lib/Analysis/BranchProbabilityInfo.cpp

   1 //===-- BranchProbabilityInfo.cpp - Branch Probability Analysis -----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // Loops should be simplified before this analysis.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "branch-prob"
  15 #include "llvm/Analysis/BranchProbabilityInfo.h"
  16 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
  17 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  18 #include "llvm/IR/Constants.h"
  19 #include "llvm/IR/Function.h"
  20 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  21 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  22 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  23 #include "llvm/Support/CFG.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 INITIALIZE_PASS_BEGIN(BranchProbabilityInfo, "branch-prob",
  29                       "Branch Probability Analysis", false, true)
  30 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfo)
  31 INITIALIZE_PASS_END(BranchProbabilityInfo, "branch-prob",
  32                     "Branch Probability Analysis", false, true)
  33
  34 char BranchProbabilityInfo::ID = 0;
  35
  36 // Weights are for internal use only. They are used by heuristics to help to
  37 // estimate edges' probability. Example:
  38 //
  39 // Using "Loop Branch Heuristics" we predict weights of edges for the
  40 // block BB2.
  41 //         ...
  42 //          |
  43 //          V
  44 //         BB1<-+
  45 //          |   |
  46 //          |   | (Weight = 124)
  47 //          V   |
  48 //         BB2--+
  49 //          |
  50 //          | (Weight = 4)
  51 //          V
  52 //         BB3
  53 //
  54 // Probability of the edge BB2->BB1 = 124 / (124 + 4) = 0.96875
  55 // Probability of the edge BB2->BB3 = 4 / (124 + 4) = 0.03125
  56 static const uint32_t LBH_TAKEN_WEIGHT = 124;
  57 static const uint32_t LBH_NONTAKEN_WEIGHT = 4;
  58
  59 /// \brief Unreachable-terminating branch taken weight.
  60 ///
  61 /// This is the weight for a branch being taken to a block that terminates
  62 /// (eventually) in unreachable. These are predicted as unlikely as possible.
  63 static const uint32_t UR_TAKEN_WEIGHT = 1;
  64
  65 /// \brief Unreachable-terminating branch not-taken weight.
  66 ///
  67 /// This is the weight for a branch not being taken toward a block that
  68 /// terminates (eventually) in unreachable. Such a branch is essentially never
  69 /// taken. Set the weight to an absurdly high value so that nested loops don't
  70 /// easily subsume it.
  71 static const uint32_t UR_NONTAKEN_WEIGHT = 1024*1024 - 1;
  72
  73 /// \brief Weight for a branch taken going into a cold block.
  74 ///
  75 /// This is the weight for a branch taken toward a block marked
  76 /// cold.  A block is marked cold if it's postdominated by a
  77 /// block containing a call to a cold function.  Cold functions
  78 /// are those marked with attribute 'cold'.
  79 static const uint32_t CC_TAKEN_WEIGHT = 4;
  80
  81 /// \brief Weight for a branch not-taken into a cold block.
  82 ///
  83 /// This is the weight for a branch not taken toward a block marked
  84 /// cold.
  85 static const uint32_t CC_NONTAKEN_WEIGHT = 64;
  86
  87 static const uint32_t PH_TAKEN_WEIGHT = 20;
  88 static const uint32_t PH_NONTAKEN_WEIGHT = 12;
  89
  90 static const uint32_t ZH_TAKEN_WEIGHT = 20;
  91 static const uint32_t ZH_NONTAKEN_WEIGHT = 12;
  92
  93 static const uint32_t FPH_TAKEN_WEIGHT = 20;
  94 static const uint32_t FPH_NONTAKEN_WEIGHT = 12;
  95
  96 /// \brief Invoke-terminating normal branch taken weight
  97 ///
  98 /// This is the weight for branching to the normal destination of an invoke
  99 /// instruction. We expect this to happen most of the time. Set the weight to an
 100 /// absurdly high value so that nested loops subsume it.
 101 static const uint32_t IH_TAKEN_WEIGHT = 1024 * 1024 - 1;
 102
 103 /// \brief Invoke-terminating normal branch not-taken weight.
 104 ///
 105 /// This is the weight for branching to the unwind destination of an invoke
 106 /// instruction. This is essentially never taken.
 107 static const uint32_t IH_NONTAKEN_WEIGHT = 1;
 108
 109 // Standard weight value. Used when none of the heuristics set weight for
 110 // the edge.
 111 static const uint32_t NORMAL_WEIGHT = 16;
 112
 113 // Minimum weight of an edge. Please note, that weight is NEVER 0.
 114 static const uint32_t MIN_WEIGHT = 1;
 115
 116 static uint32_t getMaxWeightFor(BasicBlock *BB) {
 117   return UINT32_MAX / BB->getTerminator()->getNumSuccessors();
 118 }
 119
 120
 121 /// \brief Calculate edge weights for successors lead to unreachable.
 122 ///
 123 /// Predict that a successor which leads necessarily to an
 124 /// unreachable-terminated block as extremely unlikely.
 125 bool BranchProbabilityInfo::calcUnreachableHeuristics(BasicBlock *BB) {
 126   TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 127   if (TI->getNumSuccessors() == 0) {
 128     if (isa<UnreachableInst>(TI))
 129       PostDominatedByUnreachable.insert(BB);
 130     return false;
 131   }
 132
 133   SmallVector<unsigned, 4> UnreachableEdges;
 134   SmallVector<unsigned, 4> ReachableEdges;
 135
 136   for (succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I) {
 137     if (PostDominatedByUnreachable.count(*I))
 138       UnreachableEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 139     else
 140       ReachableEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 141   }
 142
 143   // If all successors are in the set of blocks post-dominated by unreachable,
 144   // this block is too.
 145   if (UnreachableEdges.size() == TI->getNumSuccessors())
 146     PostDominatedByUnreachable.insert(BB);
 147
 148   // Skip probabilities if this block has a single successor or if all were
 149   // reachable.
 150   if (TI->getNumSuccessors() == 1 || UnreachableEdges.empty())
 151     return false;
 152
 153   uint32_t UnreachableWeight =
 154     std::max(UR_TAKEN_WEIGHT / (unsigned)UnreachableEdges.size(), MIN_WEIGHT);
 155   for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator I = UnreachableEdges.begin(),
 156                                            E = UnreachableEdges.end();
 157        I != E; ++I)
 158     setEdgeWeight(BB, *I, UnreachableWeight);
 159
 160   if (ReachableEdges.empty())
 161     return true;
 162   uint32_t ReachableWeight =
 163     std::max(UR_NONTAKEN_WEIGHT / (unsigned)ReachableEdges.size(),
 164              NORMAL_WEIGHT);
 165   for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator I = ReachableEdges.begin(),
 166                                            E = ReachableEdges.end();
 167        I != E; ++I)
 168     setEdgeWeight(BB, *I, ReachableWeight);
 169
 170   return true;
 171 }
 172
 173 // Propagate existing explicit probabilities from either profile data or
 174 // 'expect' intrinsic processing.
 175 bool BranchProbabilityInfo::calcMetadataWeights(BasicBlock *BB) {
 176   TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 177   if (TI->getNumSuccessors() == 1)
 178     return false;
 179   if (!isa<BranchInst>(TI) && !isa<SwitchInst>(TI))
 180     return false;
 181
 182   MDNode *WeightsNode = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
 183   if (!WeightsNode)
 184     return false;
 185
 186   // Ensure there are weights for all of the successors. Note that the first
 187   // operand to the metadata node is a name, not a weight.
 188   if (WeightsNode->getNumOperands() != TI->getNumSuccessors() + 1)
 189     return false;
 190
 191   // Build up the final weights that will be used in a temporary buffer, but
 192   // don't add them until all weihts are present. Each weight value is clamped
 193   // to [1, getMaxWeightFor(BB)].
 194   uint32_t WeightLimit = getMaxWeightFor(BB);
 195   SmallVector<uint32_t, 2> Weights;
 196   Weights.reserve(TI->getNumSuccessors());
 197   for (unsigned i = 1, e = WeightsNode->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 198     ConstantInt *Weight = dyn_cast<ConstantInt>(WeightsNode->getOperand(i));
 199     if (!Weight)
 200       return false;
 201     Weights.push_back(
 202       std::max<uint32_t>(1, Weight->getLimitedValue(WeightLimit)));
 203   }
 204   assert(Weights.size() == TI->getNumSuccessors() && "Checked above");
 205   for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
 206     setEdgeWeight(BB, i, Weights[i]);
 207
 208   return true;
 209 }
 210
 211 /// \brief Calculate edge weights for edges leading to cold blocks.
 212 ///
 213 /// A cold block is one post-dominated by  a block with a call to a
 214 /// cold function.  Those edges are unlikely to be taken, so we give
 215 /// them relatively low weight.
 216 ///
 217 /// Return true if we could compute the weights for cold edges.
 218 /// Return false, otherwise.
 219 bool BranchProbabilityInfo::calcColdCallHeuristics(BasicBlock *BB) {
 220   TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 221   if (TI->getNumSuccessors() == 0)
 222     return false;
 223
 224   // Determine which successors are post-dominated by a cold block.
 225   SmallVector<unsigned, 4> ColdEdges;
 226   SmallVector<unsigned, 4> NormalEdges;
 227   for (succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I)
 228     if (PostDominatedByColdCall.count(*I))
 229       ColdEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 230     else
 231       NormalEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 232
 233   // If all successors are in the set of blocks post-dominated by cold calls,
 234   // this block is in the set post-dominated by cold calls.
 235   if (ColdEdges.size() == TI->getNumSuccessors())
 236     PostDominatedByColdCall.insert(BB);
 237   else {
 238     // Otherwise, if the block itself contains a cold function, add it to the
 239     // set of blocks postdominated by a cold call.
 240     assert(!PostDominatedByColdCall.count(BB));
 241     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
 242       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
 243         if (CI->hasFnAttr(Attribute::Cold)) {
 244           PostDominatedByColdCall.insert(BB);
 245           break;
 246         }
 247   }
 248
 249   // Skip probabilities if this block has a single successor.
 250   if (TI->getNumSuccessors() == 1 || ColdEdges.empty())
 251     return false;
 252
 253   uint32_t ColdWeight =
 254       std::max(CC_TAKEN_WEIGHT / (unsigned) ColdEdges.size(), MIN_WEIGHT);
 255   for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator I = ColdEdges.begin(),
 256                                            E = ColdEdges.end();
 257        I != E; ++I)
 258     setEdgeWeight(BB, *I, ColdWeight);
 259
 260   if (NormalEdges.empty())
 261     return true;
 262   uint32_t NormalWeight = std::max(
 263       CC_NONTAKEN_WEIGHT / (unsigned) NormalEdges.size(), NORMAL_WEIGHT);
 264   for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator I = NormalEdges.begin(),
 265                                            E = NormalEdges.end();
 266        I != E; ++I)
 267     setEdgeWeight(BB, *I, NormalWeight);
 268
 269   return true;
 270 }
 271
 272 // Calculate Edge Weights using "Pointer Heuristics". Predict a comparsion
 273 // between two pointer or pointer and NULL will fail.
 274 bool BranchProbabilityInfo::calcPointerHeuristics(BasicBlock *BB) {
 275   BranchInst * BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 276   if (!BI || !BI->isConditional())
 277     return false;
 278
 279   Value *Cond = BI->getCondition();
 280   ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(Cond);
 281   if (!CI || !CI->isEquality())
 282     return false;
 283
 284   Value *LHS = CI->getOperand(0);
 285
 286   if (!LHS->getType()->isPointerTy())
 287     return false;
 288
 289   assert(CI->getOperand(1)->getType()->isPointerTy());
 290
 291   // p != 0   ->   isProb = true
 292   // p == 0   ->   isProb = false
 293   // p != q   ->   isProb = true
 294   // p == q   ->   isProb = false;
 295   unsigned TakenIdx = 0, NonTakenIdx = 1;
 296   bool isProb = CI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
 297   if (!isProb)
 298     std::swap(TakenIdx, NonTakenIdx);
 299
 300   setEdgeWeight(BB, TakenIdx, PH_TAKEN_WEIGHT);
 301   setEdgeWeight(BB, NonTakenIdx, PH_NONTAKEN_WEIGHT);
 302   return true;
 303 }
 304
 305 // Calculate Edge Weights using "Loop Branch Heuristics". Predict backedges
 306 // as taken, exiting edges as not-taken.
 307 bool BranchProbabilityInfo::calcLoopBranchHeuristics(BasicBlock *BB) {
 308   Loop *L = LI->getLoopFor(BB);
 309   if (!L)
 310     return false;
 311
 312   SmallVector<unsigned, 8> BackEdges;
 313   SmallVector<unsigned, 8> ExitingEdges;
 314   SmallVector<unsigned, 8> InEdges; // Edges from header to the loop.
 315
 316   for (succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I) {
 317     if (!L->contains(*I))
 318       ExitingEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 319     else if (L->getHeader() == *I)
 320       BackEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 321     else
 322       InEdges.push_back(I.getSuccessorIndex());
 323   }
 324
 325   if (uint32_t numBackEdges = BackEdges.size()) {
 326     uint32_t backWeight = LBH_TAKEN_WEIGHT / numBackEdges;
 327     if (backWeight < NORMAL_WEIGHT)
 328       backWeight = NORMAL_WEIGHT;
 329
 330     for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator EI = BackEdges.begin(),
 331          EE = BackEdges.end(); EI != EE; ++EI) {
 332       setEdgeWeight(BB, *EI, backWeight);
 333     }
 334   }
 335
 336   if (uint32_t numInEdges = InEdges.size()) {
 337     uint32_t inWeight = LBH_TAKEN_WEIGHT / numInEdges;
 338     if (inWeight < NORMAL_WEIGHT)
 339       inWeight = NORMAL_WEIGHT;
 340
 341     for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator EI = InEdges.begin(),
 342          EE = InEdges.end(); EI != EE; ++EI) {
 343       setEdgeWeight(BB, *EI, inWeight);
 344     }
 345   }
 346
 347   if (uint32_t numExitingEdges = ExitingEdges.size()) {
 348     uint32_t exitWeight = LBH_NONTAKEN_WEIGHT / numExitingEdges;
 349     if (exitWeight < MIN_WEIGHT)
 350       exitWeight = MIN_WEIGHT;
 351
 352     for (SmallVectorImpl<unsigned>::iterator EI = ExitingEdges.begin(),
 353          EE = ExitingEdges.end(); EI != EE; ++EI) {
 354       setEdgeWeight(BB, *EI, exitWeight);
 355     }
 356   }
 357
 358   return true;
 359 }
 360
 361 bool BranchProbabilityInfo::calcZeroHeuristics(BasicBlock *BB) {
 362   BranchInst * BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 363   if (!BI || !BI->isConditional())
 364     return false;
 365
 366   Value *Cond = BI->getCondition();
 367   ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(Cond);
 368   if (!CI)
 369     return false;
 370
 371   Value *RHS = CI->getOperand(1);
 372   ConstantInt *CV = dyn_cast<ConstantInt>(RHS);
 373   if (!CV)
 374     return false;
 375
 376   bool isProb;
 377   if (CV->isZero()) {
 378     switch (CI->getPredicate()) {
 379     case CmpInst::ICMP_EQ:
 380       // X == 0   ->  Unlikely
 381       isProb = false;
 382       break;
 383     case CmpInst::ICMP_NE:
 384       // X != 0   ->  Likely
 385       isProb = true;
 386       break;
 387     case CmpInst::ICMP_SLT:
 388       // X < 0   ->  Unlikely
 389       isProb = false;
 390       break;
 391     case CmpInst::ICMP_SGT:
 392       // X > 0   ->  Likely
 393       isProb = true;
 394       break;
 395     default:
 396       return false;
 397     }
 398   } else if (CV->isOne() && CI->getPredicate() == CmpInst::ICMP_SLT) {
 399     // InstCombine canonicalizes X <= 0 into X < 1.
 400     // X <= 0   ->  Unlikely
 401     isProb = false;
 402   } else if (CV->isAllOnesValue()) {
 403     switch (CI->getPredicate()) {
 404     case CmpInst::ICMP_EQ:
 405       // X == -1  ->  Unlikely
 406       isProb = false;
 407       break;
 408     case CmpInst::ICMP_NE:
 409       // X != -1  ->  Likely
 410       isProb = true;
 411       break;
 412     case CmpInst::ICMP_SGT:
 413       // InstCombine canonicalizes X >= 0 into X > -1.
 414       // X >= 0   ->  Likely
 415       isProb = true;
 416       break;
 417     default:
 418       return false;
 419     }
 420   } else {
 421     return false;
 422   }
 423
 424   unsigned TakenIdx = 0, NonTakenIdx = 1;
 425
 426   if (!isProb)
 427     std::swap(TakenIdx, NonTakenIdx);
 428
 429   setEdgeWeight(BB, TakenIdx, ZH_TAKEN_WEIGHT);
 430   setEdgeWeight(BB, NonTakenIdx, ZH_NONTAKEN_WEIGHT);
 431
 432   return true;
 433 }
 434
 435 bool BranchProbabilityInfo::calcFloatingPointHeuristics(BasicBlock *BB) {
 436   BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 437   if (!BI || !BI->isConditional())
 438     return false;
 439
 440   Value *Cond = BI->getCondition();
 441   FCmpInst *FCmp = dyn_cast<FCmpInst>(Cond);
 442   if (!FCmp)
 443     return false;
 444
 445   bool isProb;
 446   if (FCmp->isEquality()) {
 447     // f1 == f2 -> Unlikely
 448     // f1 != f2 -> Likely
 449     isProb = !FCmp->isTrueWhenEqual();
 450   } else if (FCmp->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
 451     // !isnan -> Likely
 452     isProb = true;
 453   } else if (FCmp->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO) {
 454     // isnan -> Unlikely
 455     isProb = false;
 456   } else {
 457     return false;
 458   }
 459
 460   unsigned TakenIdx = 0, NonTakenIdx = 1;
 461
 462   if (!isProb)
 463     std::swap(TakenIdx, NonTakenIdx);
 464
 465   setEdgeWeight(BB, TakenIdx, FPH_TAKEN_WEIGHT);
 466   setEdgeWeight(BB, NonTakenIdx, FPH_NONTAKEN_WEIGHT);
 467
 468   return true;
 469 }
 470
 471 bool BranchProbabilityInfo::calcInvokeHeuristics(BasicBlock *BB) {
 472   InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator());
 473   if (!II)
 474     return false;
 475
 476   setEdgeWeight(BB, 0/*Index for Normal*/, IH_TAKEN_WEIGHT);
 477   setEdgeWeight(BB, 1/*Index for Unwind*/, IH_NONTAKEN_WEIGHT);
 478   return true;
 479 }
 480
 481 void BranchProbabilityInfo::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 482   AU.addRequired<LoopInfo>();
 483   AU.setPreservesAll();
 484 }
 485
 486 bool BranchProbabilityInfo::runOnFunction(Function &F) {
 487   DEBUG(dbgs() << "---- Branch Probability Info : " << F.getName()
 488                << " ----\n\n");
 489   LastF = &F; // Store the last function we ran on for printing.
 490   LI = &getAnalysis<LoopInfo>();
 491   assert(PostDominatedByUnreachable.empty());
 492   assert(PostDominatedByColdCall.empty());
 493
 494   // Walk the basic blocks in post-order so that we can build up state about
 495   // the successors of a block iteratively.
 496   for (po_iterator<BasicBlock *> I = po_begin(&F.getEntryBlock()),
 497                                  E = po_end(&F.getEntryBlock());
 498        I != E; ++I) {
 499     DEBUG(dbgs() << "Computing probabilities for " << I->getName() << "\n");
 500     if (calcUnreachableHeuristics(*I))
 501       continue;
 502     if (calcMetadataWeights(*I))
 503       continue;
 504     if (calcColdCallHeuristics(*I))
 505       continue;
 506     if (calcLoopBranchHeuristics(*I))
 507       continue;
 508     if (calcPointerHeuristics(*I))
 509       continue;
 510     if (calcZeroHeuristics(*I))
 511       continue;
 512     if (calcFloatingPointHeuristics(*I))
 513       continue;
 514     calcInvokeHeuristics(*I);
 515   }
 516
 517   PostDominatedByUnreachable.clear();
 518   PostDominatedByColdCall.clear();
 519   return false;
 520 }
 521
 522 void BranchProbabilityInfo::print(raw_ostream &OS, const Module *) const {
 523   OS << "---- Branch Probabilities ----\n";
 524   // We print the probabilities from the last function the analysis ran over,
 525   // or the function it is currently running over.
 526   assert(LastF && "Cannot print prior to running over a function");
 527   for (Function::const_iterator BI = LastF->begin(), BE = LastF->end();
 528        BI != BE; ++BI) {
 529     for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BI), SE = succ_end(BI);
 530          SI != SE; ++SI) {
 531       printEdgeProbability(OS << "  ", BI, *SI);
 532     }
 533   }
 534 }
 535
 536 uint32_t BranchProbabilityInfo::getSumForBlock(const BasicBlock *BB) const {
 537   uint32_t Sum = 0;
 538
 539   for (succ_const_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I) {
 540     uint32_t Weight = getEdgeWeight(BB, I.getSuccessorIndex());
 541     uint32_t PrevSum = Sum;
 542
 543     Sum += Weight;
 544     assert(Sum > PrevSum); (void) PrevSum;
 545   }
 546
 547   return Sum;
 548 }
 549
 550 bool BranchProbabilityInfo::
 551 isEdgeHot(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const {
 552   // Hot probability is at least 4/5 = 80%
 553   // FIXME: Compare against a static "hot" BranchProbability.
 554   return getEdgeProbability(Src, Dst) > BranchProbability(4, 5);
 555 }
 556
 557 BasicBlock *BranchProbabilityInfo::getHotSucc(BasicBlock *BB) const {
 558   uint32_t Sum = 0;
 559   uint32_t MaxWeight = 0;
 560   BasicBlock *MaxSucc = 0;
 561
 562   for (succ_iterator I = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); I != E; ++I) {
 563     BasicBlock *Succ = *I;
 564     uint32_t Weight = getEdgeWeight(BB, Succ);
 565     uint32_t PrevSum = Sum;
 566
 567     Sum += Weight;
 568     assert(Sum > PrevSum); (void) PrevSum;
 569
 570     if (Weight > MaxWeight) {
 571       MaxWeight = Weight;
 572       MaxSucc = Succ;
 573     }
 574   }
 575
 576   // Hot probability is at least 4/5 = 80%
 577   if (BranchProbability(MaxWeight, Sum) > BranchProbability(4, 5))
 578     return MaxSucc;
 579
 580   return 0;
 581 }
 582
 583 /// Get the raw edge weight for the edge. If can't find it, return
 584 /// DEFAULT_WEIGHT value. Here an edge is specified using PredBlock and an index
 585 /// to the successors.
 586 uint32_t BranchProbabilityInfo::
 587 getEdgeWeight(const BasicBlock *Src, unsigned IndexInSuccessors) const {
 588   DenseMap<Edge, uint32_t>::const_iterator I =
 589       Weights.find(std::make_pair(Src, IndexInSuccessors));
 590
 591   if (I != Weights.end())
 592     return I->second;
 593
 594   return DEFAULT_WEIGHT;
 595 }
 596
 597 uint32_t
 598 BranchProbabilityInfo::
 599 getEdgeWeight(const BasicBlock *Src, succ_const_iterator Dst) const {
 600   size_t index = std::distance(succ_begin(Src), Dst);
 601   return getEdgeWeight(Src, index);
 602 }
 603
 604 /// Get the raw edge weight calculated for the block pair. This returns the sum
 605 /// of all raw edge weights from Src to Dst.
 606 uint32_t BranchProbabilityInfo::
 607 getEdgeWeight(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const {
 608   uint32_t Weight = 0;
 609   DenseMap<Edge, uint32_t>::const_iterator MapI;
 610   for (succ_const_iterator I = succ_begin(Src), E = succ_end(Src); I != E; ++I)
 611     if (*I == Dst) {
 612       MapI = Weights.find(std::make_pair(Src, I.getSuccessorIndex()));
 613       if (MapI != Weights.end())
 614         Weight += MapI->second;
 615     }
 616   return (Weight == 0) ? DEFAULT_WEIGHT : Weight;
 617 }
 618
 619 /// Set the edge weight for a given edge specified by PredBlock and an index
 620 /// to the successors.
 621 void BranchProbabilityInfo::
 622 setEdgeWeight(const BasicBlock *Src, unsigned IndexInSuccessors,
 623               uint32_t Weight) {
 624   Weights[std::make_pair(Src, IndexInSuccessors)] = Weight;
 625   DEBUG(dbgs() << "set edge " << Src->getName() << " -> "
 626                << IndexInSuccessors << " successor weight to "
 627                << Weight << "\n");
 628 }
 629
 630 /// Get an edge's probability, relative to other out-edges from Src.
 631 BranchProbability BranchProbabilityInfo::
 632 getEdgeProbability(const BasicBlock *Src, unsigned IndexInSuccessors) const {
 633   uint32_t N = getEdgeWeight(Src, IndexInSuccessors);
 634   uint32_t D = getSumForBlock(Src);
 635
 636   return BranchProbability(N, D);
 637 }
 638
 639 /// Get the probability of going from Src to Dst. It returns the sum of all
 640 /// probabilities for edges from Src to Dst.
 641 BranchProbability BranchProbabilityInfo::
 642 getEdgeProbability(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const {
 643
 644   uint32_t N = getEdgeWeight(Src, Dst);
 645   uint32_t D = getSumForBlock(Src);
 646
 647   return BranchProbability(N, D);
 648 }
 649
 650 raw_ostream &
 651 BranchProbabilityInfo::printEdgeProbability(raw_ostream &OS,
 652                                             const BasicBlock *Src,
 653                                             const BasicBlock *Dst) const {
 654
 655   const BranchProbability Prob = getEdgeProbability(Src, Dst);
 656   OS << "edge " << Src->getName() << " -> " << Dst->getName()
 657      << " probability is " << Prob
 658      << (isEdgeHot(Src, Dst) ? " [HOT edge]\n" : "\n");
 659
 660   return OS;
 661 }