Replace push_back(Constructor(foo)) with emplace_back(foo) for non-trivial types
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / SLPVectorizer.cpp
index fa6f6cd981704292075664ab0cd296ecf456816e..0e9d2948388aea4a1d4a1fb3a5bf55eb85cb8728 100644 (file)
@@ -17,9 +17,9 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
+#include "llvm/ADT/Optional.h"
 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
-#include "llvm/ADT/Optional.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
@@ -75,6 +75,27 @@ static const unsigned MinVecRegSize = 128;
 
 static const unsigned RecursionMaxDepth = 12;
 
+// Limit the number of alias checks. The limit is chosen so that
+// it has no negative effect on the llvm benchmarks.
+static const unsigned AliasedCheckLimit = 10;
+
+// Another limit for the alias checks: The maximum distance between load/store
+// instructions where alias checks are done.
+// This limit is useful for very large basic blocks.
+static const unsigned MaxMemDepDistance = 160;
+
+/// \brief Predicate for the element types that the SLP vectorizer supports.
+///
+/// The most important thing to filter here are types which are invalid in LLVM
+/// vectors. We also filter target specific types which have absolutely no
+/// meaningful vectorization path such as x86_fp80 and ppc_f128. This just
+/// avoids spending time checking the cost model and realizing that they will
+/// be inevitably scalarized.
+static bool isValidElementType(Type *Ty) {
+  return VectorType::isValidElementType(Ty) && !Ty->isX86_FP80Ty() &&
+         !Ty->isPPC_FP128Ty();
+}
+
 /// \returns the parent basic block if all of the instructions in \p VL
 /// are in the same block or null otherwise.
 static BasicBlock *getSameBlock(ArrayRef<Value *> VL) {
@@ -208,6 +229,8 @@ static Instruction *propagateMetadata(Instruction *I, ArrayRef<Value *> VL) {
         MD = MDNode::getMostGenericTBAA(MD, IMD);
         break;
       case LLVMContext::MD_alias_scope:
+        MD = MDNode::getMostGenericAliasScope(MD, IMD);
+        break;
       case LLVMContext::MD_noalias:
         MD = MDNode::intersect(MD, IMD);
         break;
@@ -264,104 +287,6 @@ static bool CanReuseExtract(ArrayRef<Value *> VL) {
   return true;
 }
 
-static void reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
-                                           SmallVectorImpl<Value *> &Left,
-                                           SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
-
-  SmallVector<Value *, 16> OrigLeft, OrigRight;
-
-  bool AllSameOpcodeLeft = true;
-  bool AllSameOpcodeRight = true;
-  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
-    Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
-    Value *V0 = I->getOperand(0);
-    Value *V1 = I->getOperand(1);
-
-    OrigLeft.push_back(V0);
-    OrigRight.push_back(V1);
-
-    Instruction *I0 = dyn_cast<Instruction>(V0);
-    Instruction *I1 = dyn_cast<Instruction>(V1);
-
-    // Check whether all operands on one side have the same opcode. In this case
-    // we want to preserve the original order and not make things worse by
-    // reordering.
-    AllSameOpcodeLeft = I0;
-    AllSameOpcodeRight = I1;
-
-    if (i && AllSameOpcodeLeft) {
-      if(Instruction *P0 = dyn_cast<Instruction>(OrigLeft[i-1])) {
-        if(P0->getOpcode() != I0->getOpcode())
-          AllSameOpcodeLeft = false;
-      } else
-        AllSameOpcodeLeft = false;
-    }
-    if (i && AllSameOpcodeRight) {
-      if(Instruction *P1 = dyn_cast<Instruction>(OrigRight[i-1])) {
-        if(P1->getOpcode() != I1->getOpcode())
-          AllSameOpcodeRight = false;
-      } else
-        AllSameOpcodeRight = false;
-    }
-
-    // Sort two opcodes. In the code below we try to preserve the ability to use
-    // broadcast of values instead of individual inserts.
-    // vl1 = load
-    // vl2 = phi
-    // vr1 = load
-    // vr2 = vr2
-    //    = vl1 x vr1
-    //    = vl2 x vr2
-    // If we just sorted according to opcode we would leave the first line in
-    // tact but we would swap vl2 with vr2 because opcode(phi) > opcode(load).
-    //    = vl1 x vr1
-    //    = vr2 x vl2
-    // Because vr2 and vr1 are from the same load we loose the opportunity of a
-    // broadcast for the packed right side in the backend: we have [vr1, vl2]
-    // instead of [vr1, vr2=vr1].
-    if (I0 && I1) {
-       if(!i && I0->getOpcode() > I1->getOpcode()) {
-         Left.push_back(I1);
-         Right.push_back(I0);
-       } else if (i && I0->getOpcode() > I1->getOpcode() && Right[i-1] != I1) {
-         // Try not to destroy a broad cast for no apparent benefit.
-         Left.push_back(I1);
-         Right.push_back(I0);
-       } else if (i && I0->getOpcode() == I1->getOpcode() && Right[i-1] ==  I0) {
-         // Try preserve broadcasts.
-         Left.push_back(I1);
-         Right.push_back(I0);
-       } else if (i && I0->getOpcode() == I1->getOpcode() && Left[i-1] == I1) {
-         // Try preserve broadcasts.
-         Left.push_back(I1);
-         Right.push_back(I0);
-       } else {
-         Left.push_back(I0);
-         Right.push_back(I1);
-       }
-       continue;
-    }
-    // One opcode, put the instruction on the right.
-    if (I0) {
-      Left.push_back(V1);
-      Right.push_back(I0);
-      continue;
-    }
-    Left.push_back(V0);
-    Right.push_back(V1);
-  }
-
-  bool LeftBroadcast = isSplat(Left);
-  bool RightBroadcast = isSplat(Right);
-
-  // Don't reorder if the operands where good to begin with.
-  if (!(LeftBroadcast || RightBroadcast) &&
-      (AllSameOpcodeRight || AllSameOpcodeLeft)) {
-    Left = OrigLeft;
-    Right = OrigRight;
-  }
-}
-
 /// \returns True if in-tree use also needs extract. This refers to
 /// possible scalar operand in vectorized instruction.
 static bool InTreeUserNeedToExtract(Value *Scalar, Instruction *UserInst,
@@ -398,6 +323,17 @@ static AliasAnalysis::Location getLocation(Instruction *I, AliasAnalysis *AA) {
   return AliasAnalysis::Location();
 }
 
+/// \returns True if the instruction is not a volatile or atomic load/store.
+static bool isSimple(Instruction *I) {
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
+    return LI->isSimple();
+  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
+    return SI->isSimple();
+  if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(I))
+    return !MI->isVolatile();
+  return true;
+}
+
 /// Bottom Up SLP Vectorizer.
 class BoUpSLP {
 public:
@@ -406,11 +342,11 @@ public:
   typedef SmallPtrSet<Value *, 16> ValueSet;
   typedef SmallVector<StoreInst *, 8> StoreList;
 
-  BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, const DataLayout *Dl,
-          TargetTransformInfo *Tti, TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa,
-          LoopInfo *Li, DominatorTree *Dt, AssumptionCache *AC)
+  BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, TargetTransformInfo *Tti,
+          TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa, LoopInfo *Li,
+          DominatorTree *Dt, AssumptionCache *AC)
       : NumLoadsWantToKeepOrder(0), NumLoadsWantToChangeOrder(0), F(Func),
-        SE(Se), DL(Dl), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
+        SE(Se), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
         Builder(Se->getContext()) {
     CodeMetrics::collectEphemeralValues(F, AC, EphValues);
   }
@@ -447,7 +383,7 @@ public:
   }
 
   /// \returns true if the memory operations A and B are consecutive.
-  bool isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B);
+  bool isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL);
 
   /// \brief Perform LICM and CSE on the newly generated gather sequences.
   void optimizeGatherSequence();
@@ -504,6 +440,16 @@ private:
   /// be beneficial even the tree height is tiny.
   bool isFullyVectorizableTinyTree();
 
+  /// \reorder commutative operands in alt shuffle if they result in
+  ///  vectorized code.
+  void reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
+                                 SmallVectorImpl<Value *> &Left,
+                                 SmallVectorImpl<Value *> &Right);
+  /// \reorder commutative operands to get better probability of
+  /// generating vectorized code.
+  void reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
+                                      SmallVectorImpl<Value *> &Left,
+                                      SmallVectorImpl<Value *> &Right);
   struct TreeEntry {
     TreeEntry() : Scalars(), VectorizedValue(nullptr),
     NeedToGather(0) {}
@@ -526,7 +472,7 @@ private:
 
   /// Create a new VectorizableTree entry.
   TreeEntry *newTreeEntry(ArrayRef<Value *> VL, bool Vectorized) {
-    VectorizableTree.push_back(TreeEntry());
+    VectorizableTree.emplace_back();
     int idx = VectorizableTree.size() - 1;
     TreeEntry *Last = &VectorizableTree[idx];
     Last->Scalars.insert(Last->Scalars.begin(), VL.begin(), VL.end());
@@ -580,7 +526,7 @@ private:
     }
     AliasAnalysis::Location Loc2 = getLocation(Inst2, AA);
     bool aliased = true;
-    if (Loc1.Ptr && Loc2.Ptr) {
+    if (Loc1.Ptr && Loc2.Ptr && isSimple(Inst1) && isSimple(Inst2)) {
       // Do the alias check.
       aliased = AA->alias(Loc1, Loc2);
     }
@@ -931,7 +877,6 @@ private:
   // Analysis and block reference.
   Function *F;
   ScalarEvolution *SE;
-  const DataLayout *DL;
   TargetTransformInfo *TTI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
   AliasAnalysis *AA;
@@ -1184,8 +1129,9 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering non-simple loads.\n");
           return;
         }
-        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1])) {
-          if (VL.size() == 2 && isConsecutiveAccess(VL[1], VL[0])) {
+        const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
+          if (VL.size() == 2 && isConsecutiveAccess(VL[1], VL[0], DL)) {
             ++NumLoadsWantToChangeOrder;
           }
           BS.cancelScheduling(VL);
@@ -1214,7 +1160,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       Type *SrcTy = VL0->getOperand(0)->getType();
       for (unsigned i = 0; i < VL.size(); ++i) {
         Type *Ty = cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(0)->getType();
-        if (Ty != SrcTy || Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy()) {
+        if (Ty != SrcTy || !isValidElementType(Ty)) {
           BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering casts with different src types.\n");
@@ -1237,7 +1183,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
     case Instruction::ICmp:
     case Instruction::FCmp: {
       // Check that all of the compares have the same predicate.
-      CmpInst::Predicate P0 = dyn_cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
+      CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
       Type *ComparedTy = cast<Instruction>(VL[0])->getOperand(0)->getType();
       for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
         CmpInst *Cmp = cast<CmpInst>(VL[i]);
@@ -1354,9 +1300,10 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       return;
     }
     case Instruction::Store: {
+      const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
       // Check if the stores are consecutive or of we need to swizzle them.
       for (unsigned i = 0, e = VL.size() - 1; i < e; ++i)
-        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1])) {
+        if (!isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1], DL)) {
           BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-consecutive store.\n");
@@ -1437,6 +1384,16 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       }
       newTreeEntry(VL, true);
       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a ShuffleVector op.\n");
+
+      // Reorder operands if reordering would enable vectorization.
+      if (isa<BinaryOperator>(VL0)) {
+        ValueList Left, Right;
+        reorderAltShuffleOperands(VL, Left, Right);
+        buildTree_rec(Left, Depth + 1);
+        buildTree_rec(Right, Depth + 1);
+        return;
+      }
+
       for (unsigned i = 0, e = VL0->getNumOperands(); i < e; ++i) {
         ValueList Operands;
         // Prepare the operand vector.
@@ -1833,7 +1790,7 @@ unsigned BoUpSLP::getAddressSpaceOperand(Value *I) {
   return -1;
 }
 
-bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
+bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL) {
   Value *PtrA = getPointerOperand(A);
   Value *PtrB = getPointerOperand(B);
   unsigned ASA = getAddressSpaceOperand(A);
@@ -1847,13 +1804,13 @@ bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
   if (PtrA == PtrB || PtrA->getType() != PtrB->getType())
     return false;
 
-  unsigned PtrBitWidth = DL->getPointerSizeInBits(ASA);
+  unsigned PtrBitWidth = DL.getPointerSizeInBits(ASA);
   Type *Ty = cast<PointerType>(PtrA->getType())->getElementType();
-  APInt Size(PtrBitWidth, DL->getTypeStoreSize(Ty));
+  APInt Size(PtrBitWidth, DL.getTypeStoreSize(Ty));
 
   APInt OffsetA(PtrBitWidth, 0), OffsetB(PtrBitWidth, 0);
-  PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(*DL, OffsetA);
-  PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(*DL, OffsetB);
+  PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetA);
+  PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetB);
 
   APInt OffsetDelta = OffsetB - OffsetA;
 
@@ -1874,6 +1831,198 @@ bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
   return X == PtrSCEVB;
 }
 
+// Reorder commutative operations in alternate shuffle if the resulting vectors
+// are consecutive loads. This would allow us to vectorize the tree.
+// If we have something like-
+// load a[0] - load b[0]
+// load b[1] + load a[1]
+// load a[2] - load b[2]
+// load a[3] + load b[3]
+// Reordering the second load b[1]  load a[1] would allow us to vectorize this
+// code.
+void BoUpSLP::reorderAltShuffleOperands(ArrayRef<Value *> VL,
+                                        SmallVectorImpl<Value *> &Left,
+                                        SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+
+  // Push left and right operands of binary operation into Left and Right
+  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
+    Left.push_back(cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(0));
+    Right.push_back(cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(1));
+  }
+
+  // Reorder if we have a commutative operation and consecutive access
+  // are on either side of the alternate instructions.
+  for (unsigned j = 0; j < VL.size() - 1; ++j) {
+    if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Left[j])) {
+      if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
+        Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
+        Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
+          std::swap(Left[j], Right[j]);
+          continue;
+        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
+          std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
+          continue;
+        }
+        // else unchanged
+      }
+    }
+    if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Right[j])) {
+      if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
+        Instruction *VL1 = cast<Instruction>(VL[j]);
+        Instruction *VL2 = cast<Instruction>(VL[j + 1]);
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL1->isCommutative()) {
+          std::swap(Left[j], Right[j]);
+          continue;
+        } else if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL) && VL2->isCommutative()) {
+          std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
+          continue;
+        }
+        // else unchanged
+      }
+    }
+  }
+}
+
+void BoUpSLP::reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
+                                             SmallVectorImpl<Value *> &Left,
+                                             SmallVectorImpl<Value *> &Right) {
+
+  SmallVector<Value *, 16> OrigLeft, OrigRight;
+
+  bool AllSameOpcodeLeft = true;
+  bool AllSameOpcodeRight = true;
+  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
+    Instruction *I = cast<Instruction>(VL[i]);
+    Value *VLeft = I->getOperand(0);
+    Value *VRight = I->getOperand(1);
+
+    OrigLeft.push_back(VLeft);
+    OrigRight.push_back(VRight);
+
+    Instruction *ILeft = dyn_cast<Instruction>(VLeft);
+    Instruction *IRight = dyn_cast<Instruction>(VRight);
+
+    // Check whether all operands on one side have the same opcode. In this case
+    // we want to preserve the original order and not make things worse by
+    // reordering.
+    if (i && AllSameOpcodeLeft && ILeft) {
+      if (Instruction *PLeft = dyn_cast<Instruction>(OrigLeft[i - 1])) {
+        if (PLeft->getOpcode() != ILeft->getOpcode())
+          AllSameOpcodeLeft = false;
+      } else
+        AllSameOpcodeLeft = false;
+    }
+    if (i && AllSameOpcodeRight && IRight) {
+      if (Instruction *PRight = dyn_cast<Instruction>(OrigRight[i - 1])) {
+        if (PRight->getOpcode() != IRight->getOpcode())
+          AllSameOpcodeRight = false;
+      } else
+        AllSameOpcodeRight = false;
+    }
+
+    // Sort two opcodes. In the code below we try to preserve the ability to use
+    // broadcast of values instead of individual inserts.
+    // vl1 = load
+    // vl2 = phi
+    // vr1 = load
+    // vr2 = vr2
+    //    = vl1 x vr1
+    //    = vl2 x vr2
+    // If we just sorted according to opcode we would leave the first line in
+    // tact but we would swap vl2 with vr2 because opcode(phi) > opcode(load).
+    //    = vl1 x vr1
+    //    = vr2 x vl2
+    // Because vr2 and vr1 are from the same load we loose the opportunity of a
+    // broadcast for the packed right side in the backend: we have [vr1, vl2]
+    // instead of [vr1, vr2=vr1].
+    if (ILeft && IRight) {
+      if (!i && ILeft->getOpcode() > IRight->getOpcode()) {
+        Left.push_back(IRight);
+        Right.push_back(ILeft);
+      } else if (i && ILeft->getOpcode() > IRight->getOpcode() &&
+                 Right[i - 1] != IRight) {
+        // Try not to destroy a broad cast for no apparent benefit.
+        Left.push_back(IRight);
+        Right.push_back(ILeft);
+      } else if (i && ILeft->getOpcode() == IRight->getOpcode() &&
+                 Right[i - 1] == ILeft) {
+        // Try preserve broadcasts.
+        Left.push_back(IRight);
+        Right.push_back(ILeft);
+      } else if (i && ILeft->getOpcode() == IRight->getOpcode() &&
+                 Left[i - 1] == IRight) {
+        // Try preserve broadcasts.
+        Left.push_back(IRight);
+        Right.push_back(ILeft);
+      } else {
+        Left.push_back(ILeft);
+        Right.push_back(IRight);
+      }
+      continue;
+    }
+    // One opcode, put the instruction on the right.
+    if (ILeft) {
+      Left.push_back(VRight);
+      Right.push_back(ILeft);
+      continue;
+    }
+    Left.push_back(VLeft);
+    Right.push_back(VRight);
+  }
+
+  bool LeftBroadcast = isSplat(Left);
+  bool RightBroadcast = isSplat(Right);
+
+  // If operands end up being broadcast return this operand order.
+  if (LeftBroadcast || RightBroadcast)
+    return;
+
+  // Don't reorder if the operands where good to begin.
+  if (AllSameOpcodeRight || AllSameOpcodeLeft) {
+    Left = OrigLeft;
+    Right = OrigRight;
+  }
+
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
+
+  // Finally check if we can get longer vectorizable chain by reordering
+  // without breaking the good operand order detected above.
+  // E.g. If we have something like-
+  // load a[0]  load b[0]
+  // load b[1]  load a[1]
+  // load a[2]  load b[2]
+  // load a[3]  load b[3]
+  // Reordering the second load b[1]  load a[1] would allow us to vectorize
+  // this code and we still retain AllSameOpcode property.
+  // FIXME: This load reordering might break AllSameOpcode in some rare cases
+  // such as-
+  // add a[0],c[0]  load b[0]
+  // add a[1],c[2]  load b[1]
+  // b[2]           load b[2]
+  // add a[3],c[3]  load b[3]
+  for (unsigned j = 0; j < VL.size() - 1; ++j) {
+    if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Left[j])) {
+      if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Right[j + 1])) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
+          std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
+          continue;
+        }
+      }
+    }
+    if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(Right[j])) {
+      if (LoadInst *L1 = dyn_cast<LoadInst>(Left[j + 1])) {
+        if (isConsecutiveAccess(L, L1, DL)) {
+          std::swap(Left[j + 1], Right[j + 1]);
+          continue;
+        }
+      }
+    }
+    // else unchanged
+  }
+}
+
 void BoUpSLP::setInsertPointAfterBundle(ArrayRef<Value *> VL) {
   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
   BasicBlock::iterator NextInst = VL0;
@@ -1960,6 +2109,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     return Gather(E->Scalars, VecTy);
   }
 
+  const DataLayout &DL = F->getParent()->getDataLayout();
   unsigned Opcode = getSameOpcode(E->Scalars);
 
   switch (Opcode) {
@@ -2052,7 +2202,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       if (Value *V = alreadyVectorized(E->Scalars))
         return V;
 
-      CmpInst::Predicate P0 = dyn_cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
+      CmpInst::Predicate P0 = cast<CmpInst>(VL0)->getPredicate();
       Value *V;
       if (Opcode == Instruction::FCmp)
         V = Builder.CreateFCmp(P0, L, R);
@@ -2156,8 +2306,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
 
       unsigned Alignment = LI->getAlignment();
       LI = Builder.CreateLoad(VecPtr);
-      if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
+      if (!Alignment) {
+        Alignment = DL.getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
+      }
       LI->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = LI;
       ++NumVectorInstructions;
@@ -2186,8 +2337,9 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         ExternalUses.push_back(
             ExternalUser(SI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
 
-      if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
+      if (!Alignment) {
+        Alignment = DL.getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
+      }
       S->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = S;
       ++NumVectorInstructions;
@@ -2213,7 +2365,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         OpVecs.push_back(OpVec);
       }
 
-      Value *V = Builder.CreateGEP(Op0, OpVecs);
+      Value *V = Builder.CreateGEP(
+          cast<GetElementPtrInst>(VL0)->getSourceElementType(), Op0, OpVecs);
       E->VectorizedValue = V;
       ++NumVectorInstructions;
 
@@ -2229,7 +2382,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       Intrinsic::ID IID  = Intrinsic::not_intrinsic;
       Value *ScalarArg = nullptr;
       if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
-        IID = (Intrinsic::ID) FI->getIntrinsicID();
+        IID = FI->getIntrinsicID();
       }
       std::vector<Value *> OpVecs;
       for (int j = 0, e = CI->getNumArgOperands(); j < e; ++j) {
@@ -2270,10 +2423,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     }
     case Instruction::ShuffleVector: {
       ValueList LHSVL, RHSVL;
-      for (int i = 0, e = E->Scalars.size(); i < e; ++i) {
-        LHSVL.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(0));
-        RHSVL.push_back(cast<Instruction>(E->Scalars[i])->getOperand(1));
-      }
+      assert(isa<BinaryOperator>(VL0) && "Invalid Shuffle Vector Operand");
+      reorderAltShuffleOperands(E->Scalars, LHSVL, RHSVL);
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
 
       Value *LHS = vectorizeTree(LHSVL);
@@ -2754,23 +2905,57 @@ void BoUpSLP::BlockScheduling::calculateDependencies(ScheduleData *SD,
           Instruction *SrcInst = BundleMember->Inst;
           AliasAnalysis::Location SrcLoc = getLocation(SrcInst, SLP->AA);
           bool SrcMayWrite = BundleMember->Inst->mayWriteToMemory();
+          unsigned numAliased = 0;
+          unsigned DistToSrc = 1;
 
           while (DepDest) {
             assert(isInSchedulingRegion(DepDest));
-            if (SrcMayWrite || DepDest->Inst->mayWriteToMemory()) {
-              if (SLP->isAliased(SrcLoc, SrcInst, DepDest->Inst)) {
-                DepDest->MemoryDependencies.push_back(BundleMember);
-                BundleMember->Dependencies++;
-                ScheduleData *DestBundle = DepDest->FirstInBundle;
-                if (!DestBundle->IsScheduled) {
-                  BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
-                }
-                if (!DestBundle->hasValidDependencies()) {
-                  WorkList.push_back(DestBundle);
-                }
+
+            // We have two limits to reduce the complexity:
+            // 1) AliasedCheckLimit: It's a small limit to reduce calls to
+            //    SLP->isAliased (which is the expensive part in this loop).
+            // 2) MaxMemDepDistance: It's for very large blocks and it aborts
+            //    the whole loop (even if the loop is fast, it's quadratic).
+            //    It's important for the loop break condition (see below) to
+            //    check this limit even between two read-only instructions.
+            if (DistToSrc >= MaxMemDepDistance ||
+                    ((SrcMayWrite || DepDest->Inst->mayWriteToMemory()) &&
+                     (numAliased >= AliasedCheckLimit ||
+                      SLP->isAliased(SrcLoc, SrcInst, DepDest->Inst)))) {
+
+              // We increment the counter only if the locations are aliased
+              // (instead of counting all alias checks). This gives a better
+              // balance between reduced runtime and accurate dependencies.
+              numAliased++;
+
+              DepDest->MemoryDependencies.push_back(BundleMember);
+              BundleMember->Dependencies++;
+              ScheduleData *DestBundle = DepDest->FirstInBundle;
+              if (!DestBundle->IsScheduled) {
+                BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
+              }
+              if (!DestBundle->hasValidDependencies()) {
+                WorkList.push_back(DestBundle);
               }
             }
             DepDest = DepDest->NextLoadStore;
+
+            // Example, explaining the loop break condition: Let's assume our
+            // starting instruction is i0 and MaxMemDepDistance = 3.
+            //
+            //                      +--------v--v--v
+            //             i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8
+            //             +--------^--^--^
+            //
+            // MaxMemDepDistance let us stop alias-checking at i3 and we add
+            // dependencies from i0 to i3,i4,.. (even if they are not aliased).
+            // Previously we already added dependencies from i3 to i6,i7,i8
+            // (because of MaxMemDepDistance). As we added a dependency from
+            // i0 to i3, we have transitive dependencies from i0 to i6,i7,i8
+            // and we can abort this loop at i6.
+            if (DistToSrc >= 2 * MaxMemDepDistance)
+                break;
+            DistToSrc++;
           }
         }
       }
@@ -2874,7 +3059,6 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
   }
 
   ScalarEvolution *SE;
-  const DataLayout *DL;
   TargetTransformInfo *TTI;
   TargetLibraryInfo *TLI;
   AliasAnalysis *AA;
@@ -2887,9 +3071,7 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
       return false;
 
     SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-    DataLayoutPass *DLP = getAnalysisIfAvailable<DataLayoutPass>();
-    DL = DLP ? &DLP->getDataLayout() : nullptr;
-    TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfo>();
+    TTI = &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
     auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
     TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
     AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
@@ -2905,11 +3087,6 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
     if (!TTI->getNumberOfRegisters(true))
       return false;
 
-    // Must have DataLayout. We can't require it because some tests run w/o
-    // triple.
-    if (!DL)
-      return false;
-
     // Don't vectorize when the attribute NoImplicitFloat is used.
     if (F.hasFnAttribute(Attribute::NoImplicitFloat))
       return false;
@@ -2918,15 +3095,13 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
 
     // Use the bottom up slp vectorizer to construct chains that start with
     // store instructions.
-    BoUpSLP R(&F, SE, DL, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
+    BoUpSLP R(&F, SE, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
 
     // A general note: the vectorizer must use BoUpSLP::eraseInstruction() to
     // delete instructions.
 
     // Scan the blocks in the function in post order.
-    for (po_iterator<BasicBlock*> it = po_begin(&F.getEntryBlock()),
-         e = po_end(&F.getEntryBlock()); it != e; ++it) {
-      BasicBlock *BB = *it;
+    for (auto BB : post_order(&F.getEntryBlock())) {
       // Vectorize trees that end at stores.
       if (unsigned count = collectStores(BB, R)) {
         (void)count;
@@ -2951,7 +3126,7 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
     AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
     AU.addRequired<ScalarEvolution>();
     AU.addRequired<AliasAnalysis>();
-    AU.addRequired<TargetTransformInfo>();
+    AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
     AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
     AU.addPreserved<LoopInfoWrapperPass>();
@@ -3001,15 +3176,11 @@ private:
 /// the WeakVH array.
 /// Vectorization of part of the VL array may cause later values in the VL array
 /// to become invalid. We track when this has happened in the WeakVH array.
-static bool hasValueBeenRAUWed(ArrayRef<Value *> &VL,
-                               SmallVectorImpl<WeakVH> &VH,
-                               unsigned SliceBegin,
-                               unsigned SliceSize) {
-  for (unsigned i = SliceBegin; i < SliceBegin + SliceSize; ++i)
-    if (VH[i] != VL[i])
-      return true;
-
-  return false;
+static bool hasValueBeenRAUWed(ArrayRef<Value *> VL, ArrayRef<WeakVH> VH,
+                               unsigned SliceBegin, unsigned SliceSize) {
+  VL = VL.slice(SliceBegin, SliceSize);
+  VH = VH.slice(SliceBegin, SliceSize);
+  return !std::equal(VL.begin(), VL.end(), VH.begin());
 }
 
 bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
@@ -3018,7 +3189,8 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
   DEBUG(dbgs() << "SLP: Analyzing a store chain of length " << ChainLen
         << "\n");
   Type *StoreTy = cast<StoreInst>(Chain[0])->getValueOperand()->getType();
-  unsigned Sz = DL->getTypeSizeInBits(StoreTy);
+  auto &DL = cast<StoreInst>(Chain[0])->getModule()->getDataLayout();
+  unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(StoreTy);
   unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
 
   if (!isPowerOf2_32(Sz) || VF < 2)
@@ -3061,8 +3233,8 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChain(ArrayRef<Value *> Chain,
 
 bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
                                     int costThreshold, BoUpSLP &R) {
-  SetVector<Value *> Heads, Tails;
-  SmallDenseMap<Value *, Value *> ConsecutiveChain;
+  SetVector<StoreInst *> Heads, Tails;
+  SmallDenseMap<StoreInst *, StoreInst *> ConsecutiveChain;
 
   // We may run into multiple chains that merge into a single chain. We mark the
   // stores that we vectorized so that we don't visit the same store twice.
@@ -3075,8 +3247,8 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
     for (unsigned j = 0; j < e; ++j) {
       if (i == j)
         continue;
-
-      if (R.isConsecutiveAccess(Stores[i], Stores[j])) {
+      const DataLayout &DL = Stores[i]->getModule()->getDataLayout();
+      if (R.isConsecutiveAccess(Stores[i], Stores[j], DL)) {
         Tails.insert(Stores[j]);
         Heads.insert(Stores[i]);
         ConsecutiveChain[Stores[i]] = Stores[j];
@@ -3085,7 +3257,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
   }
 
   // For stores that start but don't end a link in the chain:
-  for (SetVector<Value *>::iterator it = Heads.begin(), e = Heads.end();
+  for (SetVector<StoreInst *>::iterator it = Heads.begin(), e = Heads.end();
        it != e; ++it) {
     if (Tails.count(*it))
       continue;
@@ -3093,7 +3265,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
     // We found a store instr that starts a chain. Now follow the chain and try
     // to vectorize it.
     BoUpSLP::ValueList Operands;
-    Value *I = *it;
+    StoreInst *I = *it;
     // Collect the chain into a list.
     while (Tails.count(I) || Heads.count(I)) {
       if (VectorizedStores.count(I))
@@ -3118,6 +3290,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStores(ArrayRef<StoreInst *> Stores,
 unsigned SLPVectorizer::collectStores(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
   unsigned count = 0;
   StoreRefs.clear();
+  const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
     StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(it);
     if (!SI)
@@ -3129,7 +3302,7 @@ unsigned SLPVectorizer::collectStores(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
 
     // Check that the pointer points to scalars.
     Type *Ty = SI->getValueOperand()->getType();
-    if (Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy())
+    if (!isValidElementType(Ty))
       continue;
 
     // Find the base pointer.
@@ -3163,14 +3336,15 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
     return false;
 
   unsigned Opcode0 = I0->getOpcode();
+  const DataLayout &DL = I0->getModule()->getDataLayout();
 
   Type *Ty0 = I0->getType();
-  unsigned Sz = DL->getTypeSizeInBits(Ty0);
+  unsigned Sz = DL.getTypeSizeInBits(Ty0);
   unsigned VF = MinVecRegSize / Sz;
 
   for (int i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
     Type *Ty = VL[i]->getType();
-    if (Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy())
+    if (!isValidElementType(Ty))
       return false;
     Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(VL[i]);
     if (!Inst || Inst->getOpcode() != Opcode0)
@@ -3367,8 +3541,7 @@ public:
     ReducedValueOpcode(0), ReduxWidth(0), IsPairwiseReduction(false) {}
 
   /// \brief Try to find a reduction tree.
-  bool matchAssociativeReduction(PHINode *Phi, BinaryOperator *B,
-                                 const DataLayout *DL) {
+  bool matchAssociativeReduction(PHINode *Phi, BinaryOperator *B) {
     assert((!Phi ||
             std::find(Phi->op_begin(), Phi->op_end(), B) != Phi->op_end()) &&
            "Thi phi needs to use the binary operator");
@@ -3390,12 +3563,13 @@ public:
       return false;
 
     Type *Ty = B->getType();
-    if (Ty->isVectorTy())
+    if (!isValidElementType(Ty))
       return false;
 
+    const DataLayout &DL = B->getModule()->getDataLayout();
     ReductionOpcode = B->getOpcode();
     ReducedValueOpcode = 0;
-    ReduxWidth = MinVecRegSize / DL->getTypeSizeInBits(Ty);
+    ReduxWidth = MinVecRegSize / DL.getTypeSizeInBits(Ty);
     ReductionRoot = B;
     ReductionPHI = Phi;
 
@@ -3705,8 +3879,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
 
       // Try to match and vectorize a horizontal reduction.
       HorizontalReduction HorRdx;
-      if (ShouldVectorizeHor &&
-          HorRdx.matchAssociativeReduction(P, BI, DL) &&
+      if (ShouldVectorizeHor && HorRdx.matchAssociativeReduction(P, BI) &&
           HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) {
         Changed = true;
         it = BB->begin();
@@ -3736,7 +3909,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
         if (BinaryOperator *BinOp =
                 dyn_cast<BinaryOperator>(SI->getValueOperand())) {
           HorizontalReduction HorRdx;
-          if (((HorRdx.matchAssociativeReduction(nullptr, BinOp, DL) &&
+          if (((HorRdx.matchAssociativeReduction(nullptr, BinOp) &&
                 HorRdx.tryToReduce(R, TTI)) ||
                tryToVectorize(BinOp, R))) {
             Changed = true;
@@ -3780,6 +3953,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
             // and the iterator may become invalid value.
             it = BB->begin();
             e = BB->end();
+            break;
           }
         }
       }
@@ -3836,7 +4010,7 @@ char SLPVectorizer::ID = 0;
 static const char lv_name[] = "SLP Vectorizer";
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SLPVectorizer, SV_NAME, lv_name, false, false)
 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
-INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(TargetTransformInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)