lib/CodeGen/IfConversion.cpp

   1 //===-- IfConversion.cpp - Machine code if conversion pass. ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the Evan Cheng and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the machine instruction level if-conversion pass.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "ifcvt"
  15 #include "llvm/Function.h"
  16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  22 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  23 #include "llvm/Support/Debug.h"
  24 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  26 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 namespace {
  30   // Hidden options for help debugging.
  31   cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
  32   cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
  33   cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  34   cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple",
  35                               cl::init(false), cl::Hidden);
  36   cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false",
  37                                cl::init(false), cl::Hidden);
  38   cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle",
  39                                 cl::init(false), cl::Hidden);
  40   cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev",
  41                                  cl::init(false), cl::Hidden);
  42   cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false",
  43                                  cl::init(false), cl::Hidden);
  44   cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev",
  45                                   cl::init(false), cl::Hidden);
  46   cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond",
  47                                cl::init(false), cl::Hidden);
  48 }
  49
  50 STATISTIC(NumSimple,       "Number of simple if-conversions performed");
  51 STATISTIC(NumSimpleFalse,  "Number of simple (F) if-conversions performed");
  52 STATISTIC(NumTriangle,     "Number of triangle if-conversions performed");
  53 STATISTIC(NumTriangleRev,  "Number of triangle (R) if-conversions performed");
  54 STATISTIC(NumTriangleFalse,"Number of triangle (F) if-conversions performed");
  55 STATISTIC(NumTriangleFRev, "Number of triangle (F/R) if-conversions performed");
  56 STATISTIC(NumDiamonds,     "Number of diamond if-conversions performed");
  57 STATISTIC(NumIfConvBBs,    "Number of if-converted blocks");
  58 STATISTIC(NumDupBBs,       "Number of duplicated blocks");
  59
  60 namespace {
  61   class IfConverter : public MachineFunctionPass {
  62     enum IfcvtKind {
  63       ICNotClassfied,  // BB data valid, but not classified.
  64       ICSimpleFalse,   // Same as ICSimple, but on the false path.
  65       ICSimple,        // BB is entry of an one split, no rejoin sub-CFG.
  66       ICTriangleFRev,  // Same as ICTriangleFalse, but false path rev condition.
  67       ICTriangleRev,   // Same as ICTriangle, but true path rev condition.
  68       ICTriangleFalse, // Same as ICTriangle, but on the false path.
  69       ICTriangle,      // BB is entry of a triangle sub-CFG.
  70       ICDiamond        // BB is entry of a diamond sub-CFG.
  71     };
  72
  73     /// BBInfo - One per MachineBasicBlock, this is used to cache the result
  74     /// if-conversion feasibility analysis. This includes results from
  75     /// TargetInstrInfo::AnalyzeBranch() (i.e. TBB, FBB, and Cond), and its
  76     /// classification, and common tail block of its successors (if it's a
  77     /// diamond shape), its size, whether it's predicable, and whether any
  78     /// instruction can clobber the 'would-be' predicate.
  79     ///
  80     /// IsDone          - True if BB is not to be considered for ifcvt.
  81     /// IsBeingAnalyzed - True if BB is currently being analyzed.
  82     /// IsAnalyzed      - True if BB has been analyzed (info is still valid).
  83     /// IsEnqueued      - True if BB has been enqueued to be ifcvt'ed.
  84     /// IsBrAnalyzable  - True if AnalyzeBranch() returns false.
  85     /// HasFallThrough  - True if BB may fallthrough to the following BB.
  86     /// IsUnpredicable  - True if BB is known to be unpredicable.
  87     /// ClobbersPredicate- True if BB would modify the predicate (e.g. has
  88     ///                   cmp, call, etc.)
  89     /// NonPredSize     - Number of non-predicated instructions.
  90     /// BB              - Corresponding MachineBasicBlock.
  91     /// TrueBB / FalseBB- See AnalyzeBranch().
  92     /// BrCond          - Conditions for end of block conditional branches.
  93     /// Predicate       - Predicate used in the BB.
  94     struct BBInfo {
  95       bool IsDone          : 1;
  96       bool IsBeingAnalyzed : 1;
  97       bool IsAnalyzed      : 1;
  98       bool IsEnqueued      : 1;
  99       bool IsBrAnalyzable  : 1;
 100       bool HasFallThrough  : 1;
 101       bool IsUnpredicable  : 1;
 102       bool CannotBeCopied  : 1;
 103       bool ClobbersPred    : 1;
 104       unsigned NonPredSize;
 105       MachineBasicBlock *BB;
 106       MachineBasicBlock *TrueBB;
 107       MachineBasicBlock *FalseBB;
 108       std::vector<MachineOperand> BrCond;
 109       std::vector<MachineOperand> Predicate;
 110       BBInfo() : IsDone(false), IsBeingAnalyzed(false),
 111                  IsAnalyzed(false), IsEnqueued(false), IsBrAnalyzable(false),
 112                  HasFallThrough(false), IsUnpredicable(false),
 113                  CannotBeCopied(false), ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
 114                  BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0) {}
 115     };
 116
 117     /// IfcvtToken - Record information about pending if-conversions to attemp:
 118     /// BBI             - Corresponding BBInfo.
 119     /// Kind            - Type of block. See IfcvtKind.
 120     /// NeedSubsumsion  - True if the to be predicated BB has already been
 121     ///                   predicated.
 122     /// NumDups      - Number of instructions that would be duplicated due
 123     ///                   to this if-conversion. (For diamonds, the number of
 124     ///                   identical instructions at the beginnings of both
 125     ///                   paths).
 126     /// NumDups2     - For diamonds, the number of identical instructions
 127     ///                   at the ends of both paths.
 128     struct IfcvtToken {
 129       BBInfo &BBI;
 130       IfcvtKind Kind;
 131       bool NeedSubsumsion;
 132       unsigned NumDups;
 133       unsigned NumDups2;
 134       IfcvtToken(BBInfo &b, IfcvtKind k, bool s, unsigned d, unsigned d2 = 0)
 135         : BBI(b), Kind(k), NeedSubsumsion(s), NumDups(d), NumDups2(d2) {}
 136     };
 137
 138     /// Roots - Basic blocks that do not have successors. These are the starting
 139     /// points of Graph traversal.
 140     std::vector<MachineBasicBlock*> Roots;
 141
 142     /// BBAnalysis - Results of if-conversion feasibility analysis indexed by
 143     /// basic block number.
 144     std::vector<BBInfo> BBAnalysis;
 145
 146     const TargetLowering *TLI;
 147     const TargetInstrInfo *TII;
 148     bool MadeChange;
 149   public:
 150     static char ID;
 151     IfConverter() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
 152
 153     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 154     virtual const char *getPassName() const { return "If converter"; }
 155
 156   private:
 157     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
 158     bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const;
 159     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 160                        bool FalseBranch, unsigned &Dups) const;
 161     bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 162                       unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
 163     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
 164     BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 165                          std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 166     bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, std::vector<MachineOperand> &Cond,
 167                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
 168     bool AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 169                        std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 170     void InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB);
 171     void RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI);
 172     bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 173     bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 174     bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 175                           unsigned NumDups1, unsigned NumDups2);
 176     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 177                         MachineBasicBlock::iterator E,
 178                         std::vector<MachineOperand> &Cond);
 179     void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 180                                std::vector<MachineOperand> &Cond,
 181                                bool IgnoreBr = false);
 182     void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI);
 183
 184     bool MeetIfcvtSizeLimit(unsigned Size) const {
 185       return Size > 0 && Size <= TLI->getIfCvtBlockSizeLimit();
 186     }
 187
 188     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
 189     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
 190       return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
 191     }
 192
 193     // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
 194     static bool IfcvtTokenCmp(IfcvtToken *C1, IfcvtToken *C2) {
 195       int Incr1 = (C1->Kind == ICDiamond)
 196         ? -(int)(C1->NumDups + C1->NumDups2) : (int)C1->NumDups;
 197       int Incr2 = (C2->Kind == ICDiamond)
 198         ? -(int)(C2->NumDups + C2->NumDups2) : (int)C2->NumDups;
 199       if (Incr1 > Incr2)
 200         return true;
 201       else if (Incr1 == Incr2) {
 202         // Favors subsumsion.
 203         if (C1->NeedSubsumsion == false && C2->NeedSubsumsion == true)
 204           return true;
 205         else if (C1->NeedSubsumsion == C2->NeedSubsumsion) {
 206           // Favors diamond over triangle, etc.
 207           if ((unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind)
 208             return true;
 209           else if (C1->Kind == C2->Kind)
 210             return C1->BBI.BB->getNumber() < C2->BBI.BB->getNumber();
 211         }
 212       }
 213       return false;
 214     }
 215   };
 216
 217   char IfConverter::ID = 0;
 218 }
 219
 220 FunctionPass *llvm::createIfConverterPass() { return new IfConverter(); }
 221
 222 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 223   TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
 224   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 225   if (!TII) return false;
 226
 227   static int FnNum = -1;
 228   DOUT << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
 229        << MF.getFunction()->getName() << "\'";
 230
 231   if (FnNum < IfCvtFnStart || (IfCvtFnStop != -1 && FnNum > IfCvtFnStop)) {
 232     DOUT << " skipped\n";
 233     return false;
 234   }
 235   DOUT << "\n";
 236
 237   MF.RenumberBlocks();
 238   BBAnalysis.resize(MF.getNumBlockIDs());
 239
 240   // Look for root nodes, i.e. blocks without successors.
 241   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 242     if (I->succ_size() == 0)
 243       Roots.push_back(I);
 244
 245   std::vector<IfcvtToken*> Tokens;
 246   MadeChange = false;
 247   unsigned NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle +
 248     NumTriangleRev + NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 249   while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfCvts < IfCvtLimit) {
 250     // Do an intial analysis for each basic block and finding all the potential
 251     // candidates to perform if-convesion.
 252     bool Change = AnalyzeBlocks(MF, Tokens);
 253     while (!Tokens.empty()) {
 254       IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 255       Tokens.pop_back();
 256       BBInfo &BBI = Token->BBI;
 257       IfcvtKind Kind = Token->Kind;
 258
 259       // If the block has been evicted out of the queue or it has already been
 260       // marked dead (due to it being predicated), then skip it.
 261       if (BBI.IsDone)
 262         BBI.IsEnqueued = false;
 263       if (!BBI.IsEnqueued)
 264         continue;
 265
 266       BBI.IsEnqueued = false;
 267
 268       bool RetVal = false;
 269       switch (Kind) {
 270       default: assert(false && "Unexpected!");
 271         break;
 272       case ICSimple:
 273       case ICSimpleFalse: {
 274         bool isFalse = Kind == ICSimpleFalse;
 275         if ((isFalse && DisableSimpleF) || (!isFalse && DisableSimple)) break;
 276         DOUT << "Ifcvt (Simple" << (Kind == ICSimpleFalse ? " false" :"")
 277              << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
 278              << ((Kind == ICSimpleFalse)
 279                  ? BBI.FalseBB->getNumber()
 280                  : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ";
 281         RetVal = IfConvertSimple(BBI, Kind);
 282         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 283         if (RetVal)
 284           if (isFalse) NumSimpleFalse++;
 285           else         NumSimple++;
 286        break;
 287       }
 288       case ICTriangle:
 289       case ICTriangleRev:
 290       case ICTriangleFalse:
 291       case ICTriangleFRev: {
 292         bool isFalse = Kind == ICTriangleFalse;
 293         bool isRev   = (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev);
 294         if (DisableTriangle && !isFalse && !isRev) break;
 295         if (DisableTriangleR && !isFalse && isRev) break;
 296         if (DisableTriangleF && isFalse && !isRev) break;
 297         if (DisableTriangleFR && isFalse && isRev) break;
 298         DOUT << "Ifcvt (Triangle";
 299         if (isFalse)
 300           DOUT << " false";
 301         if (isRev)
 302           DOUT << " rev";
 303         DOUT << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 304              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 305              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 306         RetVal = IfConvertTriangle(BBI, Kind);
 307         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 308         if (RetVal) {
 309           if (isFalse) {
 310             if (isRev) NumTriangleFRev++;
 311             else       NumTriangleFalse++;
 312           } else {
 313             if (isRev) NumTriangleRev++;
 314             else       NumTriangle++;
 315           }
 316         }
 317         break;
 318       }
 319       case ICDiamond: {
 320         if (DisableDiamond) break;
 321         DOUT << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 322              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 323              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 324         RetVal = IfConvertDiamond(BBI, Kind, Token->NumDups, Token->NumDups2);
 325         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 326         if (RetVal) NumDiamonds++;
 327         break;
 328       }
 329       }
 330
 331       Change |= RetVal;
 332
 333       NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle + NumTriangleRev +
 334         NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 335       if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfCvts >= IfCvtLimit)
 336         break;
 337     }
 338
 339     if (!Change)
 340       break;
 341     MadeChange |= Change;
 342   }
 343
 344   // Delete tokens in case of early exit.
 345   while (!Tokens.empty()) {
 346     IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 347     Tokens.pop_back();
 348     delete Token;
 349   }
 350
 351   Tokens.clear();
 352   Roots.clear();
 353   BBAnalysis.clear();
 354
 355   return MadeChange;
 356 }
 357
 358 /// findFalseBlock - BB has a fallthrough. Find its 'false' successor given
 359 /// its 'true' successor.
 360 static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
 361                                          MachineBasicBlock *TrueBB) {
 362   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
 363          E = BB->succ_end(); SI != E; ++SI) {
 364     MachineBasicBlock *SuccBB = *SI;
 365     if (SuccBB != TrueBB)
 366       return SuccBB;
 367   }
 368   return NULL;
 369 }
 370
 371 /// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
 372 /// branchs. Swap block's 'true' and 'false' successors.
 373 bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
 374   if (!TII->ReverseBranchCondition(BBI.BrCond)) {
 375     TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 376     TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond);
 377     std::swap(BBI.TrueBB, BBI.FalseBB);
 378     return true;
 379   }
 380   return false;
 381 }
 382
 383 /// getNextBlock - Returns the next block in the function blocks ordering. If
 384 /// it is the end, returns NULL.
 385 static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 386   MachineFunction::iterator I = BB;
 387   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 388   if (++I == E)
 389     return NULL;
 390   return I;
 391 }
 392
 393 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
 394 /// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt. It also returns the
 395 /// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
 396 /// in Dups.
 397 bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const {
 398   Dups = 0;
 399   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 400     return false;
 401
 402   if (TrueBBI.IsBrAnalyzable)
 403     return false;
 404
 405   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 406     if (TrueBBI.CannotBeCopied ||
 407         TrueBBI.NonPredSize > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 408       return false;
 409     Dups = TrueBBI.NonPredSize;
 410   }
 411
 412   return true;
 413 }
 414
 415 /// ValidTriangle - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 416 /// with their common predecessor) forms a valid triangle shape for ifcvt.
 417 /// If 'FalseBranch' is true, it checks if 'true' block's false branch
 418 /// branches to the false branch rather than the other way around. It also
 419 /// returns the number of instructions that the ifcvt would need to duplicate
 420 /// if performed in 'Dups'.
 421 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 422                                 bool FalseBranch, unsigned &Dups) const {
 423   Dups = 0;
 424   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 425     return false;
 426
 427   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 428     if (TrueBBI.CannotBeCopied)
 429       return false;
 430
 431     unsigned Size = TrueBBI.NonPredSize;
 432     if (TrueBBI.IsBrAnalyzable) {
 433       if (TrueBBI.TrueBB && TrueBBI.BrCond.size() == 0)
 434         // End with an unconditional branch. It will be removed.
 435         --Size;
 436       else {
 437         MachineBasicBlock *FExit = FalseBranch
 438           ? TrueBBI.TrueBB : TrueBBI.FalseBB;
 439         if (FExit)
 440           // Require a conditional branch
 441           ++Size;
 442       }
 443     }
 444     if (Size > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 445       return false;
 446     Dups = Size;
 447   }
 448
 449   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
 450   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
 451     MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB;
 452     if (++I == TrueBBI.BB->getParent()->end())
 453       return false;
 454     TExit = I;
 455   }
 456   return TExit && TExit == FalseBBI.BB;
 457 }
 458
 459 static
 460 MachineBasicBlock::iterator firstNonBranchInst(MachineBasicBlock *BB,
 461                                                const TargetInstrInfo *TII) {
 462   MachineBasicBlock::iterator I = BB->end();
 463   while (I != BB->begin()) {
 464     --I;
 465     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
 466     if ((TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) == 0)
 467       break;
 468   }
 469   return I;
 470 }
 471
 472 /// ValidDiamond - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 473 /// with their common predecessor) forms a valid diamond shape for ifcvt.
 474 bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 475                                unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const {
 476   Dups1 = Dups2 = 0;
 477   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone ||
 478       FalseBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsDone)
 479     return false;
 480
 481   MachineBasicBlock *TT = TrueBBI.TrueBB;
 482   MachineBasicBlock *FT = FalseBBI.TrueBB;
 483
 484   if (!TT && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
 485     TT = getNextBlock(TrueBBI.BB);
 486   if (!FT && blockAlwaysFallThrough(FalseBBI))
 487     FT = getNextBlock(FalseBBI.BB);
 488   if (TT != FT)
 489     return false;
 490   if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
 491     return false;
 492   if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 || FalseBBI.BB->pred_size() > 1)
 493     return false;
 494
 495   // FIXME: Allow true block to have an early exit?
 496   if (TrueBBI.FalseBB || FalseBBI.FalseBB ||
 497       (TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred))
 498     return false;
 499
 500   MachineBasicBlock::iterator TI = TrueBBI.BB->begin();
 501   MachineBasicBlock::iterator FI = FalseBBI.BB->begin();
 502   while (TI != TrueBBI.BB->end() && FI != FalseBBI.BB->end()) {
 503     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 504       break;
 505     ++Dups1;
 506     ++TI;
 507     ++FI;
 508   }
 509
 510   TI = firstNonBranchInst(TrueBBI.BB, TII);
 511   FI = firstNonBranchInst(FalseBBI.BB, TII);
 512   while (TI != TrueBBI.BB->begin() && FI != FalseBBI.BB->begin()) {
 513     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 514       break;
 515     ++Dups2;
 516     --TI;
 517     --FI;
 518   }
 519
 520   return true;
 521 }
 522
 523 /// ScanInstructions - Scan all the instructions in the block to determine if
 524 /// the block is predicable. In most cases, that means all the instructions
 525 /// in the block has M_PREDICABLE flag. Also checks if the block contains any
 526 /// instruction which can clobber a predicate (e.g. condition code register).
 527 /// If so, the block is not predicable unless it's the last instruction.
 528 void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 529   if (BBI.IsDone)
 530     return;
 531
 532   bool AlreadyPredicated = BBI.Predicate.size() > 0;
 533   // First analyze the end of BB branches.
 534   BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
 535   BBI.BrCond.clear();
 536   BBI.IsBrAnalyzable =
 537     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
 538   BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == NULL;
 539
 540   if (BBI.BrCond.size()) {
 541     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
 542     // fallthrough.
 543     if (!BBI.FalseBB)
 544       BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);
 545     assert(BBI.FalseBB && "Expected to find the fallthrough block!");
 546   }
 547
 548   // Then scan all the instructions.
 549   BBI.NonPredSize = 0;
 550   BBI.ClobbersPred = false;
 551   bool SeenCondBr = false;
 552   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
 553        I != E; ++I) {
 554     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
 555     if ((TID->Flags & M_NOT_DUPLICABLE) != 0)
 556       BBI.CannotBeCopied = true;
 557
 558     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
 559     bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable &&
 560       (TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) != 0 && (TID->Flags & M_BARRIER_FLAG) == 0;
 561
 562     if (!isCondBr) {
 563       if (!isPredicated)
 564         BBI.NonPredSize++;
 565       else if (!AlreadyPredicated) {
 566         // FIXME: This instruction is already predicated before the
 567         // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
 568         // Mark this block unpredicable for now.
 569         BBI.IsUnpredicable = true;
 570         return;
 571       }
 572
 573     }
 574
 575     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
 576       // Predicate modification instruction should end the block (except for
 577       // already predicated instructions and end of block branches).
 578       if (isCondBr) {
 579         SeenCondBr = true;
 580
 581         // Conditional branches is not predicable. But it may be eliminated.
 582         continue;
 583       }
 584
 585       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
 586       // unpredicated instructions cannot be correctly predicated.
 587       BBI.IsUnpredicable = true;
 588       return;
 589     }
 590
 591     if (TID->Flags & M_CLOBBERS_PRED)
 592       BBI.ClobbersPred = true;
 593
 594     if ((TID->Flags & M_PREDICABLE) == 0) {
 595       BBI.IsUnpredicable = true;
 596       return;
 597     }
 598   }
 599 }
 600
 601 /// FeasibilityAnalysis - Determine if the block is a suitable candidate to be
 602 /// predicated by the specified predicate.
 603 bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 604                                       std::vector<MachineOperand> &Pred,
 605                                       bool isTriangle, bool RevBranch) {
 606   // If the block is dead or unpredicable, then it cannot be predicated.
 607   if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
 608     return false;
 609
 610   // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
 611   // predicate.
 612   if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
 613     return false;
 614
 615   if (BBI.BrCond.size()) {
 616     if (!isTriangle)
 617       return false;
 618
 619     // Test predicate subsumsion.
 620     std::vector<MachineOperand> RevPred(Pred);
 621     std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 622     if (RevBranch) {
 623       if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 624         return false;
 625     }
 626     if (TII->ReverseBranchCondition(RevPred) ||
 627         !TII->SubsumesPredicate(Cond, RevPred))
 628       return false;
 629   }
 630
 631   return true;
 632 }
 633
 634 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 635 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 636 /// if-conversion candidate.
 637 IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 638                                              std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 639   BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 640
 641   if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
 642     return BBI;
 643
 644   BBI.BB = BB;
 645   BBI.IsBeingAnalyzed = true;
 646
 647   ScanInstructions(BBI);
 648
 649   // Unanalyable or ends with fallthrough or unconditional branch.
 650   if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.size() == 0) {
 651     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 652     BBI.IsAnalyzed = true;
 653     return BBI;
 654   }
 655
 656   // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
 657   if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
 658     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 659     BBI.IsAnalyzed = true;
 660     return BBI;
 661   }
 662
 663   BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
 664   BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
 665
 666   if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
 667     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 668     BBI.IsAnalyzed = true;
 669     return BBI;
 670   }
 671
 672   std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
 673   bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 674
 675   unsigned Dups = 0;
 676   unsigned Dups2 = 0;
 677   bool TNeedSub = TrueBBI.Predicate.size() > 0;
 678   bool FNeedSub = FalseBBI.Predicate.size() > 0;
 679   bool Enqueued = false;
 680   if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
 681       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 682       MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 683       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
 684       FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 685     // Diamond:
 686     //   EBB
 687     //   / \_
 688     //  |   |
 689     // TBB FBB
 690     //   \ /
 691     //  TailBB
 692     // Note TailBB can be empty.
 693     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
 694                                     Dups2));
 695     Enqueued = true;
 696   }
 697
 698   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups) &&
 699       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 700       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
 701     // Triangle:
 702     //   EBB
 703     //   | \_
 704     //   |  |
 705     //   | TBB
 706     //   |  /
 707     //   FBB
 708     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
 709     Enqueued = true;
 710   }
 711
 712   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups) &&
 713       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 714       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
 715     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
 716     Enqueued = true;
 717   }
 718
 719   if (ValidSimple(TrueBBI, Dups) &&
 720       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 721       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
 722     // Simple (split, no rejoin):
 723     //   EBB
 724     //   | \_
 725     //   |  |
 726     //   | TBB---> exit
 727     //   |
 728     //   FBB
 729     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
 730     Enqueued = true;
 731   }
 732
 733   if (CanRevCond) {
 734     // Try the other path...
 735     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups) &&
 736         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 737         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
 738       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
 739       Enqueued = true;
 740     }
 741
 742     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups) &&
 743         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 744         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
 745       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
 746       Enqueued = true;
 747     }
 748
 749     if (ValidSimple(FalseBBI, Dups) &&
 750         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 751         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 752       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
 753       Enqueued = true;
 754     }
 755   }
 756
 757   BBI.IsEnqueued = Enqueued;
 758   BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 759   BBI.IsAnalyzed = true;
 760   return BBI;
 761 }
 762
 763 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
 764 /// candidates. It returns true if any CFG restructuring is done to expose more
 765 /// if-conversion opportunities.
 766 bool IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 767                                 std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 768   bool Change = false;
 769   std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
 770   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
 771     for (idf_ext_iterator<MachineBasicBlock*> I=idf_ext_begin(Roots[i],Visited),
 772            E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); I != E; ++I) {
 773       MachineBasicBlock *BB = *I;
 774       AnalyzeBlock(BB, Tokens);
 775     }
 776   }
 777
 778   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
 779   std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
 780
 781   return Change;
 782 }
 783
 784 /// canFallThroughTo - Returns true either if ToBB is the next block after BB or
 785 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 786 /// next block).
 787 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
 788   MachineFunction::iterator I = BB;
 789   MachineFunction::iterator TI = ToBB;
 790   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 791   while (++I != TI)
 792     if (I == E || !I->empty())
 793       return false;
 794   return true;
 795 }
 796
 797 /// InvalidatePreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
 798 /// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
 799 /// dequeue it!
 800 void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
 801   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
 802          E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 803     BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
 804     if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
 805       continue;
 806     PBBI.IsAnalyzed = false;
 807     PBBI.IsEnqueued = false;
 808   }
 809 }
 810
 811 /// InsertUncondBranch - Inserts an unconditional branch from BB to ToBB.
 812 ///
 813 static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
 814                                const TargetInstrInfo *TII) {
 815   std::vector<MachineOperand> NoCond;
 816   TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond);
 817 }
 818
 819 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 820 /// successors.
 821 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
 822   MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
 823   std::vector<MachineOperand> Cond;
 824   if (!TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond))
 825     BBI.BB->CorrectExtraCFGEdges(TBB, FBB, !Cond.empty());
 826 }
 827
 828 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 829 ///
 830 bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 831   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 832   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 833   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 834   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 835
 836   std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 837   if (Kind == ICSimpleFalse)
 838     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 839
 840   if (CvtBBI->IsDone ||
 841       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 842     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 843     BBI.IsAnalyzed = false;
 844     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 845     return false;
 846   }
 847
 848   if (Kind == ICSimpleFalse)
 849     TII->ReverseBranchCondition(Cond);
 850
 851   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
 852     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 853     // Copy instructions in the true block, predicate them add them to
 854     // the entry block.
 855     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond);
 856   } else {
 857     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 858
 859     // Merge converted block into entry block.
 860     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 861     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 862   }
 863
 864   bool IterIfcvt = true;
 865   if (!canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB)) {
 866     InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 867     BBI.HasFallThrough = false;
 868     // Now ifcvt'd block will look like this:
 869     // BB:
 870     // ...
 871     // t, f = cmp
 872     // if t op
 873     // b BBf
 874     //
 875     // We cannot further ifcvt this block because the unconditional branch
 876     // will have to be predicated on the new condition, that will not be
 877     // available if cmp executes.
 878     IterIfcvt = false;
 879   }
 880
 881   RemoveExtraEdges(BBI);
 882
 883   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
 884   if (!IterIfcvt)
 885     BBI.IsDone = true;
 886   InvalidatePreds(BBI.BB);
 887   CvtBBI->IsDone = true;
 888
 889   // FIXME: Must maintain LiveIns.
 890   return true;
 891 }
 892
 893 /// IfConvertTriangle - If convert a triangle sub-CFG.
 894 ///
 895 bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 896   BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 897   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 898   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 899   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 900
 901   std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 902   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 903     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 904
 905   if (CvtBBI->IsDone ||
 906       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 907     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 908     BBI.IsAnalyzed = false;
 909     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 910     return false;
 911   }
 912
 913   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 914     TII->ReverseBranchCondition(Cond);
 915
 916   if (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev) {
 917     ReverseBranchCondition(*CvtBBI);
 918     // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
 919     // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
 920     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
 921            E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 922       MachineBasicBlock *PBB = *PI;
 923       if (PBB == BBI.BB)
 924         continue;
 925       BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
 926       if (PBBI.IsEnqueued) {
 927         PBBI.IsAnalyzed = false;
 928         PBBI.IsEnqueued = false;
 929       }
 930     }
 931   }
 932
 933   bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
 934   bool DupBB = CvtBBI->BB->pred_size() > 1;
 935   if (DupBB) {
 936     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 937     // Copy instructions in the true block, predicate them add them to
 938     // the entry block.
 939     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, true);
 940   } else {
 941     // Predicate the 'true' block after removing its branch.
 942     CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
 943     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 944   }
 945
 946   if (!DupBB) {
 947     // Now merge the entry of the triangle with the true block.
 948     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 949     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 950   }
 951
 952   // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
 953   if (HasEarlyExit) {
 954     std::vector<MachineOperand> RevCond(CvtBBI->BrCond);
 955     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
 956       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 957     TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond);
 958     BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
 959   }
 960
 961   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
 962   // predecessors. Otherwise, add a unconditional branch from to 'false'.
 963   bool FalseBBDead = false;
 964   bool IterIfcvt = true;
 965   bool isFallThrough = canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB);
 966   if (!isFallThrough) {
 967     // Only merge them if the true block does not fallthrough to the false
 968     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
 969     // ifcvt the blocks.
 970     if (!HasEarlyExit &&
 971         NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough) {
 972       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
 973       FalseBBDead = true;
 974     } else {
 975       InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 976       BBI.HasFallThrough = false;
 977     }
 978     // Mixed predicated and unpredicated code. This cannot be iteratively
 979     // predicated.
 980     IterIfcvt = false;
 981   }
 982
 983   RemoveExtraEdges(BBI);
 984
 985   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
 986   if (!IterIfcvt)
 987     BBI.IsDone = true;
 988   InvalidatePreds(BBI.BB);
 989   CvtBBI->IsDone = true;
 990   if (FalseBBDead)
 991     NextBBI->IsDone = true;
 992
 993   // FIXME: Must maintain LiveIns.
 994   return true;
 995 }
 996
 997 /// IfConvertDiamond - If convert a diamond sub-CFG.
 998 ///
 999 bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
1000                                    unsigned NumDups1, unsigned NumDups2) {
1001   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
1002   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
1003   MachineBasicBlock *TailBB = TrueBBI.TrueBB;
1004   // True block must fall through or ended with unanalyzable terminator.
1005   if (!TailBB) {
1006     if (blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
1007       TailBB = FalseBBI.TrueBB;
1008     assert((TailBB || !TrueBBI.IsBrAnalyzable) && "Unexpected!");
1009   }
1010
1011   if (TrueBBI.IsDone || FalseBBI.IsDone ||
1012       TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
1013       FalseBBI.BB->pred_size() > 1) {
1014     // Something has changed. It's no longer safe to predicate these blocks.
1015     BBI.IsAnalyzed = false;
1016     TrueBBI.IsAnalyzed = false;
1017     FalseBBI.IsAnalyzed = false;
1018     return false;
1019   }
1020
1021   // Merge the 'true' and 'false' blocks by copying the instructions
1022   // from the 'false' block to the 'true' block. That is, unless the true
1023   // block would clobber the predicate, in that case, do the opposite.
1024   BBInfo *BBI1 = &TrueBBI;
1025   BBInfo *BBI2 = &FalseBBI;
1026   std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
1027   TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
1028   std::vector<MachineOperand> *Cond1 = &BBI.BrCond;
1029   std::vector<MachineOperand> *Cond2 = &RevCond;
1030
1031   // Figure out the more profitable ordering.
1032   bool DoSwap = false;
1033   if (TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred)
1034     DoSwap = true;
1035   else if (TrueBBI.ClobbersPred == FalseBBI.ClobbersPred) {
1036     if (TrueBBI.NonPredSize > FalseBBI.NonPredSize)
1037       DoSwap = true;
1038   }
1039   if (DoSwap) {
1040     std::swap(BBI1, BBI2);
1041     std::swap(Cond1, Cond2);
1042   }
1043
1044   // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
1045   BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1046
1047   // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
1048   MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
1049   MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
1050   BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
1051   BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
1052   while (NumDups1 != 0) {
1053     ++DI1;
1054     ++DI2;
1055     --NumDups1;
1056   }
1057   BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
1058   BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
1059
1060   // Predicate the 'true' block after removing its branch.
1061   BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
1062   DI1 = BBI1->BB->end();
1063   for (unsigned i = 0; i != NumDups2; ++i)
1064     --DI1;
1065   BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
1066   PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1);
1067
1068   // Predicate the 'false' block.
1069   BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
1070   DI2 = BBI2->BB->end();
1071   while (NumDups2 != 0) {
1072     --DI2;
1073     --NumDups2;
1074   }
1075   PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2);
1076
1077   // Merge the true block into the entry of the diamond.
1078   MergeBlocks(BBI, *BBI1);
1079   MergeBlocks(BBI, *BBI2);
1080
1081   // If the if-converted block fallthrough or unconditionally branch into the
1082   // tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
1083   // fold the tail block in as well. Otherwise, unless it falls through to the
1084   // tail, add a unconditional branch to it.
1085   if (TailBB) {
1086     BBInfo TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
1087     if (TailBB->pred_size() == 1 && !TailBBI.HasFallThrough) {
1088       BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1089       MergeBlocks(BBI, TailBBI);
1090       TailBBI.IsDone = true;
1091     } else {
1092       InsertUncondBranch(BBI.BB, TailBB, TII);
1093       BBI.HasFallThrough = false;
1094     }
1095   }
1096
1097   RemoveExtraEdges(BBI);
1098
1099   // Update block info.
1100   BBI.IsDone = TrueBBI.IsDone = FalseBBI.IsDone = true;
1101   InvalidatePreds(BBI.BB);
1102
1103   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1104   return true;
1105 }
1106
1107 /// PredicateBlock - Predicate instructions from the start of the block to the
1108 /// specified end with the specified condition.
1109 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
1110                                  MachineBasicBlock::iterator E,
1111                                  std::vector<MachineOperand> &Cond) {
1112   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
1113     if (TII->isPredicated(I))
1114       continue;
1115     if (!TII->PredicateInstruction(I, Cond)) {
1116       cerr << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
1117       abort();
1118     }
1119   }
1120
1121   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
1122
1123   BBI.IsAnalyzed = false;
1124   BBI.NonPredSize = 0;
1125
1126   NumIfConvBBs++;
1127 }
1128
1129 /// CopyAndPredicateBlock - Copy and predicate instructions from source BB to
1130 /// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
1131 void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
1132                                         std::vector<MachineOperand> &Cond,
1133                                         bool IgnoreBr) {
1134   for (MachineBasicBlock::iterator I = FromBBI.BB->begin(),
1135          E = FromBBI.BB->end(); I != E; ++I) {
1136     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
1137     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
1138     // Do not copy the end of the block branches.
1139     if (IgnoreBr && !isPredicated && (TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) != 0)
1140       break;
1141
1142     MachineInstr *MI = I->clone();
1143     ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
1144     ToBBI.NonPredSize++;
1145
1146     if (!isPredicated)
1147       if (!TII->PredicateInstruction(MI, Cond)) {
1148         cerr << "Unable to predicate " << *MI << "!\n";
1149         abort();
1150       }
1151   }
1152
1153   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1154                                          FromBBI.BB->succ_end());
1155   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1156   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1157
1158   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1159     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1160     // Fallthrough edge can't be transferred.
1161     if (Succ == FallThrough)
1162       continue;
1163     if (!ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
1164       ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1165   }
1166
1167   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1168             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1169   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1170
1171   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1172   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1173
1174   NumDupBBs++;
1175 }
1176
1177 /// MergeBlocks - Move all instructions from FromBB to the end of ToBB.
1178 ///
1179 void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
1180   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
1181                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
1182
1183   // Redirect all branches to FromBB to ToBB.
1184   std::vector<MachineBasicBlock *> Preds(FromBBI.BB->pred_begin(),
1185                                          FromBBI.BB->pred_end());
1186   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1187     MachineBasicBlock *Pred = Preds[i];
1188     if (Pred == ToBBI.BB)
1189       continue;
1190     Pred->ReplaceUsesOfBlockWith(FromBBI.BB, ToBBI.BB);
1191   }
1192
1193   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1194                                          FromBBI.BB->succ_end());
1195   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1196   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1197
1198   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1199     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1200     // Fallthrough edge can't be transferred.
1201     if (Succ == FallThrough)
1202       continue;
1203     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
1204     if (!ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
1205       ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1206   }
1207
1208   // Now FromBBI always fall through to the next block!
1209   if (NBB && !FromBBI.BB->isSuccessor(NBB))
1210     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
1211
1212   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1213             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1214   FromBBI.Predicate.clear();
1215
1216   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
1217   FromBBI.NonPredSize = 0;
1218
1219   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1220   ToBBI.HasFallThrough = FromBBI.HasFallThrough;
1221   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1222   FromBBI.IsAnalyzed = false;
1223 }