypeByteSize > MaxSafeDepDistBytes ||
-      Distance < TypeByteSize * ForcedUnroll * ForcedFactor) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Failure because of Positive distance "
-        << Val.getSExtValue() << '\n');
-    return true;
-  }
-
-  MaxSafeDepDistBytes = Distance < MaxSafeDepDistBytes ?
-    Distance : MaxSafeDepDistBytes;
-
-  bool IsTrueDataDependence = (!AIsWrite && BIsWrite);
-  if (IsTrueDataDependence &&
-      couldPreventStoreLoadForward(Distance, TypeByteSize))
-     return true;
-
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Positive distance " << Val.getSExtValue() <<
-        " with max VF = " << MaxSafeDepDistBytes / TypeByteSize << '\n');
-
-  return false;
-}
-
-bool
-MemoryDepChecker::areDepsSafe(AccessAnalysis::DepCandidates &AccessSets,
-                              MemAccessInfoSet &CheckDeps) {
-
-  MaxSafeDepDistBytes = -1U;
-  while (!CheckDeps.empty()) {
-    MemAccessInfo CurAccess = *CheckDeps.begin();
-
-    // Get the relevant memory access set.
-    EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::iterator I =
-      AccessSets.findValue(AccessSets.getLeaderValue(CurAccess));
-
-    // Check accesses within this set.
-    EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator AI, AE;
-    AI = AccessSets.member_begin(I), AE = AccessSets.member_end();
-
-    // Check every access pair.
-    while (AI != AE) {
-      CheckDeps.erase(*AI);
-      EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator OI = llvm::next(AI);
-      while (OI != AE) {
-        // Check every accessing instruction pair in program order.
-        for (std::vector<unsigned>::iterator I1 = Accesses[*AI].begin(),
-             I1E = Accesses[*AI].end(); I1 != I1E; ++I1)
-          for (std::vector<unsigned>::iterator I2 = Accesses[*OI].begin(),
-               I2E = Accesses[*OI].end(); I2 != I2E; ++I2) {
-            if (*I1 < *I2 && isDependent(*AI, *I1, *OI, *I2))
-              return false;
-            if (*I2 < *I1 && isDependent(*OI, *I2, *AI, *I1))
-              return false;
-          }
-        ++OI;
-      }
-      AI++;
-    }
-  }
-  return true;
-}
-
-bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeMemory() {
-
-  typedef SmallVector<Value*, 16> ValueVector;
-  typedef SmallPtrSet<Value*, 16> ValueSet;
-
-  // Holds the Load and Store *instructions*.
-  ValueVector Loads;
-  ValueVector Stores;
-
-  // Holds all the different accesses in the loop.
-  unsigned NumReads = 0;
-  unsigned NumReadWrites = 0;
-
-  PtrRtCheck.Pointers.clear();
-  PtrRtCheck.Need = false;
-
-  const bool IsAnnotatedParallel = TheLoop->isAnnotatedParallel();
-  MemoryDepChecker DepChecker(SE, DL, TheLoop);
-
-  // For each block.
-  for (Loop::block_iterator bb = TheLoop->block_begin(),
-       be = TheLoop->block_end(); bb != be; ++bb) {
-
-    // Scan the BB and collect legal loads and stores.
-    for (BasicBlock::iterator it = (*bb)->begin(), e = (*bb)->end(); it != e;
-         ++it) {
-
-      // If this is a load, save it. If this instruction can read from memory
-      // but is not a load, then we quit. Notice that we don't handle function
-      // calls that read or write.
-      if (it->mayReadFromMemory()) {
-        // Many math library functions read the rounding mode. We will only
-        // vectorize a loop if it contains known function calls that don't set
-        // the flag. Therefore, it is safe to ignore this read from memory.
-        CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(it);
-        if (Call && getIntrinsicIDForCall(Call, TLI))
-          continue;
-
-        LoadInst *Ld = dyn_cast<LoadInst>(it);
-        if (!Ld) return false;
-        if (!Ld->isSimple() && !IsAnnotatedParallel) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-simple load.\n");
-          return false;
-        }
-        Loads.push_back(Ld);
-        DepChecker.addAccess(Ld);
-        continue;
-      }
-
-      // Save 'store' instructions. Abort if other instructions write to memory.
-      if (it->mayWriteToMemory()) {
-        StoreInst *St = dyn_cast<StoreInst>(it);
-        if (!St) return false;
-        if (!St->isSimple() && !IsAnnotatedParallel) {
-          DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-simple store.\n");
-          return false;
-        }
-        Stores.push_back(St);
-        DepChecker.addAccess(St);
-      }
-    } // Next instr.
-  } // Next block.
-
-  // Now we have two lists that hold the loads and the stores.
-  // Next, we find the pointers that they use.
-
-  // Check if we see any stores. If there are no stores, then we don't
-  // care if the pointers are *restrict*.
-  if (!Stores.size()) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Found a read-only loop!\n");
-    return true;
-  }
-
-  AccessAnalysis::DepCandidates DependentAccesses;
-  AccessAnalysis Accesses(DL, DependentAccesses);
-
-  // Holds the analyzed pointers. We don't want to call GetUnderlyingObjects
-  // multiple times on the same object. If the ptr is accessed twice, once
-  // for read and once for write, it will only appear once (on the write
-  // list). This is okay, since we are going to check for conflicts between
-  // writes and between reads and writes, but not between reads and reads.
-  ValueSet Seen;
-
-  ValueVector::iterator I, IE;
-  for (I = Stores.begin(), IE = Stores.end(); I != IE; ++I) {
-    StoreInst *ST = cast<StoreInst>(*I);
-    Value* Ptr = ST->getPointerOperand();
-
-    if (isUniform(Ptr)) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: We don't allow storing to uniform addresses\n");
-      return false;
-    }
-
-    // If we did *not* see this pointer before, insert it to  the read-write
-    // list. At this phase it is only a 'write' list.
-    if (Seen.insert(Ptr)) {
-      ++NumReadWrites;
-      Accesses.addStore(Ptr);
-    }
-  }
-
-  if (IsAnnotatedParallel) {
-    DEBUG(dbgs()
-          << "LV: A loop annotated parallel, ignore memory dependency "
-          << "checks.\n");
-    return true;
-  }
-
-  for (I = Loads.begin(), IE = Loads.end(); I != IE; ++I) {
-    LoadInst *LD = cast<LoadInst>(*I);
-    Value* Ptr = LD->getPointerOperand();
-    // If we did *not* see this pointer before, insert it to the
-    // read list. If we *did* see it before, then it is already in
-    // the read-write list. This allows us to vectorize expressions
-    // such as A[i] += x;  Because the address of A[i] is a read-write
-    // pointer. This only works if the index of A[i] is consecutive.
-    // If the address of i is unknown (for example A[B[i]]) then we may
-    // read a few words, modify, and write a few words, and some of the
-    // words may be written to the same address.
-    bool IsReadOnlyPtr = false;
-    if (Seen.insert(Ptr) || !isStridedPtr(SE, DL, Ptr, TheLoop)) {
-      ++NumReads;
-      IsReadOnlyPtr = true;
-    }
-    Accesses.addLoad(Ptr, IsReadOnlyPtr);
-  }
-
-  // If we write (or read-write) to a single destination and there are no
-  // other reads in this loop then is it safe to vectorize.
-  if (NumReadWrites == 1 && NumReads == 0) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Found a write-only loop!\n");
-    return true;
-  }
-
-  // Build dependence sets and check whether we need a runtime pointer bounds
-  // check.
-  Accesses.buildDependenceSets();
-  bool NeedRTCheck = Accesses.isRTCheckNeeded();
-
-  // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
-  // to place a runtime bound check.
-  unsigned NumComparisons = 0;
-  bool CanDoRT = false;
-  if (NeedRTCheck)
-    CanDoRT = Accesses.canCheckPtrAtRT(PtrRtCheck, NumComparisons, SE, TheLoop);
-
-
-  DEBUG(dbgs() << "LV: We need to do " << NumComparisons <<
-        " pointer comparisons.\n");
-
-  // If we only have one set of dependences to check pointers among we don't
-  // need a runtime check.
-  if (NumComparisons == 0 && NeedRTCheck)
-    NeedRTCheck = false;
-
-  // Check that we did not collect too many pointers or found an unsizeable
-  // pointer.
-  if (!CanDoRT || NumComparisons > RuntimeMemoryCheckThreshold) {
-    PtrRtCheck.reset();
-    CanDoRT = false;
-  }
-
-  if (CanDoRT) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: We can perform a memory runtime check if needed.\n");
-  }
-
-  if (NeedRTCheck && !CanDoRT) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: We can't vectorize because we can't find " <<
-          "the array bounds.\n");
-    PtrRtCheck.reset();
-    return false;
-  }
-
-  PtrRtCheck.Need = NeedRTCheck;
-
-  bool CanVecMem = true;
-  if (Accesses.isDependencyCheckNeeded()) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Checking memory dependencies\n");
-    CanVecMem = DepChecker.areDepsSafe(DependentAccesses,
-                                       Accesses.getDependenciesToCheck());
-    MaxSafeDepDistBytes = DepChecker.getMaxSafeDepDistBytes();
-  }
-
-  DEBUG(dbgs() << "LV: We" << (NeedRTCheck ? "" : " don't") <<
-        " need a runtime memory check.\n");
-
-  return CanVecMem;
-}
-
-static bool hasMultipleUsesOf(Instruction *I,
-                              SmallPtrSet<Instruction *, 8> &Insts) {
-  unsigned NumUses = 0;
-  for(User::op_iterator Use = I->op_begin(), E = I->op_end(); Use != E; ++Use) {
-    if (Insts.count(dyn_cast<Instruction>(*Use)))
-      ++NumUses;
-    if (NumUses > 1)
-      return true;
-  }
-
-  return false;
-}
-
-static bool areAllUsesIn(Instruction *I, SmallPtrSet<Instruction *, 8> &Set) {
-  for(User::op_iterator Use = I->op_begin(), E = I->op_end(); Use != E; ++Use)
-    if (!Set.count(dyn_cast<Instruction>(*Use)))
-      return false;
-  return true;
-}
-
-bool LoopVectorizationLegality::AddReductionVar(PHINode *Phi,
-                                                ReductionKind Kind) {
-  if (Phi->getNumIncomingValues() != 2)
-    return false;
-
-  // Reduction variables are only found in the loop header block.
-  if (Phi->getParent() != TheLoop->getHeader())
-    return false;
-
-  // Obtain the reduction start value from the value that comes from the loop
-  // preheader.
-  Value *RdxStart = Phi->getIncomingValueForBlock(TheLoop->getLoopPreheader());
-
-  // ExitInstruction is the single value which is used outside the loop.
-  // We only allow for a single reduction value to be used outside the loop.
-  // This includes users of the reduction, variables (which form a cycle
-  // which ends in the phi node).
-  Instruction *ExitInstruction = 0;
-  // Indicates that we found a reduction operation in our scan.
-  bool FoundReduxOp = false;
-
-  // We start with the PHI node and scan for all of the users of this
-  // instruction. All users must be instructions that can be used as reduction
-  // variables (such as ADD). We must have a single out-of-block user. The cycle
-  // must include the original PHI.
-  bool FoundStartPHI = false;
-
-  // To recognize min/max patterns formed by a icmp select sequence, we store
-  // the number of instruction we saw from the recognized min/max pattern,
-  //  to make sure we only see exactly the two instructions.
-  unsigned NumCmpSelectPatternInst = 0;
-  ReductionInstDesc ReduxDesc(false, 0);
-
-  SmallPtrSet<Instruction *, 8> VisitedInsts;
-  SmallVector<Instruction *, 8> Worklist;
-  Worklist.push_back(Phi);
-  VisitedInsts.insert(Phi);
-
-  // A value in the reduction can be used:
-  //  - By the reduction:
-  //      - Reduction operation:
-  //        - One use of reduction value (safe).
-  //        - Multiple use of reduction value (not safe).
-  //      - PHI:
-  //        - All uses of the PHI must be the reduction (safe).
-  //        - Otherwise, not safe.
-  //  - By one instruction outside of the loop (safe).
-  //  - By further instructions outside of the loop (not safe).
-  //  - By an instruction that is not part of the reduction (not safe).
-  //    This is either:
-  //      * An instruction type other than PHI or the reduction operation.
-  //      * A PHI in the header other than the initial PHI.
-  while (!Worklist.empty()) {
-    Instruction *Cur = Worklist.back();
-    Worklist.pop_back();
-
-    // No Users.
-    // If the instruction has no users then this is a broken chain and can't be
-    // a reduction variable.
-    if (Cur->use_empty())
-      return false;
-
-    bool IsAPhi = isa<PHINode>(Cur);
+          DEBUG(dbgs() << "LV: Found an induction variable.\n");
 
-    // A header PHI use other than the original PHI.
-    if (Cur != Phi && IsAPhi && Cur->getParent() == Phi->getParent())
-      return false;
+          // 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) <<
+                         "use of induction value outside of the "
+                         "loop is not handled by vectorizer");
+            return false;
+          }
 
-    // Reductions of instructions such as Div, and Sub is only possible if the
-    // LHS is the reduction variable.
-    if (!Cur->isCommutative() && !IsAPhi && !isa<SelectInst>(Cur) &&
-        !isa<ICmpInst>(Cur) && !isa<FCmpInst>(Cur) &&
-        !VisitedInsts.count(dyn_cast<Instruction>(Cur->getOperand(0))))
-      return false;
+          continue;
+        }
 
-    // Any reduction instruction must be of one of the allowed kinds.
-    ReduxDesc = isReductionInstr(Cur, Kind, ReduxDesc);
-    if (!ReduxDesc.IsReduction)
-      return false;
+        RecurrenceDescriptor RedDes;
+        if (RecurrenceDescriptor::isReductionPHI(Phi, TheLoop, RedDes)) {
+          if (RedDes.hasUnsafeAlgebra())
+            Requirements->addUnsafeAlgebraInst(RedDes.getUnsafeAlgebraInst());
+          AllowedExit.insert(RedDes.getLoopExitInstr());
+          Reductions[Phi] = RedDes;
+          continue;
+        }
 
-    // A reduction operation must only have one use of the reduction value.
-    if (!IsAPhi && Kind != RK_IntegerMinMax && Kind != RK_FloatMinMax &&
-        hasMultipleUsesOf(Cur, VisitedInsts))
-      return false;
+        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");
+        return false;
+      }// end of PHI handling
 
-    // All inputs to a PHI node must be a reduction value.
-    if(IsAPhi && Cur != Phi && !areAllUsesIn(Cur, VisitedInsts))
-      return false;
+      // We handle calls that:
+      //   * Are debug info intrinsics.
+      //   * Have a mapping to an IR intrinsic.
+      //   * Have a vector version available.
+      CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(it);
+      if (CI && !getIntrinsicIDForCall(CI, TLI) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(CI) &&
+          !(CI->getCalledFunction() && TLI &&
+            TLI->isFunctionVectorizable(CI->getCalledFunction()->getName()))) {
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                     << "call instruction cannot be vectorized");
+        DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-intrinsic, non-libfunc callsite.\n");
+        return false;
+      }
 
-    if (Kind == RK_IntegerMinMax && (isa<ICmpInst>(Cur) ||
-                                     isa<SelectInst>(Cur)))
-      ++NumCmpSelectPatternInst;
-    if (Kind == RK_FloatMinMax && (isa<FCmpInst>(Cur) ||
-                                   isa<SelectInst>(Cur)))
-      ++NumCmpSelectPatternInst;
-
-    // Check  whether we found a reduction operator.
-    FoundReduxOp |= !IsAPhi;
-
-    // Process users of current instruction. Push non PHI nodes after PHI nodes
-    // onto the stack. This way we are going to have seen all inputs to PHI
-    // nodes once we get to them.
-    SmallVector<Instruction *, 8> NonPHIs;
-    SmallVector<Instruction *, 8> PHIs;
-    for (Value::use_iterator UI = Cur->use_begin(), E = Cur->use_end(); UI != E;
-         ++UI) {
-      Instruction *Usr = cast<Instruction>(*UI);
-
-      // Check if we found the exit user.
-      BasicBlock *Parent = Usr->getParent();
-      if (!TheLoop->contains(Parent)) {
-        // Exit if you find multiple outside users or if the header phi node is
-        // being used. In this case the user uses the value of the previous
-        // iteration, in which case we would loose "VF-1" iterations of the
-        // reduction operation if we vectorize.
-        if (ExitInstruction != 0 || Cur == Phi)
+      // Intrinsics such as powi,cttz and ctlz are legal to vectorize if the
+      // second argument is the same (i.e. loop invariant)
+      if (CI &&
+          hasVectorInstrinsicScalarOpd(getIntrinsicIDForCall(CI, TLI), 1)) {
+        auto *SE = PSE.getSE();
+        if (!SE->isLoopInvariant(PSE.getSCEV(CI->getOperand(1)), TheLoop)) {
+          emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                       << "intrinsic instruction cannot be vectorized");
+          DEBUG(dbgs() << "LV: Found unvectorizable intrinsic " << *CI << "\n");
           return false;
+        }
+      }
 
-        // The instruction used by an outside user must be the last instruction
-        // before we feed back to the reduction phi. Otherwise, we loose VF-1
-        // operations on the value.
-        if (std::find(Phi->op_begin(), Phi->op_end(), Cur) == Phi->op_end())
-         return false;
-
-        ExitInstruction = Cur;
-        continue;
+      // Check that the instruction return type is vectorizable.
+      // Also, we can't vectorize extractelement instructions.
+      if ((!VectorType::isValidElementType(it->getType()) &&
+           !it->getType()->isVoidTy()) || isa<ExtractElementInst>(it)) {
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it)
+                     << "instruction return type cannot be vectorized");
+        DEBUG(dbgs() << "LV: Found unvectorizable type.\n");
+        return false;
       }
 
-      // Process instructions only once (termination).
-      if (VisitedInsts.insert(Usr)) {
-        if (isa<PHINode>(Usr))
-          PHIs.push_back(Usr);
-        else
-          NonPHIs.push_back(Usr);
+      // Check that the stored type is vectorizable.
+      if (StoreInst *ST = dyn_cast<StoreInst>(it)) {
+        Type *T = ST->getValueOperand()->getType();
+        if (!VectorType::isValidElementType(T)) {
+          emitAnalysis(VectorizationReport(ST) <<
+                       "store instruction cannot be vectorized");
+          return false;
+        }
+        if (EnableMemAccessVersioning)
+          collectStridedAccess(ST);
       }
-      // Remember that we completed the cycle.
-      if (Usr == Phi)
-        FoundStartPHI = true;
-    }
-    Worklist.append(PHIs.begin(), PHIs.end());
-    Worklist.append(NonPHIs.begin(), NonPHIs.end());
-  }
 
-  // This means we have seen one but not the other instruction of the
-  // pattern or more than just a select and cmp.
-  if ((Kind == RK_IntegerMinMax || Kind == RK_FloatMinMax) &&
-      NumCmpSelectPatternInst != 2)
-    return false;
+      if (EnableMemAccessVersioning)
+        if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(it))
+          collectStridedAccess(LI);
 
-  if (!FoundStartPHI || !FoundReduxOp || !ExitInstruction)
-    return false;
+      // Reduction instructions are allowed to have exit users.
+      // All other instructions must not have external users.
+      if (hasOutsideLoopUser(TheLoop, &*it, AllowedExit)) {
+        emitAnalysis(VectorizationReport(&*it) <<
+                     "value cannot be used outside the loop");
+        return false;
+      }
+
+    } // next instr.
 
-  // We found a reduction var if we have reached the original phi node and we
-  // only have a single instruction with out-of-loop users.
+  }
 
-  // This instruction is allowed to have out-of-loop users.
-  AllowedExit.insert(ExitInstruction);
+  if (!Induction) {
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Did not find one integer induction var.\n");
+    if (Inductions.empty()) {
+      emitAnalysis(VectorizationReport()
+                   << "loop induction variable could not be identified");
+      return false;
+    }
+  }
 
-  // Save the description of this reduction variable.
-  ReductionDescriptor RD(RdxStart, ExitInstruction, Kind,
-                         ReduxDesc.MinMaxKind);
-  Reductions[Phi] = RD;
-  // We've ended the cycle. This is a reduction variable if we have an
-  // outside user and it has a binary op.
+  // Now we know the widest induction type, check if our found induction
+  // is the same size. If it's not, unset it here and InnerLoopVectorizer
+  // will create another.
+  if (Induction && WidestIndTy != Induction->getType())
+    Induction = nullptr;
 
   return true;
 }
 
-/// Returns true if the instruction is a Select(ICmp(X, Y), X, Y) instruction
-/// pattern corresponding to a min(X, Y) or max(X, Y).
-LoopVectorizationLegality::ReductionInstDesc
-LoopVectorizationLegality::isMinMaxSelectCmpPattern(Instruction *I,
-                                                    ReductionInstDesc &Prev) {
-
-  assert((isa<ICmpInst>(I) || isa<FCmpInst>(I) || isa<SelectInst>(I)) &&
-         "Expect a select instruction");
-  Instruction *Cmp = 0;
-  SelectInst *Select = 0;
-
-  // We must handle the select(cmp()) as a single instruction. Advance to the
-  // select.
-  if ((Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(I)) || (Cmp = dyn_cast<FCmpInst>(I))) {
-    if (!Cmp->hasOneUse() || !(Select = dyn_cast<SelectInst>(*I->use_begin())))
-      return ReductionInstDesc(false, I);
-    return ReductionInstDesc(Select, Prev.MinMaxKind);
-  }
-
-  // Only handle single use cases for now.
-  if (!(Select = dyn_cast<SelectInst>(I)))
-    return ReductionInstDesc(false, I);
-  if (!(Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(I->getOperand(0))) &&
-      !(Cmp = dyn_cast<FCmpInst>(I->getOperand(0))))
-    return ReductionInstDesc(false, I);
-  if (!Cmp->hasOneUse())
-    return ReductionInstDesc(false, I);
-
-  Value *CmpLeft;
-  Value *CmpRight;
-
-  // Look for a min/max pattern.
-  if (m_UMin(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_UIntMin);
-  else if (m_UMax(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_UIntMax);
-  else if (m_SMax(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_SIntMax);
-  else if (m_SMin(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_SIntMin);
-  else if (m_OrdFMin(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_FloatMin);
-  else if (m_OrdFMax(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_FloatMax);
-  else if (m_UnordFMin(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_FloatMin);
-  else if (m_UnordFMax(m_Value(CmpLeft), m_Value(CmpRight)).match(Select))
-    return ReductionInstDesc(Select, MRK_FloatMax);
-
-  return ReductionInstDesc(false, I);
-}
+void LoopVectorizationLegality::collectStridedAccess(Value *MemAccess) {
+  Value *Ptr = nullptr;
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(MemAccess))
+    Ptr = LI->getPointerOperand();
+  else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(MemAccess))
+    Ptr = SI->getPointerOperand();
+  else
+    return;
 
-LoopVectorizationLegality::ReductionInstDesc
-LoopVectorizationLegality::isReductionInstr(Instruction *I,
-                                            ReductionKind Kind,
-                                            ReductionInstDesc &Prev) {
-  bool FP = I->getType()->isFloatingPointTy();
-  bool FastMath = (FP && I->isCommutative() && I->isAssociative());
-  switch (I->getOpcode()) {
-  default:
-    return ReductionInstDesc(false, I);
-  case Instruction::PHI:
-      if (FP && (Kind != RK_FloatMult && Kind != RK_FloatAdd &&
-                 Kind != RK_FloatMinMax))
-        return ReductionInstDesc(false, I);
-    return ReductionInstDesc(I, Prev.MinMaxKind);
-  case Instruction::Sub:
-  case Instruction::Add:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_IntegerAdd, I);
-  case Instruction::Mul:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_IntegerMult, I);
-  case Instruction::And:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_IntegerAnd, I);
-  case Instruction::Or:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_IntegerOr, I);
-  case Instruction::Xor:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_IntegerXor, I);
-  case Instruction::FMul:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_FloatMult && FastMath, I);
-  case Instruction::FAdd:
-    return ReductionInstDesc(Kind == RK_FloatAdd && FastMath, I);
-  case Instruction::FCmp:
-  case Instruction::ICmp:
-  case Instruction::Select:
-    if (Kind != RK_IntegerMinMax &&
-        (!HasFunNoNaNAttr || Kind != RK_FloatMinMax))
-      return ReductionInstDesc(false, I);
-    return isMinMaxSelectCmpPattern(I, Prev);
-  }
+  Value *Stride = getStrideFromPointer(Ptr, PSE.getSE(), TheLoop);
+  if (!Stride)
+    return;
+
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Found a strided access that we can version");
+  DEBUG(dbgs() << "  Ptr: " << *Ptr << " Stride: " << *Stride << "\n");
+  Strides[Ptr] = Stride;
+  StrideSet.insert(Stride);
 }
 
-LoopVectorizationLegality::InductionKind
-LoopVectorizationLegality::isInductionVariable(PHINode *Phi) {
-  Type *PhiTy = Phi->getType();
-  // We only handle integer and pointer inductions variables.
-  if (!PhiTy->isIntegerTy() && !PhiTy->isPointerTy())
-    return IK_NoInduction;
+void LoopVectorizationLegality::collectLoopUniforms() {
+  // We now know that the loop is vectorizable!
+  // Collect variables that will remain uniform after vectorization.
+  std::vector<Value*> Worklist;
+  BasicBlock *Latch = TheLoop->getLoopLatch();
 
-  // Check that the PHI is consecutive.
-  const SCEV *PhiScev = SE->getSCEV(Phi);
-  const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PhiScev);
-  if (!AR) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: PHI is not a poly recurrence.\n");
-    return IK_NoInduction;
-  }
-  const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*SE);
+  // Start with the conditional branch and walk up the block.
+  Worklist.push_back(Latch->getTerminator()->getOperand(0));
 
-  // Integer inductions need to have a stride of one.
-  if (PhiTy->isIntegerTy()) {
-    if (Step->isOne())
-      return IK_IntInduction;
-    if (Step->isAllOnesValue())
-      return IK_ReverseIntInduction;
-    return IK_NoInduction;
+  // Also add all consecutive pointer values; these values will be uniform
+  // after vectorization (and subsequent cleanup) and, until revectorization is
+  // supported, all dependencies must also be uniform.
+  for (Loop::block_iterator B = TheLoop->block_begin(),
+       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))
+        Worklist.insert(Worklist.end(), I->op_begin(), I->op_end());
+
+  while (!Worklist.empty()) {
+    Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Worklist.back());
+    Worklist.pop_back();
+
+    // Look at instructions inside this loop.
+    // Stop when reaching PHI nodes.
+    // TODO: we need to follow values all over the loop, not only in this block.
+    if (!I || !TheLoop->contains(I) || isa<PHINode>(I))
+      continue;
+
+    // This is a known uniform.
+    Uniforms.insert(I);
+
+    // Insert all operands.
+    Worklist.insert(Worklist.end(), I->op_begin(), I->op_end());
   }
+}
 
-  // Calculate the pointer stride and check if it is consecutive.
-  const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
-  if (!C)
-    return IK_NoInduction;
+bool LoopVectorizationLegality::canVectorizeMemory() {
+  LAI = &LAA->getInfo(TheLoop, Strides);
+  auto &OptionalReport = LAI->getReport();
+  if (OptionalReport)
+    emitAnalysis(VectorizationReport(*OptionalReport));
+  if (!LAI->canVectorizeMemory())
+    return false;
+
+  if (LAI->hasStoreToLoopInvariantAddress()) {
+    emitAnalysis(
+        VectorizationReport()
+        << "write to a loop invariant address could not be vectorized");
+    DEBUG(dbgs() << "LV: We don't allow storing to uniform addresses\n");
+    return false;
+  }
 
-  assert(PhiTy->isPointerTy() && "The PHI must be a pointer");
-  uint64_t Size = DL->getTypeAllocSize(PhiTy->getPointerElementType());
-  if (C->getValue()->equalsInt(Size))
-    return IK_PtrInduction;
-  else if (C->getValue()->equalsInt(0 - Size))
-    return IK_ReversePtrInduction;
+  Requirements->addRuntimePointerChecks(LAI->getNumRuntimePointerChecks());
+  PSE.addPredicate(LAI->PSE.getUnionPredicate());
 
-  return IK_NoInduction;
+  return true;
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::isInductionVariable(const Value *V) {
@@ -4205,25 +4484,61 @@ bool LoopVectorizationLegality::isInductionVariable(const Value *V) {
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::blockNeedsPredication(BasicBlock *BB)  {
-  assert(TheLoop->contains(BB) && "Unknown block used");
-
-  // Blocks that do not dominate the latch need predication.
-  BasicBlock* Latch = TheLoop->getLoopLatch();
-  return !DT->dominates(BB, Latch);
+  return LoopAccessInfo::blockNeedsPredication(BB, TheLoop, DT);
 }
 
 bool LoopVectorizationLegality::blockCanBePredicated(BasicBlock *BB,
-                                            SmallPtrSet<Value *, 8>& SafePtrs) {
+                                           SmallPtrSetImpl<Value *> &SafePtrs) {
+  
   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
+    // Check that we don't have a constant expression that can trap as operand.
+    for (Instruction::op_iterator OI = it->op_begin(), OE = it->op_end();
+         OI != OE; ++OI) {
+      if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(*OI))
+        if (C->canTrap())
+          return false;
+    }
     // We might be able to hoist the load.
     if (it->mayReadFromMemory()) {
       LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(it);
-      if (!LI || !SafePtrs.count(LI->getPointerOperand()))
+      if (!LI)
         return false;
+      if (!SafePtrs.count(LI->getPointerOperand())) {
+        if (isLegalMaskedLoad(LI->getType(), LI->getPointerOperand())) {
+          MaskedOp.insert(LI);
+          continue;
+        }
+        return false;
+      }
     }
 
     // We don't predicate stores at the moment.
-    if (it->mayWriteToMemory() || it->mayThrow())
+    if (it->mayWriteToMemory()) {
+      StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(it);
+      // We only support predication of stores in basic blocks with one
+      // predecessor.
+      if (!SI)
+        return false;
+
+      bool isSafePtr = (SafePtrs.count(SI->getPointerOperand()) != 0);
+      bool isSinglePredecessor = SI->getParent()->getSinglePredecessor();
+      
+      if (++NumPredStores > NumberOfStoresToPredicate || !isSafePtr ||
+          !isSinglePredecessor) {
+        // Build a masked store if it is legal for the target, otherwise
+        // scalarize the block.
+        bool isLegalMaskedOp =
+          isLegalMaskedStore(SI->getValueOperand()->getType(),
+                             SI->getPointerOperand());
+        if (isLegalMaskedOp) {
+          --NumPredStores;
+          MaskedOp.insert(SI);
+          continue;
+        }
+        return false;
+      }
+    }
+    if (it->mayThrow())
       return false;
 
     // The instructions below can trap.
@@ -4233,28 +4548,211 @@ bool LoopVectorizationLegality::blockCanBePredicated(BasicBlock *BB,
     case Instruction::SDiv:
     case Instruction::URem:
     case Instruction::SRem:
-             return false;
+      return false;
     }
   }
 
   return true;
 }
 
+void InterleavedAccessInfo::collectConstStridedAccesses(
+    MapVector<Instruction *, StrideDescriptor> &StrideAccesses,
+    const ValueToValueMap &Strides) {
+  // Holds load/store instructions in program order.
+  SmallVector<Instruction *, 16> AccessList;
+
+  for (auto *BB : TheLoop->getBlocks()) {
+    bool IsPred = LoopAccessInfo::blockNeedsPredication(BB, TheLoop, DT);
+
+    for (auto &I : *BB) {
+      if (!isa<LoadInst>(&I) && !isa<StoreInst>(&I))
+        continue;
+      // FIXME: Currently we can't handle mixed accesses and predicated accesses
+      if (IsPred)
+        return;
+
+      AccessList.push_back(&I);
+    }
+  }
+
+  if (AccessList.empty())
+    return;
+
+  auto &DL = TheLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
+  for (auto I : AccessList) {
+    LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I);
+    StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I);
+
+    Value *Ptr = LI ? LI->getPointerOperand() : SI->getPointerOperand();
+    int Stride = isStridedPtr(PSE, Ptr, TheLoop, Strides);
+
+    // The factor of the corresponding interleave group.
+    unsigned Factor = std::abs(Stride);
+
+    // Ignore the access if the factor is too small or too large.
+    if (Factor < 2 || Factor > MaxInterleaveGroupFactor)
+      continue;
+
+    const SCEV *Scev = replaceSymbolicStrideSCEV(PSE, Strides, Ptr);
+    PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType());
+    unsigned Size = DL.getTypeAllocSize(PtrTy->getElementType());
+
+    // An alignment of 0 means target ABI alignment.
+    unsigned Align = LI ? LI->getAlignment() : SI->getAlignment();
+    if (!Align)
+      Align = DL.getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType());
+
+    StrideAccesses[I] = StrideDescriptor(Stride, Scev, Size, Align);
+  }
+}
+
+// Analyze interleaved accesses and collect them into interleave groups.
+//
+// Notice that the vectorization on interleaved groups will change instruction
+// orders and may break dependences. But the memory dependence check guarantees
+// that there is no overlap between two pointers of different strides, element
+// sizes or underlying bases.
+//
+// For pointers sharing the same stride, element size and underlying base, no
+// need to worry about Read-After-Write dependences and Write-After-Read
+// dependences.
+//
+// E.g. The RAW dependence:  A[i] = a;
+//                           b = A[i];
+// This won't exist as it is a store-load forwarding conflict, which has
+// already been checked and forbidden in the dependence check.
+//
+// E.g. The WAR dependence:  a = A[i];  // (1)
+//                           A[i] = b;  // (2)
+// The store group of (2) is always inserted at or below (2), and the load group
+// of (1) is always inserted at or above (1). The dependence is safe.
+void InterleavedAccessInfo::analyzeInterleaving(
+    const ValueToValueMap &Strides) {
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Analyzing interleaved accesses...\n");
+
+  // Holds all the stride accesses.
+  MapVector<Instruction *, StrideDescriptor> StrideAccesses;
+  collectConstStridedAccesses(StrideAccesses, Strides);
+
+  if (StrideAccesses.empty())
+    return;
+
+  // Holds all interleaved store groups temporarily.
+  SmallSetVector<InterleaveGroup *, 4> StoreGroups;
+  // Holds all interleaved load groups temporarily.
+  SmallSetVector<InterleaveGroup *, 4> LoadGroups;
+
+  // Search the load-load/write-write pair B-A in bottom-up order and try to
+  // insert B into the interleave group of A according to 3 rules:
+  //   1. A and B have the same stride.
+  //   2. A and B have the same memory object size.
+  //   3. B belongs to the group according to the distance.
+  //
+  // The bottom-up order can avoid breaking the Write-After-Write dependences
+  // between two pointers of the same base.
+  // E.g.  A[i]   = a;   (1)
+  //       A[i]   = b;   (2)
+  //       A[i+1] = c    (3)
+  // We form the group (2)+(3) in front, so (1) has to form groups with accesses
+  // above (1), which guarantees that (1) is always above (2).
+  for (auto I = StrideAccesses.rbegin(), E = StrideAccesses.rend(); I != E;
+       ++I) {
+    Instruction *A = I->first;
+    StrideDescriptor DesA = I->second;
+
+    InterleaveGroup *Group = getInterleaveGroup(A);
+    if (!Group) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Creating an interleave group with:" << *A << '\n');
+      Group = createInterleaveGroup(A, DesA.Stride, DesA.Align);
+    }
+
+    if (A->mayWriteToMemory())
+      StoreGroups.insert(Group);
+    else
+      LoadGroups.insert(Group);
+
+    for (auto II = std::next(I); II != E; ++II) {
+      Instruction *B = II->first;
+      StrideDescriptor DesB = II->second;
+
+      // Ignore if B is already in a group or B is a different memory operation.
+      if (isInterleaved(B) || A->mayReadFromMemory() != B->mayReadFromMemory())
+        continue;
+
+      // Check the rule 1 and 2.
+      if (DesB.Stride != DesA.Stride || DesB.Size != DesA.Size)
+        continue;
+
+      // Calculate the distance and prepare for the rule 3.
+      const SCEVConstant *DistToA = dyn_cast<SCEVConstant>(
+          PSE.getSE()->getMinusSCEV(DesB.Scev, DesA.Scev));
+      if (!DistToA)
+        continue;
+
+      int DistanceToA = DistToA->getAPInt().getSExtValue();
+
+      // Skip if the distance is not multiple of size as they are not in the
+      // same group.
+      if (DistanceToA % static_cast<int>(DesA.Size))
+        continue;
+
+      // The index of B is the index of A plus the related index to A.
+      int IndexB =
+          Group->getIndex(A) + DistanceToA / static_cast<int>(DesA.Size);
+
+      // Try to insert B into the group.
+      if (Group->insertMember(B, IndexB, DesB.Align)) {
+        DEBUG(dbgs() << "LV: Inserted:" << *B << '\n'
+                     << "    into the interleave group with" << *A << '\n');
+        InterleaveGroupMap[B] = Group;
+
+        // Set the first load in program order as the insert position.
+        if (B->mayReadFromMemory())
+          Group->setInsertPos(B);
+      }
+    } // Iteration on instruction B
+  }   // Iteration on instruction A
+
+  // Remove interleaved store groups with gaps.
+  for (InterleaveGroup *Group : StoreGroups)
+    if (Group->getNumMembers() != Group->getFactor())
+      releaseGroup(Group);
+
+  // Remove interleaved load groups that don't have the first and last member.
+  // This guarantees that we won't do speculative out of bounds loads.
+  for (InterleaveGroup *Group : LoadGroups)
+    if (!Group->getMember(0) || !Group->getMember(Group->getFactor() - 1))
+      releaseGroup(Group);
+}
+
 LoopVectorizationCostModel::VectorizationFactor
-LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
-                                                      unsigned UserVF) {
+LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize) {
   // Width 1 means no vectorize
   VectorizationFactor Factor = { 1U, 0U };
-  if (OptForSize && Legal->getRuntimePointerCheck()->Need) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Aborting. Runtime ptr check is required in Os.\n");
+  if (OptForSize && Legal->getRuntimePointerChecking()->Need) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport() <<
+                 "runtime pointer checks needed. Enable vectorization of this "
+                 "loop with '#pragma clang loop vectorize(enable)' when "
+                 "compiling with -Os/-Oz");
+    DEBUG(dbgs() <<
+          "LV: Aborting. Runtime ptr check is required with -Os/-Oz.\n");
+    return Factor;
+  }
+
+  if (!EnableCondStoresVectorization && Legal->getNumPredStores()) {
+    emitAnalysis(VectorizationReport() <<
+                 "store that is conditionally executed prevents vectorization");
+    DEBUG(dbgs() << "LV: No vectorization. There are conditional stores.\n");
     return Factor;
   }
 
   // Find the trip count.
-  unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop, TheLoop->getLoopLatch());
+  unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop);
   DEBUG(dbgs() << "LV: Found trip count: " << TC << '\n');
 
-  unsigned WidestType = getWidestType();
+  MinBWs = computeMinimumValueSizes(TheLoop->getBlocks(), *DB, &TTI);
+  unsigned SmallestType, WidestType;
+  std::tie(SmallestType, WidestType) = getSmallestAndWidestTypes();
   unsigned WidestRegister = TTI.getRegisterBitWidth(true);
   unsigned MaxSafeDepDist = -1U;
   if (Legal->getMaxSafeDepDistBytes() != -1U)
@@ -4262,7 +4760,9 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
   WidestRegister = ((WidestRegister < MaxSafeDepDist) ?
                     WidestRegister : MaxSafeDepDist);
   unsigned MaxVectorSize = WidestRegister / WidestType;
-  DEBUG(dbgs() << "LV: The Widest type: " << WidestType << " bits.\n");
+
+  DEBUG(dbgs() << "LV: The Smallest and Widest types: " << SmallestType << " / "
+               << WidestType << " bits.\n");
   DEBUG(dbgs() << "LV: The Widest register is: "
           << WidestRegister << " bits.\n");
 
@@ -4271,16 +4771,39 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
     MaxVectorSize = 1;
   }
 
-  assert(MaxVectorSize <= 32 && "Did not expect to pack so many elements"
+  assert(MaxVectorSize <= 64 && "Did not expect to pack so many elements"
          " into one vector!");
 
   unsigned VF = MaxVectorSize;
+  if (MaximizeBandwidth && !OptForSize) {
+    // Collect all viable vectorization factors.
+    SmallVector<unsigned, 8> VFs;
+    unsigned NewMaxVectorSize = WidestRegister / SmallestType;
+    for (unsigned VS = MaxVectorSize; VS <= NewMaxVectorSize; VS *= 2)
+      VFs.push_back(VS);
+
+    // For each VF calculate its register usage.
+    auto RUs = calculateRegisterUsage(VFs);
+
+    // Select the largest VF which doesn't require more registers than existing
+    // ones.
+    unsigned TargetNumRegisters = TTI.getNumberOfRegisters(true);
+    for (int i = RUs.size() - 1; i >= 0; --i) {
+      if (RUs[i].MaxLocalUsers <= TargetNumRegisters) {
+        VF = VFs[i];
+        break;
+      }
+    }
+  }
 
   // If we optimize the program for size, avoid creating the tail loop.
   if (OptForSize) {
     // If we are unable to calculate the trip count then don't try to vectorize.
     if (TC < 2) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Aborting. A tail loop is required in Os.\n");
+      emitAnalysis
+        (VectorizationReport() <<
+         "unable to calculate the loop count due to complex control flow");
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Aborting. A tail loop is required with -Os/-Oz.\n");
       return Factor;
     }
 
@@ -4289,15 +4812,20 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
 
     if (VF == 0)
       VF = MaxVectorSize;
-
-    // If the trip count that we found modulo the vectorization factor is not
-    // zero then we require a tail.
-    if (VF < 2) {
-      DEBUG(dbgs() << "LV: Aborting. A tail loop is required in Os.\n");
+    else {
+      // If the trip count that we found modulo the vectorization factor is not
+      // zero then we require a tail.
+      emitAnalysis(VectorizationReport() <<
+                   "cannot optimize for size and vectorize at the "
+                   "same time. Enable vectorization of this loop "
+                   "with '#pragma clang loop vectorize(enable)' "
+                   "when compiling with -Os/-Oz");
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Aborting. A tail loop is required with -Os/-Oz.\n");
       return Factor;
     }
   }
 
+  int UserVF = Hints->getWidth();
   if (UserVF != 0) {
     assert(isPowerOf2_32(UserVF) && "VF needs to be a power of two");
     DEBUG(dbgs() << "LV: Using user VF " << UserVF << ".\n");
@@ -4307,8 +4835,19 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
   }
 
   float Cost = expectedCost(1);
+#ifndef NDEBUG
+  const float ScalarCost = Cost;
+#endif /* NDEBUG */
   unsigned Width = 1;
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Scalar loop costs: " << (int)Cost << ".\n");
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Scalar loop costs: " << (int)ScalarCost << ".\n");
+
+  bool ForceVectorization = Hints->getForce() == LoopVectorizeHints::FK_Enabled;
+  // Ignore scalar width, because the user explicitly wants vectorization.
+  if (ForceVectorization && VF > 1) {
+    Width = 2;
+    Cost = expectedCost(Width) / (float)Width;
+  }
+
   for (unsigned i=2; i <= VF; i*=2) {
     // Notice that the vector loop needs to be executed less times, so
     // we need to divide the cost of the vector loops by the width of
@@ -4322,14 +4861,20 @@ LoopVectorizationCostModel::selectVectorizationFactor(bool OptForSize,
     }
   }
 
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Selecting VF = : "<< Width << ".\n");
+  DEBUG(if (ForceVectorization && Width > 1 && Cost >= ScalarCost) dbgs()
+        << "LV: Vectorization seems to be not beneficial, "
+        << "but was forced by a user.\n");
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Selecting VF: "<< Width << ".\n");
   Factor.Width = Width;
   Factor.Cost = Width * Cost;
   return Factor;
 }
 
-unsigned LoopVectorizationCostModel::getWidestType() {
+std::pair<unsigned, unsigned>
+LoopVectorizationCostModel::getSmallestAndWidestTypes() {
+  unsigned MinWidth = -1U;
   unsigned MaxWidth = 8;
+  const DataLayout &DL = TheFunction->getParent()->getDataLayout();
 
   // For each block.
   for (Loop::block_iterator bb = TheLoop->block_begin(),
@@ -4340,14 +4885,22 @@ unsigned LoopVectorizationCostModel::getWidestType() {
     for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
       Type *T = it->getType();
 
+      // Skip ignored values.
+      if (ValuesToIgnore.count(&*it))
+        continue;
+
       // Only examine Loads, Stores and PHINodes.
       if (!isa<LoadInst>(it) && !isa<StoreInst>(it) && !isa<PHINode>(it))
         continue;
 
-      // Examine PHI nodes that are reduction variables.
-      if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(it))
-        if (!Legal->getReductionVars()->count(PN))
+      // Examine PHI nodes that are reduction variables. Update the type to
+      // account for the recurrence type.
+      if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(it)) {
+        if (!Legal->isReductionVariable(PN))
           continue;
+        RecurrenceDescriptor RdxDesc = (*Legal->getReductionVars())[PN];
+        T = RdxDesc.getRecurrenceType();
+      }
 
       // Examine the stored values.
       if (StoreInst *ST = dyn_cast<StoreInst>(it))
@@ -4356,122 +4909,174 @@ 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;
 
+      MinWidth = std::min(MinWidth,
+                          (unsigned)DL.getTypeSizeInBits(T->getScalarType()));
       MaxWidth = std::max(MaxWidth,
-                          (unsigned)DL->getTypeSizeInBits(T->getScalarType()));
+                          (unsigned)DL.getTypeSizeInBits(T->getScalarType()));
     }
   }
 
-  return MaxWidth;
+  return {MinWidth, MaxWidth};
 }
 
-unsigned
-LoopVectorizationCostModel::selectUnrollFactor(bool OptForSize,
-                                               unsigned UserUF,
-                                               unsigned VF,
-                                               unsigned LoopCost) {
+unsigned LoopVectorizationCostModel::selectInterleaveCount(bool OptForSize,
+                                                           unsigned VF,
+                                                           unsigned LoopCost) {
 
-  // -- The unroll heuristics --
-  // We unroll the loop in order to expose ILP and reduce the loop overhead.
+  // -- The interleave heuristics --
+  // We interleave the loop in order to expose ILP and reduce the loop overhead.
   // There are many micro-architectural considerations that we can't predict
-  // at this level. For example frontend pressure (on decode or fetch) due to
+  // at this level. For example, frontend pressure (on decode or fetch) due to
   // code size, or the number and capabilities of the execution ports.
   //
-  // We use the following heuristics to select the unroll factor:
-  // 1. If the code has reductions the we unroll in order to break the cross
+  // We use the following heuristics to select the interleave count:
+  // 1. If the code has reductions, then we interleave to break the cross
   // iteration dependency.
-  // 2. If the loop is really small then we unroll in order to reduce the loop
+  // 2. If the loop is really small, then we interleave to reduce the loop
   // overhead.
-  // 3. We don't unroll if we think that we will spill registers to memory due
-  // to the increased register pressure.
+  // 3. We don't interleave if we think that we will spill registers to memory
+  // due to the increased register pressure.
 
-  // Use the user preference, unless 'auto' is selected.
-  if (UserUF != 0)
-    return UserUF;
-
-  // When we optimize for size we don't unroll.
+  // When we optimize for size, we don't interleave.
   if (OptForSize)
     return 1;
 
-  // We used the distance for the unroll factor.
+  // We used the distance for the interleave count.
   if (Legal->getMaxSafeDepDistBytes() != -1U)
     return 1;
 
-  // Do not unroll loops with a relatively small trip count.
-  unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop,
-                                              TheLoop->getLoopLatch());
-  if (TC > 1 && TC < TinyTripCountUnrollThreshold)
+  // Do not interleave loops with a relatively small trip count.
+  unsigned TC = SE->getSmallConstantTripCount(TheLoop);
+  if (TC > 1 && TC < TinyTripCountInterleaveThreshold)
     return 1;
 
-  unsigned TargetVectorRegisters = TTI.getNumberOfRegisters(true);
-  DEBUG(dbgs() << "LV: The target has " << TargetVectorRegisters <<
-        " vector registers\n");
+  unsigned TargetNumRegisters = TTI.getNumberOfRegisters(VF > 1);
+  DEBUG(dbgs() << "LV: The target has " << TargetNumRegisters <<
+        " registers\n");
+
+  if (VF == 1) {
+    if (ForceTargetNumScalarRegs.getNumOccurrences() > 0)
+      TargetNumRegisters = ForceTargetNumScalarRegs;
+  } else {
+    if (ForceTargetNumVectorRegs.getNumOccurrences() > 0)
+      TargetNumRegisters = ForceTargetNumVectorRegs;
+  }
 
-  LoopVectorizationCostModel::RegisterUsage R = calculateRegisterUsage();
+  RegisterUsage R = calculateRegisterUsage({VF})[0];
   // We divide by these constants so assume that we have at least one
   // instruction that uses at least one register.
   R.MaxLocalUsers = std::max(R.MaxLocalUsers, 1U);
   R.NumInstructions = std::max(R.NumInstructions, 1U);
 
-  // We calculate the unroll factor using the following formula.
+  // We calculate the interleave count using the following formula.
   // Subtract the number of loop invariants from the number of available
-  // registers. These registers are used by all of the unrolled instances.
+  // registers. These registers are used by all of the interleaved instances.
   // Next, divide the remaining registers by the number of registers that is
   // required by the loop, in order to estimate how many parallel instances
-  // fit without causing spills.
-  unsigned UF = (TargetVectorRegisters - R.LoopInvariantRegs) / R.MaxLocalUsers;
+  // fit without causing spills. All of this is rounded down if necessary to be
+  // a power of two. We want power of two interleave count to simplify any
+  // addressing operations or alignment considerations.
+  unsigned IC = PowerOf2Floor((TargetNumRegisters - R.LoopInvariantRegs) /
+                              R.MaxLocalUsers);
+
+  // Don't count the induction variable as interleaved.
+  if (EnableIndVarRegisterHeur)
+    IC = PowerOf2Floor((TargetNumRegisters - R.LoopInvariantRegs - 1) /
+                       std::max(1U, (R.MaxLocalUsers - 1)));
 
-  // Clamp the unroll factor ranges to reasonable factors.
-  unsigned MaxUnrollSize = TTI.getMaximumUnrollFactor();
+  // Clamp the interleave ranges to reasonable counts.
+  unsigned MaxInterleaveCount = TTI.getMaxInterleaveFactor(VF);
+
+  // Check if the user has overridden the max.
+  if (VF == 1) {
+    if (ForceTargetMaxScalarInterleaveFactor.getNumOccurrences() > 0)
+      MaxInterleaveCount = ForceTargetMaxScalarInterleaveFactor;
+  } else {
+    if (ForceTargetMaxVectorInterleaveFactor.getNumOccurrences() > 0)
+      MaxInterleaveCount = ForceTargetMaxVectorInterleaveFactor;
+  }
 
   // If we did not calculate the cost for VF (because the user selected the VF)
   // then we calculate the cost of VF here.
   if (LoopCost == 0)
     LoopCost = expectedCost(VF);
 
-  // Clamp the calculated UF to be between the 1 and the max unroll factor
+  // Clamp the calculated IC to be between the 1 and the max interleave count
   // that the target allows.
-  if (UF > MaxUnrollSize)
-    UF = MaxUnrollSize;
-  else if (UF < 1)
-    UF = 1;
+  if (IC > MaxInterleaveCount)
+    IC = MaxInterleaveCount;
+  else if (IC < 1)
+    IC = 1;
+
+  // Interleave if we vectorized this loop and there is a reduction that could
+  // benefit from interleaving.
+  if (VF > 1 && Legal->getReductionVars()->size()) {
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Interleaving because of reductions.\n");
+    return IC;
+  }
 
-  bool HasReductions = Legal->getReductionVars()->size();
+  // Note that if we've already vectorized the loop we will have done the
+  // runtime check and so interleaving won't require further checks.
+  bool InterleavingRequiresRuntimePointerCheck =
+      (VF == 1 && Legal->getRuntimePointerChecking()->Need);
 
-  // Decide if we want to unroll if we decided that it is legal to vectorize
-  // but not profitable.
-  if (VF == 1) {
-    if (TheLoop->getNumBlocks() > 1 || !HasReductions ||
-        LoopCost > SmallLoopCost)
-      return 1;
+  // We want to interleave small loops in order to reduce the loop overhead and
+  // potentially expose ILP opportunities.
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Loop cost is " << LoopCost << '\n');
+  if (!InterleavingRequiresRuntimePointerCheck && LoopCost < SmallLoopCost) {
+    // We assume that the cost overhead is 1 and we use the cost model
+    // to estimate the cost of the loop and interleave until the cost of the
+    // loop overhead is about 5% of the cost of the loop.
+    unsigned SmallIC =
+        std::min(IC, (unsigned)PowerOf2Floor(SmallLoopCost / LoopCost));
+
+    // Interleave until store/load ports (estimated by max interleave count) are
+    // saturated.
+    unsigned NumStores = Legal->getNumStores();
+    unsigned NumLoads = Legal->getNumLoads();
+    unsigned StoresIC = IC / (NumStores ? NumStores : 1);
+    unsigned LoadsIC = IC / (NumLoads ? NumLoads : 1);
+
+    // If we have a scalar reduction (vector reductions are already dealt with
+    // by this point), we can increase the critical path length if the loop
+    // we're interleaving is inside another loop. Limit, by default to 2, so the
+    // critical path only gets increased by one reduction operation.
+    if (Legal->getReductionVars()->size() &&
+        TheLoop->getLoopDepth() > 1) {
+      unsigned F = static_cast<unsigned>(MaxNestedScalarReductionIC);
+      SmallIC = std::min(SmallIC, F);
+      StoresIC = std::min(StoresIC, F);
+      LoadsIC = std::min(LoadsIC, F);
+    }
 
-    return UF;
-  }
+    if (EnableLoadStoreRuntimeInterleave &&
+        std::max(StoresIC, LoadsIC) > SmallIC) {
+      DEBUG(dbgs() << "LV: Interleaving to saturate store or load ports.\n");
+      return std::max(StoresIC, LoadsIC);
+    }
 
-  if (HasReductions) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Unrolling because of reductions.\n");
-    return UF;
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Interleaving to reduce branch cost.\n");
+    return SmallIC;
   }
 
-  // We want to unroll tiny loops in order to reduce the loop overhead.
-  // We assume that the cost overhead is 1 and we use the cost model
-  // to estimate the cost of the loop and unroll until the cost of the
-  // loop overhead is about 5% of the cost of the loop.
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Loop cost is " << LoopCost << '\n');
-  if (LoopCost < SmallLoopCost) {
-    DEBUG(dbgs() << "LV: Unrolling to reduce branch cost.\n");
-    unsigned NewUF = SmallLoopCost / (LoopCost + 1);
-    return std::min(NewUF, UF);
+  // Interleave if this is a large loop (small loops are already dealt with by
+  // this point) that could benefit from interleaving.
+  bool HasReductions = (Legal->getReductionVars()->size() > 0);
+  if (TTI.enableAggressiveInterleaving(HasReductions)) {
+    DEBUG(dbgs() << "LV: Interleaving to expose ILP.\n");
+    return IC;
   }
 
-  DEBUG(dbgs() << "LV: Not Unrolling.\n");
+  DEBUG(dbgs() << "LV: Not Interleaving.\n");
   return 1;
 }
 
-LoopVectorizationCostModel::RegisterUsage
-LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage() {
+SmallVector<LoopVectorizationCostModel::RegisterUsage, 8>
+LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage(
+    const SmallVector<unsigned, 8> &VFs) {
   // This function calculates the register usage by measuring the highest number
   // of values that are alive at a single location. Obviously, this is a very
   // rough estimation. We scan the loop in a topological order in order and
@@ -4492,8 +5097,8 @@ LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage() {
   LoopBlocksDFS DFS(TheLoop);
   DFS.perform(LI);
 
-  RegisterUsage R;
-  R.NumInstructions = 0;
+  RegisterUsage RU;
+  RU.NumInstructions = 0;
 
   // Each 'key' in the map opens a new interval. The values
   // of the map are the index of the 'last seen' usage of the
@@ -4512,15 +5117,13 @@ LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage() {
   unsigned Index = 0;
   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;
+    RU.NumInstructions += (*bb)->size();
+    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.
@@ -4549,38 +5152,81 @@ LoopVectorizationCostModel::calculateRegisterUsage() {
     TransposeEnds[it->second].push_back(it->first);
 
   SmallSet<Instruction*, 8> OpenIntervals;
-  unsigned MaxUsage = 0;
 
+  // Get the size of the widest register.
+  unsigned MaxSafeDepDist = -1U;
+  if (Legal->getMaxSafeDepDistBytes() != -1U)
+    MaxSafeDepDist = Legal->getMaxSafeDepDistBytes() * 8;
+  unsigned WidestRegister =
+      std::min(TTI.getRegisterBitWidth(true), MaxSafeDepDist);
+  const DataLayout &DL = TheFunction->getParent()->getDataLayout();
+
+  SmallVector<RegisterUsage, 8> RUs(VFs.size());
+  SmallVector<unsigned, 8> MaxUsages(VFs.size(), 0);
 
   DEBUG(dbgs() << "LV(REG): Calculating max register usage:\n");
+
+  // A lambda that gets the register usage for the given type and VF.
+  auto GetRegUsage = [&DL, WidestRegister](Type *Ty, unsigned VF) {
+    unsigned TypeSize = DL.getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
+    return std::max<unsigned>(1, VF * TypeSize / WidestRegister);
+  };
+
   for (unsigned int i = 0; i < Index; ++i) {
     Instruction *I = IdxToInstr[i];
     // Ignore instructions that are never used within the loop.
     if (!Ends.count(I)) continue;
 
+    // Skip ignored values.
+    if (ValuesToIgnore.count(I))
+      continue;
+
     // Remove all of the instructions that end at this location.
     InstrList &List = TransposeEnds[i];
-    for (unsigned int j=0, e = List.size(); j < e; ++j)
+    for (unsigned int j = 0, e = List.size(); j < e; ++j)
       OpenIntervals.erase(List[j]);
 
-    // Count the number of live interals.
-    MaxUsage = std::max(MaxUsage, OpenIntervals.size());
+    // For each VF find the maximum usage of registers.
+    for (unsigned j = 0, e = VFs.size(); j < e; ++j) {
+      if (VFs[j] == 1) {
+        MaxUsages[j] = std::max(MaxUsages[j], OpenIntervals.size());
+        continue;
+      }
+
+      // Count the number of live intervals.
+      unsigned RegUsage = 0;
+      for (auto Inst : OpenIntervals)
+        RegUsage += GetRegUsage(Inst->getType(), VFs[j]);
+      MaxUsages[j] = std::max(MaxUsages[j], RegUsage);
+    }
 
-    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): At #" << i << " Interval # " <<
-          OpenIntervals.size() << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): At #" << i << " Interval # "
+                 << OpenIntervals.size() << '\n');
 
     // Add the current instruction to the list of open intervals.
     OpenIntervals.insert(I);
   }
 
-  unsigned Invariant = LoopInvariants.size();
-  DEBUG(dbgs() << "LV(REG): Found max usage: " << MaxUsage << '\n');
-  DEBUG(dbgs() << "LV(REG): Found invariant usage: " << Invariant << '\n');
-  DEBUG(dbgs() << "LV(REG): LoopSize: " << R.NumInstructions << '\n');
+  for (unsigned i = 0, e = VFs.size(); i < e; ++i) {
+    unsigned Invariant = 0;
+    if (VFs[i] == 1)
+      Invariant = LoopInvariants.size();
+    else {
+      for (auto Inst : LoopInvariants)
+        Invariant += GetRegUsage(Inst->getType(), VFs[i]);
+    }
+
+    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): VF = " << VFs[i] <<  '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): Found max usage: " << MaxUsages[i] << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): Found invariant usage: " << Invariant << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "LV(REG): LoopSize: " << RU.NumInstructions << '\n');
+
+    RU.LoopInvariantRegs = Invariant;
+    RU.MaxLocalUsers = MaxUsages[i];
+    RUs[i] = RU;
+  }
 
-  R.LoopInvariantRegs = Invariant;
-  R.MaxLocalUsers = MaxUsage;
-  return R;
+  return RUs;
 }
 
 unsigned LoopVectorizationCostModel::expectedCost(unsigned VF) {
@@ -4598,7 +5244,16 @@ unsigned LoopVectorizationCostModel::expectedCost(unsigned VF) {
       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(it))
         continue;
 
-      unsigned C = getInstructionCost(it, VF);
+      // Skip ignored values.
+      if (ValuesToIgnore.count(&*it))
+        continue;
+
+      unsigned C = getInstructionCost(&*it, VF);
+
+      // Check if we should override the cost.
+      if (ForceTargetInstructionCost.getNumOccurrences() > 0)
+        C = ForceTargetInstructionCost;
+
       BlockCost += C;
       DEBUG(dbgs() << "LV: Found an estimated cost of " << C << " for VF " <<
             VF << " For instruction: " << *it << '\n');
@@ -4658,7 +5313,7 @@ static bool isLikelyComplexAddressComputation(Value *Ptr,
   if (!C)
     return true;
 
-  const APInt &APStepVal = C->getValue()->getValue();
+  const APInt &APStepVal = C->getAPInt();
 
   // Huge step value - give up.
   if (APStepVal.getBitWidth() > 64)
@@ -4669,6 +5324,11 @@ static bool isLikelyComplexAddressComputation(Value *Ptr,
   return StepVal > MaxMergeDistance;
 }
 
+static bool isStrideMul(Instruction *I, LoopVectorizationLegality *Legal) {
+  return Legal->hasStride(I->getOperand(0)) ||
+         Legal->hasStride(I->getOperand(1));
+}
+
 unsigned
 LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
   // If we know that this instruction will remain uniform, check the cost of
@@ -4677,6 +5337,8 @@ 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.
@@ -4711,17 +5373,40 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
   case Instruction::And:
   case Instruction::Or:
   case Instruction::Xor: {
+    // Since we will replace the stride by 1 the multiplication should go away.
+    if (I->getOpcode() == Instruction::Mul && isStrideMul(I, Legal))
+      return 0;
     // Certain instructions can be cheaper to vectorize if they have a constant
     // second vector operand. One example of this are shifts on x86.
     TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
       TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
     TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
       TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
-
-    if (isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
+    TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op1VP =
+        TargetTransformInfo::OP_None;
+    TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op2VP =
+        TargetTransformInfo::OP_None;
+    Value *Op2 = I->getOperand(1);
+
+    // Check for a splat of a constant or for a non uniform vector of constants.
+    if (isa<ConstantInt>(Op2)) {
+      ConstantInt *CInt = cast<ConstantInt>(Op2);
+      if (CInt && CInt->getValue().isPowerOf2())
+        Op2VP = TargetTransformInfo::OP_PowerOf2;
       Op2VK = TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
+    } else if (isa<ConstantVector>(Op2) || isa<ConstantDataVector>(Op2)) {
+      Op2VK = TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue;
+      Constant *SplatValue = cast<Constant>(Op2)->getSplatValue();
+      if (SplatValue) {
+        ConstantInt *CInt = dyn_cast<ConstantInt>(SplatValue);
+        if (CInt && CInt->getValue().isPowerOf2())
+          Op2VP = TargetTransformInfo::OP_PowerOf2;
+        Op2VK = TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
+      }
+    }
 
-    return TTI.getArithmeticInstrCost(I->getOpcode(), VectorTy, Op1VK, Op2VK);
+    return TTI.getArithmeticInstrCost(I->getOpcode(), VectorTy, Op1VK, Op2VK,
+                                      Op1VP, Op2VP);
   }
   case Instruction::Select: {
     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
@@ -4736,6 +5421,10 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
   case Instruction::ICmp:
   case Instruction::FCmp: {
     Type *ValTy = I->getOperand(0)->getType();
+    Instruction *Op0AsInstruction = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0));
+    auto It = MinBWs.find(Op0AsInstruction);
+    if (VF > 1 && It != MinBWs.end())
+      ValTy = IntegerType::get(ValTy->getContext(), It->second);
     VectorTy = ToVectorTy(ValTy, VF);
     return TTI.getCmpSelInstrCost(I->getOpcode(), VectorTy);
   }
@@ -4758,11 +5447,52 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
       return TTI.getAddressComputationCost(VectorTy) +
         TTI.getMemoryOpCost(I->getOpcode(), VectorTy, Alignment, AS);
 
+    // For an interleaved access, calculate the total cost of the whole
+    // interleave group.
+    if (Legal->isAccessInterleaved(I)) {
+      auto Group = Legal->getInterleavedAccessGroup(I);
+      assert(Group && "Fail to get an interleaved access group.");
+
+      // Only calculate the cost once at the insert position.
+      if (Group->getInsertPos() != I)
+        return 0;
+
+      unsigned InterleaveFactor = Group->getFactor();
+      Type *WideVecTy =
+          VectorType::get(VectorTy->getVectorElementType(),
+                          VectorTy->getVectorNumElements() * InterleaveFactor);
+
+      // Holds the indices of existing members in an interleaved load group.
+      // An interleaved store group doesn't need this as it dones't allow gaps.
+      SmallVector<unsigned, 4> Indices;
+      if (LI) {
+        for (unsigned i = 0; i < InterleaveFactor; i++)
+          if (Group->getMember(i))
+            Indices.push_back(i);
+      }
+
+      // Calculate the cost of the whole interleaved group.
+      unsigned Cost = TTI.getInterleavedMemoryOpCost(
+          I->getOpcode(), WideVecTy, Group->getFactor(), Indices,
+          Group->getAlignment(), AS);
+
+      if (Group->isReverse())
+        Cost +=
+            Group->getNumMembers() *
+            TTI.getShuffleCost(TargetTransformInfo::SK_Reverse, VectorTy, 0);
+
+      // FIXME: The interleaved load group with a huge gap could be even more
+      // expensive than scalar operations. Then we could ignore such group and
+      // use scalar operations instead.
+      return Cost;
+    }
+
     // Scalarized loads/stores.
     int ConsecutiveStride = Legal->isConsecutivePtr(Ptr);
     bool Reverse = ConsecutiveStride < 0;
-    unsigned ScalarAllocatedSize = DL->getTypeAllocSize(ValTy);
-    unsigned VectorElementSize = DL->getTypeStoreSize(VectorTy)/VF;
+    const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
+    unsigned ScalarAllocatedSize = DL.getTypeAllocSize(ValTy);
+    unsigned VectorElementSize = DL.getTypeStoreSize(VectorTy) / VF;
     if (!ConsecutiveStride || ScalarAllocatedSize != VectorElementSize) {
       bool IsComplexComputation =
         isLikelyComplexAddressComputation(Ptr, Legal, SE, TheLoop);
@@ -4789,7 +5519,11 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
 
     // Wide load/stores.
     unsigned Cost = TTI.getAddressComputationCost(VectorTy);
-    Cost += TTI.getMemoryOpCost(I->getOpcode(), VectorTy, Alignment, AS);
+    if (Legal->isMaskRequired(I))
+      Cost += TTI.getMaskedMemoryOpCost(I->getOpcode(), VectorTy, Alignment,
+                                        AS);
+    else
+      Cost += TTI.getMemoryOpCost(I->getOpcode(), VectorTy, Alignment, AS);
 
     if (Reverse)
       Cost += TTI.getShuffleCost(TargetTransformInfo::SK_Reverse,
@@ -4814,19 +5548,37 @@ 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: {
+    bool NeedToScalarize;
     CallInst *CI = cast<CallInst>(I);
-    Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
-    assert(ID && "Not an intrinsic call!");
-    Type *RetTy = ToVectorTy(CI->getType(), VF);
-    SmallVector<Type*, 4> Tys;
-    for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
-      Tys.push_back(ToVectorTy(CI->getArgOperand(i)->getType(), VF));
-    return TTI.getIntrinsicInstrCost(ID, RetTy, Tys);
+    unsigned CallCost = getVectorCallCost(CI, VF, TTI, TLI, NeedToScalarize);
+    if (getIntrinsicIDForCall(CI, TLI))
+      return std::min(CallCost, getVectorIntrinsicCost(CI, VF, TTI, TLI));
+    return CallCost;
   }
   default: {
     // We are scalarizing the instruction. Return the cost of the scalar
@@ -4853,26 +5605,27 @@ LoopVectorizationCostModel::getInstructionCost(Instruction *I, unsigned VF) {
   }// end of switch.
 }
 
-Type* LoopVectorizationCostModel::ToVectorTy(Type *Scalar, unsigned VF) {
-  if (Scalar->isVoidTy() || VF == 1)
-    return Scalar;
-  return VectorType::get(Scalar, VF);
-}
-
 char LoopVectorize::ID = 0;
 static const char lv_name[] = "Loop Vectorization";
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopVectorize, LV_NAME, lv_name, false, false)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(TargetTransformInfo)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTree)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(BasicAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(BlockFrequencyInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolutionWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LCSSA)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
+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 {
-  Pass *createLoopVectorizePass(bool NoUnrolling) {
-    return new LoopVectorize(NoUnrolling);
+  Pass *createLoopVectorizePass(bool NoUnrolling, bool AlwaysVectorize) {
+    return new LoopVectorize(NoUnrolling, AlwaysVectorize);
   }
 }
 
@@ -4889,7 +5642,8 @@ bool LoopVectorizationCostModel::isConsecutiveLoadOrStore(Instruction *Inst) {
 }
 
 
-void InnerLoopUnroller::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
+void InnerLoopUnroller::scalarizeInstruction(Instruction *Instr,
+                                             bool IfPredicateStore) {
   assert(!Instr->getType()->isAggregateType() && "Can't handle vectors");
   // Holds vector parameters or scalars, in case of uniform vals.
   SmallVector<VectorParts, 4> Params;
@@ -4929,15 +5683,33 @@ void InnerLoopUnroller::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
   // Does this instruction return a value ?
   bool IsVoidRetTy = Instr->getType()->isVoidTy();
 
-  Value *UndefVec = IsVoidRetTy ? 0 :
+  Value *UndefVec = IsVoidRetTy ? nullptr :
   UndefValue::get(Instr->getType());
   // Create a new entry in the WidenMap and initialize it to Undef or Null.
   VectorParts &VecResults = WidenMap.splat(Instr, UndefVec);
 
+  VectorParts Cond;
+  if (IfPredicateStore) {
+    assert(Instr->getParent()->getSinglePredecessor() &&
+           "Only support single predecessor blocks");
+    Cond = createEdgeMask(Instr->getParent()->getSinglePredecessor(),
+                          Instr->getParent());
+  }
+
   // For each vector unroll 'part':
   for (unsigned Part = 0; Part < UF; ++Part) {
     // For each scalar that we create:
 
+    // Start an "if (pred) a[i] = ..." block.
+    Value *Cmp = nullptr;
+    if (IfPredicateStore) {
+      if (Cond[Part]->getType()->isVectorTy())
+        Cond[Part] =
+            Builder.CreateExtractElement(Cond[Part], Builder.getInt32(0));
+      Cmp = Builder.CreateICmp(ICmpInst::ICMP_EQ, Cond[Part],
+                               ConstantInt::get(Cond[Part]->getType(), 1));
+    }
+
     Instruction *Cloned = Instr->clone();
       if (!IsVoidRetTy)
         Cloned->setName(Instr->getName() + ".cloned");
@@ -4954,13 +5726,19 @@ void InnerLoopUnroller::scalarizeInstruction(Instruction *Instr) {
       // so that future users will be able to use it.
       if (!IsVoidRetTy)
         VecResults[Part] = Cloned;
+
+      // End if-block.
+      if (IfPredicateStore)
+        PredicatedStores.push_back(std::make_pair(cast<StoreInst>(Cloned),
+                                                  Cmp));
   }
 }
 
-void
-InnerLoopUnroller::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr,
-                                              LoopVectorizationLegality*) {
-  return scalarizeInstruction(Instr);
+void InnerLoopUnroller::vectorizeMemoryInstruction(Instruction *Instr) {
+  StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Instr);
+  bool IfPredicateStore = (SI && Legal->blockNeedsPredication(SI->getParent()));
+
+  return scalarizeInstruction(Instr, IfPredicateStore);
 }
 
 Value *InnerLoopUnroller::reverseVector(Value *Vec) {
@@ -4971,12 +5749,10 @@ Value *InnerLoopUnroller::getBroadcastInstrs(Value *V) {
   return V;
 }
 
-Value *InnerLoopUnroller::getConsecutiveVector(Value* Val, int StartIdx,
-                                               bool Negate) {
+Value *InnerLoopUnroller::getStepVector(Value *Val, int StartIdx, Value *Step) {
   // When unrolling and the VF is 1, we only need to add a simple scalar.
   Type *ITy = Val->getType();
   assert(!ITy->isVectorTy() && "Val must be a scalar");
-  Constant *C = ConstantInt::get(ITy, StartIdx, Negate);
-  return Builder.CreateAdd(Val, C, "induction");
+  Constant *C = ConstantInt::get(ITy, StartIdx);
+  return Builder.CreateAdd(Val, Builder.CreateMul(C, Step), "induction");
 }
-