SLPVectorizer: Cache results from memory alias checking.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Vectorize / SLPVectorizer.cpp
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 #include "llvm/ADT/MapVector.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"
+#include "llvm/Analysis/CodeMetrics.h"
 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/VectorUtils.h"
 #include <algorithm>
 #include <map>
+#include <memory>
 
 using namespace llvm;
 
 #define SV_NAME "slp-vectorizer"
 #define DEBUG_TYPE "SLP"
 
+STATISTIC(NumVectorInstructions, "Number of vector instructions generated");
+
 static cl::opt<int>
     SLPCostThreshold("slp-threshold", cl::init(0), cl::Hidden,
                      cl::desc("Only vectorize if you gain more than this "
@@ -68,53 +75,6 @@ static const unsigned MinVecRegSize = 128;
 
 static const unsigned RecursionMaxDepth = 12;
 
-/// A helper class for numbering instructions in multiple blocks.
-/// Numbers start at zero for each basic block.
-struct BlockNumbering {
-
-  BlockNumbering(BasicBlock *Bb) : BB(Bb), Valid(false) {}
-
-  void numberInstructions() {
-    unsigned Loc = 0;
-    InstrIdx.clear();
-    InstrVec.clear();
-    // Number the instructions in the block.
-    for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; ++it) {
-      InstrIdx[it] = Loc++;
-      InstrVec.push_back(it);
-      assert(InstrVec[InstrIdx[it]] == it && "Invalid allocation");
-    }
-    Valid = true;
-  }
-
-  int getIndex(Instruction *I) {
-    assert(I->getParent() == BB && "Invalid instruction");
-    if (!Valid)
-      numberInstructions();
-    assert(InstrIdx.count(I) && "Unknown instruction");
-    return InstrIdx[I];
-  }
-
-  Instruction *getInstruction(unsigned loc) {
-    if (!Valid)
-      numberInstructions();
-    assert(InstrVec.size() > loc && "Invalid Index");
-    return InstrVec[loc];
-  }
-
-  void forget() { Valid = false; }
-
-private:
-  /// The block we are numbering.
-  BasicBlock *BB;
-  /// Is the block numbered.
-  bool Valid;
-  /// Maps instructions to numbers and back.
-  SmallDenseMap<Instruction *, int> InstrIdx;
-  /// Maps integers to Instructions.
-  SmallVector<Instruction *, 32> InstrVec;
-};
-
 /// \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) {
@@ -209,6 +169,23 @@ static unsigned getSameOpcode(ArrayRef<Value *> VL) {
   return Opcode;
 }
 
+/// Get the intersection (logical and) of all of the potential IR flags
+/// of each scalar operation (VL) that will be converted into a vector (I).
+/// Flag set: NSW, NUW, exact, and all of fast-math.
+static void propagateIRFlags(Value *I, ArrayRef<Value *> VL) {
+  if (auto *VecOp = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
+    if (auto *Intersection = dyn_cast<BinaryOperator>(VL[0])) {
+      // Intersection is initialized to the 0th scalar,
+      // so start counting from index '1'.
+      for (int i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i) {
+        if (auto *Scalar = dyn_cast<BinaryOperator>(VL[i]))
+          Intersection->andIRFlags(Scalar);
+      }
+      VecOp->copyIRFlags(Intersection);
+    }
+  }
+}
+  
 /// \returns \p I after propagating metadata from \p VL.
 static Instruction *propagateMetadata(Instruction *I, ArrayRef<Value *> VL) {
   Instruction *I0 = cast<Instruction>(VL[0]);
@@ -230,6 +207,10 @@ static Instruction *propagateMetadata(Instruction *I, ArrayRef<Value *> VL) {
       case LLVMContext::MD_tbaa:
         MD = MDNode::getMostGenericTBAA(MD, IMD);
         break;
+      case LLVMContext::MD_alias_scope:
+      case LLVMContext::MD_noalias:
+        MD = MDNode::intersect(MD, IMD);
+        break;
       case LLVMContext::MD_fpmath:
         MD = MDNode::getMostGenericFPMath(MD, IMD);
         break;
@@ -381,6 +362,42 @@ static void reorderInputsAccordingToOpcode(ArrayRef<Value *> VL,
   }
 }
 
+/// \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,
+                                    TargetLibraryInfo *TLI) {
+
+  unsigned Opcode = UserInst->getOpcode();
+  switch (Opcode) {
+  case Instruction::Load: {
+    LoadInst *LI = cast<LoadInst>(UserInst);
+    return (LI->getPointerOperand() == Scalar);
+  }
+  case Instruction::Store: {
+    StoreInst *SI = cast<StoreInst>(UserInst);
+    return (SI->getPointerOperand() == Scalar);
+  }
+  case Instruction::Call: {
+    CallInst *CI = cast<CallInst>(UserInst);
+    Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
+    if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, 1)) {
+      return (CI->getArgOperand(1) == Scalar);
+    }
+  }
+  default:
+    return false;
+  }
+}
+
+/// \returns the AA location that is being access by the instruction.
+static AliasAnalysis::Location getLocation(Instruction *I, AliasAnalysis *AA) {
+  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
+    return AA->getLocation(SI);
+  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
+    return AA->getLocation(LI);
+  return AliasAnalysis::Location();
+}
+
 /// Bottom Up SLP Vectorizer.
 class BoUpSLP {
 public:
@@ -391,14 +408,21 @@ public:
 
   BoUpSLP(Function *Func, ScalarEvolution *Se, const DataLayout *Dl,
           TargetTransformInfo *Tti, TargetLibraryInfo *TLi, AliasAnalysis *Aa,
-          LoopInfo *Li, DominatorTree *Dt)
-      : F(Func), SE(Se), DL(Dl), TTI(Tti), TLI(TLi), AA(Aa), LI(Li), DT(Dt),
-        Builder(Se->getContext()) {}
+          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),
+        Builder(Se->getContext()) {
+    CodeMetrics::collectEphemeralValues(F, AC, EphValues);
+  }
 
   /// \brief Vectorize the tree that starts with the elements in \p VL.
   /// Returns the vectorized root.
   Value *vectorizeTree();
 
+  /// \returns the cost incurred by unwanted spills and fills, caused by
+  /// holding live values over call sites.
+  int getSpillCost();
+
   /// \returns the vectorization cost of the subtree that starts at \p VL.
   /// A negative number means that this is profitable.
   int getTreeCost();
@@ -414,7 +438,12 @@ public:
     ScalarToTreeEntry.clear();
     MustGather.clear();
     ExternalUses.clear();
-    MemBarrierIgnoreList.clear();
+    NumLoadsWantToKeepOrder = 0;
+    NumLoadsWantToChangeOrder = 0;
+    for (auto &Iter : BlocksSchedules) {
+      BlockScheduling *BS = Iter.second.get();
+      BS->clear();
+    }
   }
 
   /// \returns true if the memory operations A and B are consecutive.
@@ -423,6 +452,11 @@ public:
   /// \brief Perform LICM and CSE on the newly generated gather sequences.
   void optimizeGatherSequence();
 
+  /// \returns true if it is benefitial to reverse the vector order.
+  bool shouldReorder() const {
+    return NumLoadsWantToChangeOrder > NumLoadsWantToKeepOrder;
+  }
+
 private:
   struct TreeEntry;
 
@@ -459,20 +493,6 @@ private:
   /// roots. This method calculates the cost of extracting the values.
   int getGatherCost(ArrayRef<Value *> VL);
 
-  /// \returns the AA location that is being access by the instruction.
-  AliasAnalysis::Location getLocation(Instruction *I);
-
-  /// \brief Checks if it is possible to sink an instruction from
-  /// \p Src to \p Dst.
-  /// \returns the pointer to the barrier instruction if we can't sink.
-  Value *getSinkBarrier(Instruction *Src, Instruction *Dst);
-
-  /// \returns the index of the last instruction in the BB from \p VL.
-  int getLastIndex(ArrayRef<Value *> VL);
-
-  /// \returns the Instruction in the bundle \p VL.
-  Instruction *getLastInstruction(ArrayRef<Value *> VL);
-
   /// \brief Set the Builder insert point to one after the last instruction in
   /// the bundle
   void setInsertPointAfterBundle(ArrayRef<Value *> VL);
@@ -485,7 +505,7 @@ private:
   bool isFullyVectorizableTinyTree();
 
   struct TreeEntry {
-    TreeEntry() : Scalars(), VectorizedValue(nullptr), LastScalarIndex(0),
+    TreeEntry() : Scalars(), VectorizedValue(nullptr),
     NeedToGather(0) {}
 
     /// \returns true if the scalars in VL are equal to this entry.
@@ -500,9 +520,6 @@ private:
     /// The Scalars are vectorized into this value. It is initialized to Null.
     Value *VectorizedValue;
 
-    /// The index in the basic block of the last scalar.
-    int LastScalarIndex;
-
     /// Do we need to gather this sequence ?
     bool NeedToGather;
   };
@@ -515,18 +532,16 @@ private:
     Last->Scalars.insert(Last->Scalars.begin(), VL.begin(), VL.end());
     Last->NeedToGather = !Vectorized;
     if (Vectorized) {
-      Last->LastScalarIndex = getLastIndex(VL);
       for (int i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
         assert(!ScalarToTreeEntry.count(VL[i]) && "Scalar already in tree!");
         ScalarToTreeEntry[VL[i]] = idx;
       }
     } else {
-      Last->LastScalarIndex = 0;
       MustGather.insert(VL.begin(), VL.end());
     }
     return Last;
   }
-
+  
   /// -- Vectorization State --
   /// Holds all of the tree entries.
   std::vector<TreeEntry> VectorizableTree;
@@ -550,32 +565,352 @@ private:
   };
   typedef SmallVector<ExternalUser, 16> UserList;
 
+  /// Checks if two instructions may access the same memory.
+  ///
+  /// \p Loc1 is the location of \p Inst1. It is passed explicitly because it
+  /// is invariant in the calling loop.
+  bool isAliased(const AliasAnalysis::Location &Loc1, Instruction *Inst1,
+                 Instruction *Inst2) {
+
+    // First check if the result is already in the cache.
+    AliasCacheKey key = std::make_pair(Inst1, Inst2);
+    Optional<bool> &result = AliasCache[key];
+    if (result.hasValue()) {
+      return result.getValue();
+    }
+    AliasAnalysis::Location Loc2 = getLocation(Inst2, AA);
+    bool aliased = true;
+    if (Loc1.Ptr && Loc2.Ptr) {
+      // Do the alias check.
+      aliased = AA->alias(Loc1, Loc2);
+    }
+    // Store the result in the cache.
+    result = aliased;
+    return aliased;
+  }
+
+  typedef std::pair<Instruction *, Instruction *> AliasCacheKey;
+
+  /// Cache for alias results.
+  DenseMap<AliasCacheKey, Optional<bool>> AliasCache;
+
   /// A list of values that need to extracted out of the tree.
   /// This list holds pairs of (Internal Scalar : External User).
   UserList ExternalUses;
 
-  /// A list of instructions to ignore while sinking
-  /// memory instructions. This map must be reset between runs of getCost.
-  ValueSet MemBarrierIgnoreList;
+  /// Values used only by @llvm.assume calls.
+  SmallPtrSet<const Value *, 32> EphValues;
 
   /// Holds all of the instructions that we gathered.
   SetVector<Instruction *> GatherSeq;
   /// A list of blocks that we are going to CSE.
   SetVector<BasicBlock *> CSEBlocks;
 
-  /// Numbers instructions in different blocks.
-  DenseMap<BasicBlock *, BlockNumbering> BlocksNumbers;
+  /// Contains all scheduling relevant data for an instruction.
+  /// A ScheduleData either represents a single instruction or a member of an
+  /// instruction bundle (= a group of instructions which is combined into a
+  /// vector instruction).
+  struct ScheduleData {
+
+    // The initial value for the dependency counters. It means that the
+    // dependencies are not calculated yet.
+    enum { InvalidDeps = -1 };
+
+    ScheduleData()
+        : Inst(nullptr), FirstInBundle(nullptr), NextInBundle(nullptr),
+          NextLoadStore(nullptr), SchedulingRegionID(0), SchedulingPriority(0),
+          Dependencies(InvalidDeps), UnscheduledDeps(InvalidDeps),
+          UnscheduledDepsInBundle(InvalidDeps), IsScheduled(false) {}
+
+    void init(int BlockSchedulingRegionID) {
+      FirstInBundle = this;
+      NextInBundle = nullptr;
+      NextLoadStore = nullptr;
+      IsScheduled = false;
+      SchedulingRegionID = BlockSchedulingRegionID;
+      UnscheduledDepsInBundle = UnscheduledDeps;
+      clearDependencies();
+    }
+
+    /// Returns true if the dependency information has been calculated.
+    bool hasValidDependencies() const { return Dependencies != InvalidDeps; }
+
+    /// Returns true for single instructions and for bundle representatives
+    /// (= the head of a bundle).
+    bool isSchedulingEntity() const { return FirstInBundle == this; }
+
+    /// Returns true if it represents an instruction bundle and not only a
+    /// single instruction.
+    bool isPartOfBundle() const {
+      return NextInBundle != nullptr || FirstInBundle != this;
+    }
+
+    /// Returns true if it is ready for scheduling, i.e. it has no more
+    /// unscheduled depending instructions/bundles.
+    bool isReady() const {
+      assert(isSchedulingEntity() &&
+             "can't consider non-scheduling entity for ready list");
+      return UnscheduledDepsInBundle == 0 && !IsScheduled;
+    }
+
+    /// Modifies the number of unscheduled dependencies, also updating it for
+    /// the whole bundle.
+    int incrementUnscheduledDeps(int Incr) {
+      UnscheduledDeps += Incr;
+      return FirstInBundle->UnscheduledDepsInBundle += Incr;
+    }
+
+    /// Sets the number of unscheduled dependencies to the number of
+    /// dependencies.
+    void resetUnscheduledDeps() {
+      incrementUnscheduledDeps(Dependencies - UnscheduledDeps);
+    }
+
+    /// Clears all dependency information.
+    void clearDependencies() {
+      Dependencies = InvalidDeps;
+      resetUnscheduledDeps();
+      MemoryDependencies.clear();
+    }
+
+    void dump(raw_ostream &os) const {
+      if (!isSchedulingEntity()) {
+        os << "/ " << *Inst;
+      } else if (NextInBundle) {
+        os << '[' << *Inst;
+        ScheduleData *SD = NextInBundle;
+        while (SD) {
+          os << ';' << *SD->Inst;
+          SD = SD->NextInBundle;
+        }
+        os << ']';
+      } else {
+        os << *Inst;
+      }
+    }
 
-  /// \brief Get the corresponding instruction numbering list for a given
-  /// BasicBlock. The list is allocated lazily.
-  BlockNumbering &getBlockNumbering(BasicBlock *BB) {
-    auto I = BlocksNumbers.insert(std::make_pair(BB, BlockNumbering(BB)));
-    return I.first->second;
-  }
+    Instruction *Inst;
+
+    /// Points to the head in an instruction bundle (and always to this for
+    /// single instructions).
+    ScheduleData *FirstInBundle;
+
+    /// Single linked list of all instructions in a bundle. Null if it is a
+    /// single instruction.
+    ScheduleData *NextInBundle;
+
+    /// Single linked list of all memory instructions (e.g. load, store, call)
+    /// in the block - until the end of the scheduling region.
+    ScheduleData *NextLoadStore;
+
+    /// The dependent memory instructions.
+    /// This list is derived on demand in calculateDependencies().
+    SmallVector<ScheduleData *, 4> MemoryDependencies;
+
+    /// This ScheduleData is in the current scheduling region if this matches
+    /// the current SchedulingRegionID of BlockScheduling.
+    int SchedulingRegionID;
+
+    /// Used for getting a "good" final ordering of instructions.
+    int SchedulingPriority;
+
+    /// The number of dependencies. Constitutes of the number of users of the
+    /// instruction plus the number of dependent memory instructions (if any).
+    /// This value is calculated on demand.
+    /// If InvalidDeps, the number of dependencies is not calculated yet.
+    ///
+    int Dependencies;
+
+    /// The number of dependencies minus the number of dependencies of scheduled
+    /// instructions. As soon as this is zero, the instruction/bundle gets ready
+    /// for scheduling.
+    /// Note that this is negative as long as Dependencies is not calculated.
+    int UnscheduledDeps;
+
+    /// The sum of UnscheduledDeps in a bundle. Equals to UnscheduledDeps for
+    /// single instructions.
+    int UnscheduledDepsInBundle;
+
+    /// True if this instruction is scheduled (or considered as scheduled in the
+    /// dry-run).
+    bool IsScheduled;
+  };
+
+#ifndef NDEBUG
+  friend raw_ostream &operator<<(raw_ostream &os,
+                                 const BoUpSLP::ScheduleData &SD);
+#endif
+
+  /// Contains all scheduling data for a basic block.
+  ///
+  struct BlockScheduling {
+
+    BlockScheduling(BasicBlock *BB)
+        : BB(BB), ChunkSize(BB->size()), ChunkPos(ChunkSize),
+          ScheduleStart(nullptr), ScheduleEnd(nullptr),
+          FirstLoadStoreInRegion(nullptr), LastLoadStoreInRegion(nullptr),
+          // Make sure that the initial SchedulingRegionID is greater than the
+          // initial SchedulingRegionID in ScheduleData (which is 0).
+          SchedulingRegionID(1) {}
+
+    void clear() {
+      ReadyInsts.clear();
+      ScheduleStart = nullptr;
+      ScheduleEnd = nullptr;
+      FirstLoadStoreInRegion = nullptr;
+      LastLoadStoreInRegion = nullptr;
+
+      // Make a new scheduling region, i.e. all existing ScheduleData is not
+      // in the new region yet.
+      ++SchedulingRegionID;
+    }
+
+    ScheduleData *getScheduleData(Value *V) {
+      ScheduleData *SD = ScheduleDataMap[V];
+      if (SD && SD->SchedulingRegionID == SchedulingRegionID)
+        return SD;
+      return nullptr;
+    }
+
+    bool isInSchedulingRegion(ScheduleData *SD) {
+      return SD->SchedulingRegionID == SchedulingRegionID;
+    }
+
+    /// Marks an instruction as scheduled and puts all dependent ready
+    /// instructions into the ready-list.
+    template <typename ReadyListType>
+    void schedule(ScheduleData *SD, ReadyListType &ReadyList) {
+      SD->IsScheduled = true;
+      DEBUG(dbgs() << "SLP:   schedule " << *SD << "\n");
+
+      ScheduleData *BundleMember = SD;
+      while (BundleMember) {
+        // Handle the def-use chain dependencies.
+        for (Use &U : BundleMember->Inst->operands()) {
+          ScheduleData *OpDef = getScheduleData(U.get());
+          if (OpDef && OpDef->hasValidDependencies() &&
+              OpDef->incrementUnscheduledDeps(-1) == 0) {
+            // There are no more unscheduled dependencies after decrementing,
+            // so we can put the dependent instruction into the ready list.
+            ScheduleData *DepBundle = OpDef->FirstInBundle;
+            assert(!DepBundle->IsScheduled &&
+                   "already scheduled bundle gets ready");
+            ReadyList.insert(DepBundle);
+            DEBUG(dbgs() << "SLP:    gets ready (def): " << *DepBundle << "\n");
+          }
+        }
+        // Handle the memory dependencies.
+        for (ScheduleData *MemoryDepSD : BundleMember->MemoryDependencies) {
+          if (MemoryDepSD->incrementUnscheduledDeps(-1) == 0) {
+            // There are no more unscheduled dependencies after decrementing,
+            // so we can put the dependent instruction into the ready list.
+            ScheduleData *DepBundle = MemoryDepSD->FirstInBundle;
+            assert(!DepBundle->IsScheduled &&
+                   "already scheduled bundle gets ready");
+            ReadyList.insert(DepBundle);
+            DEBUG(dbgs() << "SLP:    gets ready (mem): " << *DepBundle << "\n");
+          }
+        }
+        BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
+      }
+    }
+
+    /// Put all instructions into the ReadyList which are ready for scheduling.
+    template <typename ReadyListType>
+    void initialFillReadyList(ReadyListType &ReadyList) {
+      for (auto *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
+        ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
+        if (SD->isSchedulingEntity() && SD->isReady()) {
+          ReadyList.insert(SD);
+          DEBUG(dbgs() << "SLP:    initially in ready list: " << *I << "\n");
+        }
+      }
+    }
+
+    /// Checks if a bundle of instructions can be scheduled, i.e. has no
+    /// cyclic dependencies. This is only a dry-run, no instructions are
+    /// actually moved at this stage.
+    bool tryScheduleBundle(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP *SLP);
+
+    /// Un-bundles a group of instructions.
+    void cancelScheduling(ArrayRef<Value *> VL);
+
+    /// Extends the scheduling region so that V is inside the region.
+    void extendSchedulingRegion(Value *V);
+
+    /// Initialize the ScheduleData structures for new instructions in the
+    /// scheduling region.
+    void initScheduleData(Instruction *FromI, Instruction *ToI,
+                          ScheduleData *PrevLoadStore,
+                          ScheduleData *NextLoadStore);
+
+    /// Updates the dependency information of a bundle and of all instructions/
+    /// bundles which depend on the original bundle.
+    void calculateDependencies(ScheduleData *SD, bool InsertInReadyList,
+                               BoUpSLP *SLP);
+
+    /// Sets all instruction in the scheduling region to un-scheduled.
+    void resetSchedule();
+
+    BasicBlock *BB;
+
+    /// Simple memory allocation for ScheduleData.
+    std::vector<std::unique_ptr<ScheduleData[]>> ScheduleDataChunks;
+
+    /// The size of a ScheduleData array in ScheduleDataChunks.
+    int ChunkSize;
+
+    /// The allocator position in the current chunk, which is the last entry
+    /// of ScheduleDataChunks.
+    int ChunkPos;
+
+    /// Attaches ScheduleData to Instruction.
+    /// Note that the mapping survives during all vectorization iterations, i.e.
+    /// ScheduleData structures are recycled.
+    DenseMap<Value *, ScheduleData *> ScheduleDataMap;
+
+    struct ReadyList : SmallVector<ScheduleData *, 8> {
+      void insert(ScheduleData *SD) { push_back(SD); }
+    };
+
+    /// The ready-list for scheduling (only used for the dry-run).
+    ReadyList ReadyInsts;
+
+    /// The first instruction of the scheduling region.
+    Instruction *ScheduleStart;
+
+    /// The first instruction _after_ the scheduling region.
+    Instruction *ScheduleEnd;
+
+    /// The first memory accessing instruction in the scheduling region
+    /// (can be null).
+    ScheduleData *FirstLoadStoreInRegion;
+
+    /// The last memory accessing instruction in the scheduling region
+    /// (can be null).
+    ScheduleData *LastLoadStoreInRegion;
+
+    /// The ID of the scheduling region. For a new vectorization iteration this
+    /// is incremented which "removes" all ScheduleData from the region.
+    int SchedulingRegionID;
+  };
+
+  /// Attaches the BlockScheduling structures to basic blocks.
+  DenseMap<BasicBlock *, std::unique_ptr<BlockScheduling>> BlocksSchedules;
+
+  /// Performs the "real" scheduling. Done before vectorization is actually
+  /// performed in a basic block.
+  void scheduleBlock(BlockScheduling *BS);
 
   /// List of users to ignore during scheduling and that don't need extracting.
   ArrayRef<Value *> UserIgnoreList;
 
+  // Number of load-bundles, which contain consecutive loads.
+  int NumLoadsWantToKeepOrder;
+
+  // Number of load-bundles of size 2, which are consecutive loads if reversed.
+  int NumLoadsWantToChangeOrder;
+
   // Analysis and block reference.
   Function *F;
   ScalarEvolution *SE;
@@ -589,6 +924,13 @@ private:
   IRBuilder<> Builder;
 };
 
+#ifndef NDEBUG
+raw_ostream &operator<<(raw_ostream &os, const BoUpSLP::ScheduleData &SD) {
+  SD.dump(os);
+  return os;
+}
+#endif
+
 void BoUpSLP::buildTree(ArrayRef<Value *> Roots,
                         ArrayRef<Value *> UserIgnoreLst) {
   deleteTree();
@@ -612,18 +954,27 @@ void BoUpSLP::buildTree(ArrayRef<Value *> Roots,
       for (User *U : Scalar->users()) {
         DEBUG(dbgs() << "SLP: Checking user:" << *U << ".\n");
 
-        // Skip in-tree scalars that become vectors.
-        if (ScalarToTreeEntry.count(U)) {
-          DEBUG(dbgs() << "SLP: \tInternal user will be removed:" <<
-                *U << ".\n");
-          int Idx = ScalarToTreeEntry[U]; (void) Idx;
-          assert(!VectorizableTree[Idx].NeedToGather && "Bad state");
-          continue;
-        }
         Instruction *UserInst = dyn_cast<Instruction>(U);
         if (!UserInst)
           continue;
 
+        // Skip in-tree scalars that become vectors
+        if (ScalarToTreeEntry.count(U)) {
+          int Idx = ScalarToTreeEntry[U];
+          TreeEntry *UseEntry = &VectorizableTree[Idx];
+          Value *UseScalar = UseEntry->Scalars[0];
+          // Some in-tree scalars will remain as scalar in vectorized
+          // instructions. If that is the case, the one in Lane 0 will
+          // be used.
+          if (UseScalar != U ||
+              !InTreeUserNeedToExtract(Scalar, UserInst, TLI)) {
+            DEBUG(dbgs() << "SLP: \tInternal user will be removed:" << *U
+                         << ".\n");
+            assert(!VectorizableTree[Idx].NeedToGather && "Bad state");
+            continue;
+          }
+        }
+
         // Ignore users in the user ignore list.
         if (std::find(UserIgnoreList.begin(), UserIgnoreList.end(), UserInst) !=
             UserIgnoreList.end())
@@ -683,6 +1034,16 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
   // We now know that this is a vector of instructions of the same type from
   // the same block.
 
+  // Don't vectorize ephemeral values.
+  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
+    if (EphValues.count(VL[i])) {
+      DEBUG(dbgs() << "SLP: The instruction (" << *VL[i] <<
+            ") is ephemeral.\n");
+      newTreeEntry(VL, false);
+      return;
+    }
+  }
+
   // Check if this is a duplicate of another entry.
   if (ScalarToTreeEntry.count(VL[0])) {
     int Idx = ScalarToTreeEntry[VL[0]];
@@ -709,11 +1070,11 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
     }
   }
 
-  // If any of the scalars appears in the table OR it is marked as a value that
-  // needs to stat scalar then we need to gather the scalars.
+  // If any of the scalars is marked as a value that needs to stay scalar then
+  // we need to gather the scalars.
   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
-    if (ScalarToTreeEntry.count(VL[i]) || MustGather.count(VL[i])) {
-      DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to gathered scalar. \n");
+    if (MustGather.count(VL[i])) {
+      DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to gathered scalar.\n");
       newTreeEntry(VL, false);
       return;
     }
@@ -722,69 +1083,16 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
   // Check that all of the users of the scalars that we want to vectorize are
   // schedulable.
   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
-  int MyLastIndex = getLastIndex(VL);
   BasicBlock *BB = cast<Instruction>(VL0)->getParent();
 
-  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i != e; ++i) {
-    Instruction *Scalar = cast<Instruction>(VL[i]);
-    DEBUG(dbgs() << "SLP: Checking users of  " << *Scalar << ". \n");
-    for (User *U : Scalar->users()) {
-      DEBUG(dbgs() << "SLP: \tUser " << *U << ". \n");
-      Instruction *UI = dyn_cast<Instruction>(U);
-      if (!UI) {
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due unknown user. \n");
-        newTreeEntry(VL, false);
-        return;
-      }
-
-      // We don't care if the user is in a different basic block.
-      BasicBlock *UserBlock = UI->getParent();
-      if (UserBlock != BB) {
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: User from a different basic block "
-              << *UI << ". \n");
-        continue;
-      }
-
-      // If this is a PHINode within this basic block then we can place the
-      // extract wherever we want.
-      if (isa<PHINode>(*UI)) {
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: \tWe can schedule PHIs:" << *UI << ". \n");
-        continue;
-      }
-
-      // Check if this is a safe in-tree user.
-      if (ScalarToTreeEntry.count(UI)) {
-        int Idx = ScalarToTreeEntry[UI];
-        int VecLocation = VectorizableTree[Idx].LastScalarIndex;
-        if (VecLocation <= MyLastIndex) {
-          DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering due to unschedulable vector. \n");
-          newTreeEntry(VL, false);
-          return;
-        }
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: In-tree user (" << *UI << ") at #" <<
-              VecLocation << " vector value (" << *Scalar << ") at #"
-              << MyLastIndex << ".\n");
-        continue;
-      }
-
-      // Ignore users in the user ignore list.
-      if (std::find(UserIgnoreList.begin(), UserIgnoreList.end(), UI) !=
-          UserIgnoreList.end())
-        continue;
-
-      // Make sure that we can schedule this unknown user.
-      BlockNumbering &BN = getBlockNumbering(BB);
-      int UserIndex = BN.getIndex(UI);
-      if (UserIndex < MyLastIndex) {
-
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: Can't schedule extractelement for "
-              << *UI << ". \n");
-        newTreeEntry(VL, false);
-        return;
-      }
-    }
+  if (!DT->isReachableFromEntry(BB)) {
+    // Don't go into unreachable blocks. They may contain instructions with
+    // dependency cycles which confuse the final scheduling.
+    DEBUG(dbgs() << "SLP: bundle in unreachable block.\n");
+    newTreeEntry(VL, false);
+    return;
   }
-
+  
   // Check that every instructions appears once in this bundle.
   for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i)
     for (unsigned j = i+1; j < e; ++j)
@@ -794,38 +1102,19 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         return;
       }
 
-  // Check that instructions in this bundle don't reference other instructions.
-  // The runtime of this check is O(N * N-1 * uses(N)) and a typical N is 4.
-  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
-    for (User *U : VL[i]->users()) {
-      for (unsigned j = 0; j < e; ++j) {
-        if (i != j && U == VL[j]) {
-          DEBUG(dbgs() << "SLP: Intra-bundle dependencies!" << *U << ". \n");
-          newTreeEntry(VL, false);
-          return;
-        }
-      }
-    }
+  auto &BSRef = BlocksSchedules[BB];
+  if (!BSRef) {
+    BSRef = llvm::make_unique<BlockScheduling>(BB);
   }
+  BlockScheduling &BS = *BSRef.get();
 
-  DEBUG(dbgs() << "SLP: We are able to schedule this bundle.\n");
-
-  // Check if it is safe to sink the loads or the stores.
-  if (Opcode == Instruction::Load || Opcode == Instruction::Store) {
-    Instruction *Last = getLastInstruction(VL);
-
-    for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i) {
-      if (VL[i] == Last)
-        continue;
-      Value *Barrier = getSinkBarrier(cast<Instruction>(VL[i]), Last);
-      if (Barrier) {
-        DEBUG(dbgs() << "SLP: Can't sink " << *VL[i] << "\n down to " << *Last
-              << "\n because of " << *Barrier << ".  Gathering.\n");
-        newTreeEntry(VL, false);
-        return;
-      }
-    }
+  if (!BS.tryScheduleBundle(VL, this)) {
+    DEBUG(dbgs() << "SLP: We are not able to schedule this bundle!\n");
+    BS.cancelScheduling(VL);
+    newTreeEntry(VL, false);
+    return;
   }
+  DEBUG(dbgs() << "SLP: We are able to schedule this bundle.\n");
 
   switch (Opcode) {
     case Instruction::PHI: {
@@ -838,6 +1127,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
               cast<PHINode>(VL[j])->getIncomingValueForBlock(PH->getIncomingBlock(i)));
           if (Term) {
             DEBUG(dbgs() << "SLP: Need to swizzle PHINodes (TerminatorInst use).\n");
+            BS.cancelScheduling(VL);
             newTreeEntry(VL, false);
             return;
           }
@@ -861,6 +1151,8 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       bool Reuse = CanReuseExtract(VL);
       if (Reuse) {
         DEBUG(dbgs() << "SLP: Reusing extract sequence.\n");
+      } else {
+        BS.cancelScheduling(VL);
       }
       newTreeEntry(VL, Reuse);
       return;
@@ -869,12 +1161,23 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       // Check if the loads are consecutive or of we need to swizzle them.
       for (unsigned i = 0, e = VL.size() - 1; i < e; ++i) {
         LoadInst *L = cast<LoadInst>(VL[i]);
-        if (!L->isSimple() || !isConsecutiveAccess(VL[i], VL[i + 1])) {
+        if (!L->isSimple()) {
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
-          DEBUG(dbgs() << "SLP: Need to swizzle loads.\n");
+          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])) {
+            ++NumLoadsWantToChangeOrder;
+          }
+          BS.cancelScheduling(VL);
+          newTreeEntry(VL, false);
+          DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering non-consecutive loads.\n");
           return;
         }
       }
+      ++NumLoadsWantToKeepOrder;
       newTreeEntry(VL, true);
       DEBUG(dbgs() << "SLP: added a vector of loads.\n");
       return;
@@ -895,6 +1198,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       for (unsigned i = 0; i < VL.size(); ++i) {
         Type *Ty = cast<Instruction>(VL[i])->getOperand(0)->getType();
         if (Ty != SrcTy || Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy()) {
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering casts with different src types.\n");
           return;
@@ -922,6 +1226,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         CmpInst *Cmp = cast<CmpInst>(VL[i]);
         if (Cmp->getPredicate() != P0 ||
             Cmp->getOperand(0)->getType() != ComparedTy) {
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering cmp with different predicate.\n");
           return;
@@ -968,20 +1273,8 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       if (isa<BinaryOperator>(VL0) && VL0->isCommutative()) {
         ValueList Left, Right;
         reorderInputsAccordingToOpcode(VL, Left, Right);
-        BasicBlock *LeftBB = getSameBlock(Left);
-        BasicBlock *RightBB = getSameBlock(Right);
-        // If we have common uses on separate paths in the tree make sure we
-        // process the one with greater common depth first.
-        // We can use block numbering to determine the subtree traversal as
-        // earler user has to come in between the common use and the later user.
-        if (LeftBB && RightBB && LeftBB == RightBB &&
-            getLastIndex(Right) > getLastIndex(Left)) {
-          buildTree_rec(Right, Depth + 1);
-          buildTree_rec(Left, Depth + 1);
-        } else {
-          buildTree_rec(Left, Depth + 1);
-          buildTree_rec(Right, Depth + 1);
-        }
+        buildTree_rec(Left, Depth + 1);
+        buildTree_rec(Right, Depth + 1);
         return;
       }
 
@@ -1000,6 +1293,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j) {
         if (cast<Instruction>(VL[j])->getNumOperands() != 2) {
           DEBUG(dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (nested indexes).\n");
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           return;
         }
@@ -1012,6 +1306,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         Type *CurTy = cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(0)->getType();
         if (Ty0 != CurTy) {
           DEBUG(dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (different types).\n");
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           return;
         }
@@ -1023,6 +1318,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         if (!isa<ConstantInt>(Op)) {
           DEBUG(
               dbgs() << "SLP: not-vectorizable GEP (non-constant indexes).\n");
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           return;
         }
@@ -1044,6 +1340,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       // 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])) {
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-consecutive store.\n");
           return;
@@ -1056,8 +1353,6 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       for (unsigned j = 0; j < VL.size(); ++j)
         Operands.push_back(cast<Instruction>(VL[j])->getOperand(0));
 
-      // We can ignore these values because we are sinking them down.
-      MemBarrierIgnoreList.insert(VL.begin(), VL.end());
       buildTree_rec(Operands, Depth + 1);
       return;
     }
@@ -1068,6 +1363,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       // represented by an intrinsic call
       Intrinsic::ID ID = getIntrinsicIDForCall(CI, TLI);
       if (!isTriviallyVectorizable(ID)) {
+        BS.cancelScheduling(VL);
         newTreeEntry(VL, false);
         DEBUG(dbgs() << "SLP: Non-vectorizable call.\n");
         return;
@@ -1080,6 +1376,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         CallInst *CI2 = dyn_cast<CallInst>(VL[i]);
         if (!CI2 || CI2->getCalledFunction() != Int ||
             getIntrinsicIDForCall(CI2, TLI) != ID) {
+          BS.cancelScheduling(VL);
           newTreeEntry(VL, false);
           DEBUG(dbgs() << "SLP: mismatched calls:" << *CI << "!=" << *VL[i]
                        << "\n");
@@ -1090,6 +1387,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
         if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(ID, 1)) {
           Value *A1J = CI2->getArgOperand(1);
           if (A1I != A1J) {
+            BS.cancelScheduling(VL);
             newTreeEntry(VL, false);
             DEBUG(dbgs() << "SLP: mismatched arguments in call:" << *CI
                          << " argument "<< A1I<<"!=" << A1J
@@ -1115,6 +1413,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       // If this is not an alternate sequence of opcode like add-sub
       // then do not vectorize this instruction.
       if (!isAltShuffle) {
+        BS.cancelScheduling(VL);
         newTreeEntry(VL, false);
         DEBUG(dbgs() << "SLP: ShuffleVector are not vectorized.\n");
         return;
@@ -1132,6 +1431,7 @@ void BoUpSLP::buildTree_rec(ArrayRef<Value *> VL, unsigned Depth) {
       return;
     }
     default:
+      BS.cancelScheduling(VL);
       newTreeEntry(VL, false);
       DEBUG(dbgs() << "SLP: Gathering unknown instruction.\n");
       return;
@@ -1234,6 +1534,10 @@ int BoUpSLP::getEntryCost(TreeEntry *E) {
             TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
         TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
             TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
+        TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op1VP =
+            TargetTransformInfo::OP_None;
+        TargetTransformInfo::OperandValueProperties Op2VP =
+            TargetTransformInfo::OP_None;
 
         // If all operands are exactly the same ConstantInt then set the
         // operand kind to OK_UniformConstantValue.
@@ -1255,11 +1559,17 @@ int BoUpSLP::getEntryCost(TreeEntry *E) {
               CInt != cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
             Op2VK = TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue;
         }
+        // FIXME: Currently cost of model modification for division by
+        // power of 2 is handled only for X86. Add support for other targets.
+        if (Op2VK == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue && CInt &&
+            CInt->getValue().isPowerOf2())
+          Op2VP = TargetTransformInfo::OP_PowerOf2;
 
-        ScalarCost =
-            VecTy->getNumElements() *
-            TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, ScalarTy, Op1VK, Op2VK);
-        VecCost = TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, VecTy, Op1VK, Op2VK);
+        ScalarCost = VecTy->getNumElements() *
+                     TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, ScalarTy, Op1VK, Op2VK,
+                                                 Op1VP, Op2VP);
+        VecCost = TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, VecTy, Op1VK, Op2VK,
+                                              Op1VP, Op2VP);
       }
       return VecCost - ScalarCost;
     }
@@ -1364,6 +1674,68 @@ bool BoUpSLP::isFullyVectorizableTinyTree() {
   return true;
 }
 
+int BoUpSLP::getSpillCost() {
+  // Walk from the bottom of the tree to the top, tracking which values are
+  // live. When we see a call instruction that is not part of our tree,
+  // query TTI to see if there is a cost to keeping values live over it
+  // (for example, if spills and fills are required).
+  unsigned BundleWidth = VectorizableTree.front().Scalars.size();
+  int Cost = 0;
+
+  SmallPtrSet<Instruction*, 4> LiveValues;
+  Instruction *PrevInst = nullptr; 
+
+  for (unsigned N = 0; N < VectorizableTree.size(); ++N) {
+    Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(VectorizableTree[N].Scalars[0]);
+    if (!Inst)
+      continue;
+
+    if (!PrevInst) {
+      PrevInst = Inst;
+      continue;
+    }
+
+    DEBUG(
+      dbgs() << "SLP: #LV: " << LiveValues.size();
+      for (auto *X : LiveValues)
+        dbgs() << " " << X->getName();
+      dbgs() << ", Looking at ";
+      Inst->dump();
+      );
+
+    // Update LiveValues.
+    LiveValues.erase(PrevInst);
+    for (auto &J : PrevInst->operands()) {
+      if (isa<Instruction>(&*J) && ScalarToTreeEntry.count(&*J))
+        LiveValues.insert(cast<Instruction>(&*J));
+    }    
+
+    // Now find the sequence of instructions between PrevInst and Inst.
+    BasicBlock::reverse_iterator InstIt(Inst), PrevInstIt(PrevInst);
+    --PrevInstIt;
+    while (InstIt != PrevInstIt) {
+      if (PrevInstIt == PrevInst->getParent()->rend()) {
+        PrevInstIt = Inst->getParent()->rbegin();
+        continue;
+      }
+
+      if (isa<CallInst>(&*PrevInstIt) && &*PrevInstIt != PrevInst) {
+        SmallVector<Type*, 4> V;
+        for (auto *II : LiveValues)
+          V.push_back(VectorType::get(II->getType(), BundleWidth));
+        Cost += TTI->getCostOfKeepingLiveOverCall(V);
+      }
+
+      ++PrevInstIt;
+    }
+
+    PrevInst = Inst;
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "SLP: SpillCost=" << Cost << "\n");
+  return Cost;
+}
+
 int BoUpSLP::getTreeCost() {
   int Cost = 0;
   DEBUG(dbgs() << "SLP: Calculating cost for tree of size " <<
@@ -1391,7 +1763,13 @@ int BoUpSLP::getTreeCost() {
   for (UserList::iterator I = ExternalUses.begin(), E = ExternalUses.end();
        I != E; ++I) {
     // We only add extract cost once for the same scalar.
-    if (!ExtractCostCalculated.insert(I->Scalar))
+    if (!ExtractCostCalculated.insert(I->Scalar).second)
+      continue;
+
+    // Uses by ephemeral values are free (because the ephemeral value will be
+    // removed prior to code generation, and so the extraction will be
+    // removed as well).
+    if (EphValues.count(I->User))
       continue;
 
     VectorType *VecTy = VectorType::get(I->Scalar->getType(), BundleWidth);
@@ -1399,6 +1777,8 @@ int BoUpSLP::getTreeCost() {
                                            I->Lane);
   }
 
+  Cost += getSpillCost();
+
   DEBUG(dbgs() << "SLP: Total Cost " << Cost + ExtractCost<< ".\n");
   return  Cost + ExtractCost;
 }
@@ -1420,14 +1800,6 @@ int BoUpSLP::getGatherCost(ArrayRef<Value *> VL) {
   return getGatherCost(VecTy);
 }
 
-AliasAnalysis::Location BoUpSLP::getLocation(Instruction *I) {
-  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
-    return AA->getLocation(SI);
-  if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
-    return AA->getLocation(LI);
-  return AliasAnalysis::Location();
-}
-
 Value *BoUpSLP::getPointerOperand(Value *I) {
   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
     return LI->getPointerOperand();
@@ -1485,59 +1857,9 @@ bool BoUpSLP::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B) {
   return X == PtrSCEVB;
 }
 
-Value *BoUpSLP::getSinkBarrier(Instruction *Src, Instruction *Dst) {
-  assert(Src->getParent() == Dst->getParent() && "Not the same BB");
-  BasicBlock::iterator I = Src, E = Dst;
-  /// Scan all of the instruction from SRC to DST and check if
-  /// the source may alias.
-  for (++I; I != E; ++I) {
-    // Ignore store instructions that are marked as 'ignore'.
-    if (MemBarrierIgnoreList.count(I))
-      continue;
-    if (Src->mayWriteToMemory()) /* Write */ {
-      if (!I->mayReadOrWriteMemory())
-        continue;
-    } else /* Read */ {
-      if (!I->mayWriteToMemory())
-        continue;
-    }
-    AliasAnalysis::Location A = getLocation(&*I);
-    AliasAnalysis::Location B = getLocation(Src);
-
-    if (!A.Ptr || !B.Ptr || AA->alias(A, B))
-      return I;
-  }
-  return nullptr;
-}
-
-int BoUpSLP::getLastIndex(ArrayRef<Value *> VL) {
-  BasicBlock *BB = cast<Instruction>(VL[0])->getParent();
-  assert(BB == getSameBlock(VL) && "Invalid block");
-  BlockNumbering &BN = getBlockNumbering(BB);
-
-  int MaxIdx = BN.getIndex(BB->getFirstNonPHI());
-  for (unsigned i = 0, e = VL.size(); i < e; ++i)
-    MaxIdx = std::max(MaxIdx, BN.getIndex(cast<Instruction>(VL[i])));
-  return MaxIdx;
-}
-
-Instruction *BoUpSLP::getLastInstruction(ArrayRef<Value *> VL) {
-  BasicBlock *BB = cast<Instruction>(VL[0])->getParent();
-  assert(BB == getSameBlock(VL) && "Invalid block");
-  BlockNumbering &BN = getBlockNumbering(BB);
-
-  int MaxIdx = BN.getIndex(cast<Instruction>(VL[0]));
-  for (unsigned i = 1, e = VL.size(); i < e; ++i)
-    MaxIdx = std::max(MaxIdx, BN.getIndex(cast<Instruction>(VL[i])));
-  Instruction *I = BN.getInstruction(MaxIdx);
-  assert(I && "bad location");
-  return I;
-}
-
 void BoUpSLP::setInsertPointAfterBundle(ArrayRef<Value *> VL) {
   Instruction *VL0 = cast<Instruction>(VL[0]);
-  Instruction *LastInst = getLastInstruction(VL);
-  BasicBlock::iterator NextInst = LastInst;
+  BasicBlock::iterator NextInst = VL0;
   ++NextInst;
   Builder.SetInsertPoint(VL0->getParent(), NextInst);
   Builder.SetCurrentDebugLocation(VL0->getDebugLoc());
@@ -1620,6 +1942,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
     setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
     return Gather(E->Scalars, VecTy);
   }
+
   unsigned Opcode = getSameOpcode(E->Scalars);
 
   switch (Opcode) {
@@ -1638,7 +1961,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         ValueList Operands;
         BasicBlock *IBB = PH->getIncomingBlock(i);
 
-        if (!VisitedBBs.insert(IBB)) {
+        if (!VisitedBBs.insert(IBB).second) {
           NewPhi->addIncoming(NewPhi->getIncomingValueForBlock(IBB), IBB);
           continue;
         }
@@ -1693,6 +2016,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(VL0);
       Value *V = Builder.CreateCast(CI->getOpcode(), InVec, VecTy);
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
       return V;
     }
     case Instruction::FCmp:
@@ -1719,6 +2043,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         V = Builder.CreateICmp(P0, L, R);
 
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
       return V;
     }
     case Instruction::Select: {
@@ -1740,6 +2065,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
 
       Value *V = Builder.CreateSelect(Cond, True, False);
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
       return V;
     }
     case Instruction::Add:
@@ -1784,6 +2110,8 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       BinaryOperator *BinOp = cast<BinaryOperator>(VL0);
       Value *V = Builder.CreateBinOp(BinOp->getOpcode(), LHS, RHS);
       E->VectorizedValue = V;
+      propagateIRFlags(E->VectorizedValue, E->Scalars);
+      ++NumVectorInstructions;
 
       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
@@ -1796,16 +2124,26 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
 
       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(VL0);
+      Type *ScalarLoadTy = LI->getType();
       unsigned AS = LI->getPointerAddressSpace();
 
       Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(LI->getPointerOperand(),
                                             VecTy->getPointerTo(AS));
+
+      // The pointer operand uses an in-tree scalar so we add the new BitCast to
+      // ExternalUses list to make sure that an extract will be generated in the
+      // future.
+      if (ScalarToTreeEntry.count(LI->getPointerOperand()))
+        ExternalUses.push_back(
+            ExternalUser(LI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
+
       unsigned Alignment = LI->getAlignment();
       LI = Builder.CreateLoad(VecPtr);
       if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(LI->getPointerOperand()->getType());
+        Alignment = DL->getABITypeAlignment(ScalarLoadTy);
       LI->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = LI;
+      ++NumVectorInstructions;
       return propagateMetadata(LI, E->Scalars);
     }
     case Instruction::Store: {
@@ -1823,10 +2161,19 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       Value *VecPtr = Builder.CreateBitCast(SI->getPointerOperand(),
                                             VecTy->getPointerTo(AS));
       StoreInst *S = Builder.CreateStore(VecValue, VecPtr);
+
+      // The pointer operand uses an in-tree scalar so we add the new BitCast to
+      // ExternalUses list to make sure that an extract will be generated in the
+      // future.
+      if (ScalarToTreeEntry.count(SI->getPointerOperand()))
+        ExternalUses.push_back(
+            ExternalUser(SI->getPointerOperand(), cast<User>(VecPtr), 0));
+
       if (!Alignment)
-        Alignment = DL->getABITypeAlignment(SI->getPointerOperand()->getType());
+        Alignment = DL->getABITypeAlignment(SI->getValueOperand()->getType());
       S->setAlignment(Alignment);
       E->VectorizedValue = S;
+      ++NumVectorInstructions;
       return propagateMetadata(S, E->Scalars);
     }
     case Instruction::GetElementPtr: {
@@ -1851,6 +2198,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
 
       Value *V = Builder.CreateGEP(Op0, OpVecs);
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
 
       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
@@ -1862,6 +2210,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       setInsertPointAfterBundle(E->Scalars);
       Function *FI;
       Intrinsic::ID IID  = Intrinsic::not_intrinsic;
+      Value *ScalarArg = nullptr;
       if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
         IID = (Intrinsic::ID) FI->getIntrinsicID();
       }
@@ -1872,6 +2221,7 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
         // a scalar. This argument should not be vectorized.
         if (hasVectorInstrinsicScalarOpd(IID, 1) && j == 1) {
           CallInst *CEI = cast<CallInst>(E->Scalars[0]);
+          ScalarArg = CEI->getArgOperand(j);
           OpVecs.push_back(CEI->getArgOperand(j));
           continue;
         }
@@ -1890,7 +2240,15 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       Type *Tys[] = { VectorType::get(CI->getType(), E->Scalars.size()) };
       Function *CF = Intrinsic::getDeclaration(M, ID, Tys);
       Value *V = Builder.CreateCall(CF, OpVecs);
+
+      // The scalar argument uses an in-tree scalar so we add the new vectorized
+      // call to ExternalUses list to make sure that an extract will be
+      // generated in the future.
+      if (ScalarArg && ScalarToTreeEntry.count(ScalarArg))
+        ExternalUses.push_back(ExternalUser(ScalarArg, cast<User>(V), 0));
+
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
       return V;
     }
     case Instruction::ShuffleVector: {
@@ -1916,21 +2274,29 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
       BinaryOperator *BinOp1 = cast<BinaryOperator>(VL1);
       Value *V1 = Builder.CreateBinOp(BinOp1->getOpcode(), LHS, RHS);
 
-      // Create appropriate shuffle to take alternative operations from
-      // the vector.
-      std::vector<Constant *> Mask(E->Scalars.size());
+      // Create shuffle to take alternate operations from the vector.
+      // Also, gather up odd and even scalar ops to propagate IR flags to
+      // each vector operation.
+      ValueList OddScalars, EvenScalars;
       unsigned e = E->Scalars.size();
+      SmallVector<Constant *, 8> Mask(e);
       for (unsigned i = 0; i < e; ++i) {
-        if (i & 1)
+        if (i & 1) {
           Mask[i] = Builder.getInt32(e + i);
-        else
+          OddScalars.push_back(E->Scalars[i]);
+        } else {
           Mask[i] = Builder.getInt32(i);
+          EvenScalars.push_back(E->Scalars[i]);
+        }
       }
 
       Value *ShuffleMask = ConstantVector::get(Mask);
+      propagateIRFlags(V0, EvenScalars);
+      propagateIRFlags(V1, OddScalars);
 
       Value *V = Builder.CreateShuffleVector(V0, V1, ShuffleMask);
       E->VectorizedValue = V;
+      ++NumVectorInstructions;
       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
         return propagateMetadata(I, E->Scalars);
 
@@ -1943,6 +2309,12 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree(TreeEntry *E) {
 }
 
 Value *BoUpSLP::vectorizeTree() {
+  
+  // All blocks must be scheduled before any instructions are inserted.
+  for (auto &BSIter : BlocksSchedules) {
+    scheduleBlock(BSIter.second.get());
+  }
+
   Builder.SetInsertPoint(F->getEntryBlock().begin());
   vectorizeTree(&VectorizableTree[0]);
 
@@ -2031,9 +2403,6 @@ Value *BoUpSLP::vectorizeTree() {
     }
   }
 
-  for (auto &BN : BlocksNumbers)
-    BN.second.forget();
-
   Builder.ClearInsertionPoint();
 
   return VectorizableTree[0].VectorizedValue;
@@ -2127,6 +2496,354 @@ void BoUpSLP::optimizeGatherSequence() {
   GatherSeq.clear();
 }
 
+// Groups the instructions to a bundle (which is then a single scheduling entity)
+// and schedules instructions until the bundle gets ready.
+bool BoUpSLP::BlockScheduling::tryScheduleBundle(ArrayRef<Value *> VL,
+                                                 BoUpSLP *SLP) {
+  if (isa<PHINode>(VL[0]))
+    return true;
+
+  // Initialize the instruction bundle.
+  Instruction *OldScheduleEnd = ScheduleEnd;
+  ScheduleData *PrevInBundle = nullptr;
+  ScheduleData *Bundle = nullptr;
+  bool ReSchedule = false;
+  DEBUG(dbgs() << "SLP:  bundle: " << *VL[0] << "\n");
+  for (Value *V : VL) {
+    extendSchedulingRegion(V);
+    ScheduleData *BundleMember = getScheduleData(V);
+    assert(BundleMember &&
+           "no ScheduleData for bundle member (maybe not in same basic block)");
+    if (BundleMember->IsScheduled) {
+      // A bundle member was scheduled as single instruction before and now
+      // needs to be scheduled as part of the bundle. We just get rid of the
+      // existing schedule.
+      DEBUG(dbgs() << "SLP:  reset schedule because " << *BundleMember
+                   << " was already scheduled\n");
+      ReSchedule = true;
+    }
+    assert(BundleMember->isSchedulingEntity() &&
+           "bundle member already part of other bundle");
+    if (PrevInBundle) {
+      PrevInBundle->NextInBundle = BundleMember;
+    } else {
+      Bundle = BundleMember;
+    }
+    BundleMember->UnscheduledDepsInBundle = 0;
+    Bundle->UnscheduledDepsInBundle += BundleMember->UnscheduledDeps;
+
+    // Group the instructions to a bundle.
+    BundleMember->FirstInBundle = Bundle;
+    PrevInBundle = BundleMember;
+  }
+  if (ScheduleEnd != OldScheduleEnd) {
+    // The scheduling region got new instructions at the lower end (or it is a
+    // new region for the first bundle). This makes it necessary to
+    // recalculate all dependencies.
+    // It is seldom that this needs to be done a second time after adding the
+    // initial bundle to the region.
+    for (auto *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
+      ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
+      SD->clearDependencies();
+    }
+    ReSchedule = true;
+  }
+  if (ReSchedule) {
+    resetSchedule();
+    initialFillReadyList(ReadyInsts);
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "SLP: try schedule bundle " << *Bundle << " in block "
+               << BB->getName() << "\n");
+
+  calculateDependencies(Bundle, true, SLP);
+
+  // Now try to schedule the new bundle. As soon as the bundle is "ready" it
+  // means that there are no cyclic dependencies and we can schedule it.
+  // Note that's important that we don't "schedule" the bundle yet (see
+  // cancelScheduling).
+  while (!Bundle->isReady() && !ReadyInsts.empty()) {
+
+    ScheduleData *pickedSD = ReadyInsts.back();
+    ReadyInsts.pop_back();
+
+    if (pickedSD->isSchedulingEntity() && pickedSD->isReady()) {
+      schedule(pickedSD, ReadyInsts);
+    }
+  }
+  return Bundle->isReady();
+}
+
+void BoUpSLP::BlockScheduling::cancelScheduling(ArrayRef<Value *> VL) {
+  if (isa<PHINode>(VL[0]))
+    return;
+
+  ScheduleData *Bundle = getScheduleData(VL[0]);
+  DEBUG(dbgs() << "SLP:  cancel scheduling of " << *Bundle << "\n");
+  assert(!Bundle->IsScheduled &&
+         "Can't cancel bundle which is already scheduled");
+  assert(Bundle->isSchedulingEntity() && Bundle->isPartOfBundle() &&
+         "tried to unbundle something which is not a bundle");
+
+  // Un-bundle: make single instructions out of the bundle.
+  ScheduleData *BundleMember = Bundle;
+  while (BundleMember) {
+    assert(BundleMember->FirstInBundle == Bundle && "corrupt bundle links");
+    BundleMember->FirstInBundle = BundleMember;
+    ScheduleData *Next = BundleMember->NextInBundle;
+    BundleMember->NextInBundle = nullptr;
+    BundleMember->UnscheduledDepsInBundle = BundleMember->UnscheduledDeps;
+    if (BundleMember->UnscheduledDepsInBundle == 0) {
+      ReadyInsts.insert(BundleMember);
+    }
+    BundleMember = Next;
+  }
+}
+
+void BoUpSLP::BlockScheduling::extendSchedulingRegion(Value *V) {
+  if (getScheduleData(V))
+    return;
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  assert(I && "bundle member must be an instruction");
+  assert(!isa<PHINode>(I) && "phi nodes don't need to be scheduled");
+  if (!ScheduleStart) {
+    // It's the first instruction in the new region.
+    initScheduleData(I, I->getNextNode(), nullptr, nullptr);
+    ScheduleStart = I;
+    ScheduleEnd = I->getNextNode();
+    assert(ScheduleEnd && "tried to vectorize a TerminatorInst?");
+    DEBUG(dbgs() << "SLP:  initialize schedule region to " << *I << "\n");
+    return;
+  }
+  // Search up and down at the same time, because we don't know if the new
+  // instruction is above or below the existing scheduling region.
+  BasicBlock::reverse_iterator UpIter(ScheduleStart);
+  BasicBlock::reverse_iterator UpperEnd = BB->rend();
+  BasicBlock::iterator DownIter(ScheduleEnd);
+  BasicBlock::iterator LowerEnd = BB->end();
+  for (;;) {
+    if (UpIter != UpperEnd) {
+      if (&*UpIter == I) {
+        initScheduleData(I, ScheduleStart, nullptr, FirstLoadStoreInRegion);
+        ScheduleStart = I;
+        DEBUG(dbgs() << "SLP:  extend schedule region start to " << *I << "\n");
+        return;
+      }
+      UpIter++;
+    }
+    if (DownIter != LowerEnd) {
+      if (&*DownIter == I) {
+        initScheduleData(ScheduleEnd, I->getNextNode(), LastLoadStoreInRegion,
+                         nullptr);
+        ScheduleEnd = I->getNextNode();
+        assert(ScheduleEnd && "tried to vectorize a TerminatorInst?");
+        DEBUG(dbgs() << "SLP:  extend schedule region end to " << *I << "\n");
+        return;
+      }
+      DownIter++;
+    }
+    assert((UpIter != UpperEnd || DownIter != LowerEnd) &&
+           "instruction not found in block");
+  }
+}
+
+void BoUpSLP::BlockScheduling::initScheduleData(Instruction *FromI,
+                                                Instruction *ToI,
+                                                ScheduleData *PrevLoadStore,
+                                                ScheduleData *NextLoadStore) {
+  ScheduleData *CurrentLoadStore = PrevLoadStore;
+  for (Instruction *I = FromI; I != ToI; I = I->getNextNode()) {
+    ScheduleData *SD = ScheduleDataMap[I];
+    if (!SD) {
+      // Allocate a new ScheduleData for the instruction.
+      if (ChunkPos >= ChunkSize) {
+        ScheduleDataChunks.push_back(
+            llvm::make_unique<ScheduleData[]>(ChunkSize));
+        ChunkPos = 0;
+      }
+      SD = &(ScheduleDataChunks.back()[ChunkPos++]);
+      ScheduleDataMap[I] = SD;
+      SD->Inst = I;
+    }
+    assert(!isInSchedulingRegion(SD) &&
+           "new ScheduleData already in scheduling region");
+    SD->init(SchedulingRegionID);
+
+    if (I->mayReadOrWriteMemory()) {
+      // Update the linked list of memory accessing instructions.
+      if (CurrentLoadStore) {
+        CurrentLoadStore->NextLoadStore = SD;
+      } else {
+        FirstLoadStoreInRegion = SD;
+      }
+      CurrentLoadStore = SD;
+    }
+  }
+  if (NextLoadStore) {
+    if (CurrentLoadStore)
+      CurrentLoadStore->NextLoadStore = NextLoadStore;
+  } else {
+    LastLoadStoreInRegion = CurrentLoadStore;
+  }
+}
+
+void BoUpSLP::BlockScheduling::calculateDependencies(ScheduleData *SD,
+                                                     bool InsertInReadyList,
+                                                     BoUpSLP *SLP) {
+  assert(SD->isSchedulingEntity());
+
+  SmallVector<ScheduleData *, 10> WorkList;
+  WorkList.push_back(SD);
+
+  while (!WorkList.empty()) {
+    ScheduleData *SD = WorkList.back();
+    WorkList.pop_back();
+
+    ScheduleData *BundleMember = SD;
+    while (BundleMember) {
+      assert(isInSchedulingRegion(BundleMember));
+      if (!BundleMember->hasValidDependencies()) {
+
+        DEBUG(dbgs() << "SLP:       update deps of " << *BundleMember << "\n");
+        BundleMember->Dependencies = 0;
+        BundleMember->resetUnscheduledDeps();
+
+        // Handle def-use chain dependencies.
+        for (User *U : BundleMember->Inst->users()) {
+          if (isa<Instruction>(U)) {
+            ScheduleData *UseSD = getScheduleData(U);
+            if (UseSD && isInSchedulingRegion(UseSD->FirstInBundle)) {
+              BundleMember->Dependencies++;
+              ScheduleData *DestBundle = UseSD->FirstInBundle;
+              if (!DestBundle->IsScheduled) {
+                BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
+              }
+              if (!DestBundle->hasValidDependencies()) {
+                WorkList.push_back(DestBundle);
+              }
+            }
+          } else {
+            // I'm not sure if this can ever happen. But we need to be safe.
+            // This lets the instruction/bundle never be scheduled and eventally
+            // disable vectorization.
+            BundleMember->Dependencies++;
+            BundleMember->incrementUnscheduledDeps(1);
+          }
+        }
+
+        // Handle the memory dependencies.
+        ScheduleData *DepDest = BundleMember->NextLoadStore;
+        if (DepDest) {
+          Instruction *SrcInst = BundleMember->Inst;
+          AliasAnalysis::Location SrcLoc = getLocation(SrcInst, SLP->AA);
+          bool SrcMayWrite = BundleMember->Inst->mayWriteToMemory();
+
+          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);
+                }
+              }
+            }
+            DepDest = DepDest->NextLoadStore;
+          }
+        }
+      }
+      BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
+    }
+    if (InsertInReadyList && SD->isReady()) {
+      ReadyInsts.push_back(SD);
+      DEBUG(dbgs() << "SLP:     gets ready on update: " << *SD->Inst << "\n");
+    }
+  }
+}
+
+void BoUpSLP::BlockScheduling::resetSchedule() {
+  assert(ScheduleStart &&
+         "tried to reset schedule on block which has not been scheduled");
+  for (Instruction *I = ScheduleStart; I != ScheduleEnd; I = I->getNextNode()) {
+    ScheduleData *SD = getScheduleData(I);
+    assert(isInSchedulingRegion(SD));
+    SD->IsScheduled = false;
+    SD->resetUnscheduledDeps();
+  }
+  ReadyInsts.clear();
+}
+
+void BoUpSLP::scheduleBlock(BlockScheduling *BS) {
+  
+  if (!BS->ScheduleStart)
+    return;
+  
+  DEBUG(dbgs() << "SLP: schedule block " << BS->BB->getName() << "\n");
+
+  BS->resetSchedule();
+
+  // For the real scheduling we use a more sophisticated ready-list: it is
+  // sorted by the original instruction location. This lets the final schedule
+  // be as  close as possible to the original instruction order.
+  struct ScheduleDataCompare {
+    bool operator()(ScheduleData *SD1, ScheduleData *SD2) {
+      return SD2->SchedulingPriority < SD1->SchedulingPriority;
+    }
+  };
+  std::set<ScheduleData *, ScheduleDataCompare> ReadyInsts;
+
+  // Ensure that all depencency data is updated and fill the ready-list with
+  // initial instructions.
+  int Idx = 0;
+  int NumToSchedule = 0;
+  for (auto *I = BS->ScheduleStart; I != BS->ScheduleEnd;
+       I = I->getNextNode()) {
+    ScheduleData *SD = BS->getScheduleData(I);
+    assert(
+        SD->isPartOfBundle() == (ScalarToTreeEntry.count(SD->Inst) != 0) &&
+        "scheduler and vectorizer have different opinion on what is a bundle");
+    SD->FirstInBundle->SchedulingPriority = Idx++;
+    if (SD->isSchedulingEntity()) {
+      BS->calculateDependencies(SD, false, this);
+      NumToSchedule++;
+    }
+  }
+  BS->initialFillReadyList(ReadyInsts);
+
+  Instruction *LastScheduledInst = BS->ScheduleEnd;
+
+  // Do the "real" scheduling.
+  while (!ReadyInsts.empty()) {
+    ScheduleData *picked = *ReadyInsts.begin();
+    ReadyInsts.erase(ReadyInsts.begin());
+
+    // Move the scheduled instruction(s) to their dedicated places, if not
+    // there yet.
+    ScheduleData *BundleMember = picked;
+    while (BundleMember) {
+      Instruction *pickedInst = BundleMember->Inst;
+      if (LastScheduledInst->getNextNode() != pickedInst) {
+        BS->BB->getInstList().remove(pickedInst);
+        BS->BB->getInstList().insert(LastScheduledInst, pickedInst);
+      }
+      LastScheduledInst = pickedInst;
+      BundleMember = BundleMember->NextInBundle;
+    }
+
+    BS->schedule(picked, ReadyInsts);
+    NumToSchedule--;
+  }
+  assert(NumToSchedule == 0 && "could not schedule all instructions");
+
+  // Avoid duplicate scheduling of the block.
+  BS->ScheduleStart = nullptr;
+}
+
 /// The SLPVectorizer Pass.
 struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
   typedef SmallVector<StoreInst *, 8> StoreList;
@@ -2146,6 +2863,7 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
   AliasAnalysis *AA;
   LoopInfo *LI;
   DominatorTree *DT;
+  AssumptionCache *AC;
 
   bool runOnFunction(Function &F) override {
     if (skipOptnoneFunction(F))
@@ -2159,6 +2877,7 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
     AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
     LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
     DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
+    AC = &getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
 
     StoreRefs.clear();
     bool Changed = false;
@@ -2181,7 +2900,7 @@ 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);
+    BoUpSLP R(&F, SE, DL, TTI, TLI, AA, LI, DT, AC);
 
     // Scan the blocks in the function in post order.
     for (po_iterator<BasicBlock*> it = po_begin(&F.getEntryBlock()),
@@ -2208,6 +2927,7 @@ struct SLPVectorizer : public FunctionPass {
 
   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
     FunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
     AU.addRequired<ScalarEvolution>();
     AU.addRequired<AliasAnalysis>();
     AU.addRequired<TargetTransformInfo>();
@@ -2234,7 +2954,8 @@ private:
   ///                     scheduling and that don't need extracting.
   /// \returns true if a value was vectorized.
   bool tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
-                          ArrayRef<Value *> BuildVector = None);
+                          ArrayRef<Value *> BuildVector = None,
+                          bool allowReorder = false);
 
   /// \brief Try to vectorize a chain that may start at the operands of \V;
   bool tryToVectorize(BinaryOperator *V, BoUpSLP &R);
@@ -2404,11 +3125,12 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorizePair(Value *A, Value *B, BoUpSLP &R) {
   if (!A || !B)
     return false;
   Value *VL[] = { A, B };
-  return tryToVectorizeList(VL, R);
+  return tryToVectorizeList(VL, R, None, true);
 }
 
 bool SLPVectorizer::tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
-                                       ArrayRef<Value *> BuildVector) {
+                                       ArrayRef<Value *> BuildVector,
+                                       bool allowReorder) {
   if (VL.size() < 2)
     return false;
 
@@ -2463,6 +3185,14 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *> VL, BoUpSLP &R,
       BuildVectorSlice = BuildVector.slice(i, OpsWidth);
 
     R.buildTree(Ops, BuildVectorSlice);
+    // TODO: check if we can allow reordering also for other cases than
+    // tryToVectorizePair()
+    if (allowReorder && R.shouldReorder()) {
+      assert(Ops.size() == 2);
+      assert(BuildVectorSlice.empty());
+      Value *ReorderedOps[] = { Ops[1], Ops[0] };
+      R.buildTree(ReorderedOps, None);
+    }
     int Cost = R.getTreeCost();
 
     if (Cost < -SLPCostThreshold) {
@@ -2514,11 +3244,9 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorize(BinaryOperator *V, BoUpSLP &R) {
     BinaryOperator *B0 = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(0));
     BinaryOperator *B1 = dyn_cast<BinaryOperator>(B->getOperand(1));
     if (tryToVectorizePair(A, B0, R)) {
-      B->moveBefore(V);
       return true;
     }
     if (tryToVectorizePair(A, B1, R)) {
-      B->moveBefore(V);
       return true;
     }
   }
@@ -2528,11 +3256,9 @@ bool SLPVectorizer::tryToVectorize(BinaryOperator *V, BoUpSLP &R) {
     BinaryOperator *A0 = dyn_cast<BinaryOperator>(A->getOperand(0));
     BinaryOperator *A1 = dyn_cast<BinaryOperator>(A->getOperand(1));
     if (tryToVectorizePair(A0, B, R)) {
-      A->moveBefore(V);
       return true;
     }
     if (tryToVectorizePair(A1, B, R)) {
-      A->moveBefore(V);
       return true;
     }
   }
@@ -2728,8 +3454,7 @@ public:
     unsigned i = 0;
 
     for (; i < NumReducedVals - ReduxWidth + 1; i += ReduxWidth) {
-      ArrayRef<Value *> ValsToReduce(&ReducedVals[i], ReduxWidth);
-      V.buildTree(ValsToReduce, ReductionOps);
+      V.buildTree(makeArrayRef(&ReducedVals[i], ReduxWidth), ReductionOps);
 
       // Estimate cost.
       int Cost = V.getTreeCost() + getReductionCost(TTI, ReducedVals[i]);
@@ -2807,11 +3532,10 @@ private:
   /// \brief Emit a horizontal reduction of the vectorized value.
   Value *emitReduction(Value *VectorizedValue, IRBuilder<> &Builder) {
     assert(VectorizedValue && "Need to have a vectorized tree node");
-    Instruction *ValToReduce = dyn_cast<Instruction>(VectorizedValue);
     assert(isPowerOf2_32(ReduxWidth) &&
            "We only handle power-of-two reductions for now");
 
-    Value *TmpVec = ValToReduce;
+    Value *TmpVec = VectorizedValue;
     for (unsigned i = ReduxWidth / 2; i != 0; i >>= 1) {
       if (IsPairwiseReduction) {
         Value *LeftMask =
@@ -2921,8 +3645,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
       // Try to vectorize them.
       unsigned NumElts = (SameTypeIt - IncIt);
       DEBUG(errs() << "SLP: Trying to vectorize starting at PHIs (" << NumElts << ")\n");
-      if (NumElts > 1 &&
-          tryToVectorizeList(ArrayRef<Value *>(IncIt, NumElts), R)) {
+      if (NumElts > 1 && tryToVectorizeList(makeArrayRef(IncIt, NumElts), R)) {
         // Success start over because instructions might have been changed.
         HaveVectorizedPhiNodes = true;
         Changed = true;
@@ -2938,7 +3661,7 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
 
   for (BasicBlock::iterator it = BB->begin(), e = BB->end(); it != e; it++) {
     // We may go through BB multiple times so skip the one we have checked.
-    if (!VisitedInstrs.insert(it))
+    if (!VisitedInstrs.insert(it).second)
       continue;
 
     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(it))
@@ -3002,6 +3725,21 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
           }
         }
 
+    // Try to vectorize horizontal reductions feeding into a return.
+    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(it))
+      if (RI->getNumOperands() != 0)
+        if (BinaryOperator *BinOp =
+                dyn_cast<BinaryOperator>(RI->getOperand(0))) {
+          DEBUG(dbgs() << "SLP: Found a return to vectorize.\n");
+          if (tryToVectorizePair(BinOp->getOperand(0),
+                                 BinOp->getOperand(1), R)) {
+            Changed = true;
+            it = BB->begin();
+            e = BB->end();
+            continue;
+          }
+        }
+
     // Try to vectorize trees that start at compare instructions.
     if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(it)) {
       if (tryToVectorizePair(CI->getOperand(0), CI->getOperand(1), R)) {
@@ -3014,15 +3752,15 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeChainsInBlock(BasicBlock *BB, BoUpSLP &R) {
       }
 
       for (int i = 0; i < 2; ++i) {
-         if (BinaryOperator *BI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI->getOperand(i))) {
-            if (tryToVectorizePair(BI->getOperand(0), BI->getOperand(1), R)) {
-              Changed = true;
-              // We would like to start over since some instructions are deleted
-              // and the iterator may become invalid value.
-              it = BB->begin();
-              e = BB->end();
-            }
-         }
+        if (BinaryOperator *BI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI->getOperand(i))) {
+          if (tryToVectorizePair(BI->getOperand(0), BI->getOperand(1), R)) {
+            Changed = true;
+            // We would like to start over since some instructions are deleted
+            // and the iterator may become invalid value.
+            it = BB->begin();
+            e = BB->end();
+          }
+        }
       }
       continue;
     }
@@ -3064,8 +3802,8 @@ bool SLPVectorizer::vectorizeStoreChains(BoUpSLP &R) {
     // Process the stores in chunks of 16.
     for (unsigned CI = 0, CE = it->second.size(); CI < CE; CI+=16) {
       unsigned Len = std::min<unsigned>(CE - CI, 16);
-      ArrayRef<StoreInst *> Chunk(&it->second[CI], Len);
-      Changed |= vectorizeStores(Chunk, -SLPCostThreshold, R);
+      Changed |= vectorizeStores(makeArrayRef(&it->second[CI], Len),
+                                 -SLPCostThreshold, R);
     }
   }
   return Changed;
@@ -3078,6 +3816,7 @@ 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(AssumptionCacheTracker)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopSimplify)
 INITIALIZE_PASS_END(SLPVectorizer, SV_NAME, lv_name, false, false)