IfConversion: Try to unbreak the MSVC build.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / IfConversion.cpp
index 02fbfeee54ca6eed69d39c2a7d08f226f981d008..a816e5ec223f6e1183c6310d41b36a6a372e31a1 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the Evan Cheng and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "ifcvt"
-#include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
+#include "BranchFolding.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineBranchProbabilityInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/TargetSchedule.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveRegUnits.h"
+#include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
-#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  // Hidden options for help debugging.
-  cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
-  cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
-  cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple", 
-                              cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false", 
-                               cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle", 
-                                cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev", 
-                                 cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false", 
-                                 cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev", 
-                                  cl::init(false), cl::Hidden);
-  cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond", 
-                               cl::init(false), cl::Hidden);
-}
+// Hidden options for help debugging.
+static cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
+static cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
+static cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple",
+                                   cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false",
+                                    cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle",
+                                     cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev",
+                                      cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false",
+                                      cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev",
+                                       cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond",
+                                    cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<bool> IfCvtBranchFold("ifcvt-branch-fold",
+                                     cl::init(true), cl::Hidden);
 
 STATISTIC(NumSimple,       "Number of simple if-conversions performed");
 STATISTIC(NumSimpleFalse,  "Number of simple (F) if-conversions performed");
@@ -54,17 +66,19 @@ STATISTIC(NumTriangleFalse,"Number of triangle (F) if-conversions performed");
 STATISTIC(NumTriangleFRev, "Number of triangle (F/R) if-conversions performed");
 STATISTIC(NumDiamonds,     "Number of diamond if-conversions performed");
 STATISTIC(NumIfConvBBs,    "Number of if-converted blocks");
+STATISTIC(NumDupBBs,       "Number of duplicated blocks");
+STATISTIC(NumUnpred,       "Number of true blocks of diamonds unpredicated");
 
 namespace {
   class IfConverter : public MachineFunctionPass {
-    enum BBICKind {
+    enum IfcvtKind {
       ICNotClassfied,  // BB data valid, but not classified.
-      ICSimple,        // BB is entry of an one split, no rejoin sub-CFG.
       ICSimpleFalse,   // Same as ICSimple, but on the false path.
-      ICTriangle,      // BB is entry of a triangle sub-CFG.
+      ICSimple,        // BB is entry of an one split, no rejoin sub-CFG.
+      ICTriangleFRev,  // Same as ICTriangleFalse, but false path rev condition.
       ICTriangleRev,   // Same as ICTriangle, but true path rev condition.
       ICTriangleFalse, // Same as ICTriangle, but on the false path.
-      ICTriangleFRev,  // Same as ICTriangleFalse, but false path rev condition.
+      ICTriangle,      // BB is entry of a triangle sub-CFG.
       ICDiamond        // BB is entry of a diamond sub-CFG.
     };
 
@@ -75,7 +89,6 @@ namespace {
     /// diamond shape), its size, whether it's predicable, and whether any
     /// instruction can clobber the 'would-be' predicate.
     ///
-    /// Kind            - Type of block. See BBICKind.
     /// IsDone          - True if BB is not to be considered for ifcvt.
     /// IsBeingAnalyzed - True if BB is currently being analyzed.
     /// IsAnalyzed      - True if BB has been analyzed (info is still valid).
@@ -83,15 +96,16 @@ namespace {
     /// IsBrAnalyzable  - True if AnalyzeBranch() returns false.
     /// HasFallThrough  - True if BB may fallthrough to the following BB.
     /// IsUnpredicable  - True if BB is known to be unpredicable.
-    /// ClobbersPredicate- True if BB would modify the predicate (e.g. has
+    /// ClobbersPred    - True if BB could modify predicates (e.g. has
     ///                   cmp, call, etc.)
     /// NonPredSize     - Number of non-predicated instructions.
+    /// ExtraCost       - Extra cost for multi-cycle instructions.
+    /// ExtraCost2      - Some instructions are slower when predicated
     /// BB              - Corresponding MachineBasicBlock.
     /// TrueBB / FalseBB- See AnalyzeBranch().
     /// BrCond          - Conditions for end of block conditional branches.
     /// Predicate       - Predicate used in the BB.
     struct BBInfo {
-      BBICKind Kind;
       bool IsDone          : 1;
       bool IsBeingAnalyzed : 1;
       bool IsAnalyzed      : 1;
@@ -99,181 +113,292 @@ namespace {
       bool IsBrAnalyzable  : 1;
       bool HasFallThrough  : 1;
       bool IsUnpredicable  : 1;
+      bool CannotBeCopied  : 1;
       bool ClobbersPred    : 1;
       unsigned NonPredSize;
+      unsigned ExtraCost;
+      unsigned ExtraCost2;
       MachineBasicBlock *BB;
       MachineBasicBlock *TrueBB;
       MachineBasicBlock *FalseBB;
-      MachineBasicBlock *TailBB;
-      std::vector<MachineOperand> BrCond;
-      std::vector<MachineOperand> Predicate;
-      BBInfo() : Kind(ICNotClassfied), IsDone(false), IsBeingAnalyzed(false),
+      SmallVector<MachineOperand, 4> BrCond;
+      SmallVector<MachineOperand, 4> Predicate;
+      BBInfo() : IsDone(false), IsBeingAnalyzed(false),
                  IsAnalyzed(false), IsEnqueued(false), IsBrAnalyzable(false),
                  HasFallThrough(false), IsUnpredicable(false),
-                 ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
-                 BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0), TailBB(0) {}
+                 CannotBeCopied(false), ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
+                 ExtraCost(0), ExtraCost2(0), BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0) {}
     };
 
-    /// Roots - Basic blocks that do not have successors. These are the starting
-    /// points of Graph traversal.
-    std::vector<MachineBasicBlock*> Roots;
+    /// IfcvtToken - Record information about pending if-conversions to attempt:
+    /// BBI             - Corresponding BBInfo.
+    /// Kind            - Type of block. See IfcvtKind.
+    /// NeedSubsumption - True if the to-be-predicated BB has already been
+    ///                   predicated.
+    /// NumDups      - Number of instructions that would be duplicated due
+    ///                   to this if-conversion. (For diamonds, the number of
+    ///                   identical instructions at the beginnings of both
+    ///                   paths).
+    /// NumDups2     - For diamonds, the number of identical instructions
+    ///                   at the ends of both paths.
+    struct IfcvtToken {
+      BBInfo &BBI;
+      IfcvtKind Kind;
+      bool NeedSubsumption;
+      unsigned NumDups;
+      unsigned NumDups2;
+      IfcvtToken(BBInfo &b, IfcvtKind k, bool s, unsigned d, unsigned d2 = 0)
+        : BBI(b), Kind(k), NeedSubsumption(s), NumDups(d), NumDups2(d2) {}
+    };
 
     /// BBAnalysis - Results of if-conversion feasibility analysis indexed by
     /// basic block number.
     std::vector<BBInfo> BBAnalysis;
+    TargetSchedModel SchedModel;
 
-    const TargetLowering *TLI;
+    const TargetLoweringBase *TLI;
     const TargetInstrInfo *TII;
+    const TargetRegisterInfo *TRI;
+    const MachineBranchProbabilityInfo *MBPI;
+    MachineRegisterInfo *MRI;
+
+    bool PreRegAlloc;
     bool MadeChange;
+    int FnNum;
   public:
     static char ID;
-    IfConverter() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+    IfConverter() : MachineFunctionPass(ID), FnNum(-1) {
+      initializeIfConverterPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
+
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
-    virtual const char *getPassName() const { return "If converter"; }
 
   private:
     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
-    bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI) const;
+    bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups,
+                     const BranchProbability &Prediction) const;
     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
-                       bool FalseBranch = false) const;
-    bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI) const;
+                       bool FalseBranch, unsigned &Dups,
+                       const BranchProbability &Prediction) const;
+    bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
+                      unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
-    BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB);
-    bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, std::vector<MachineOperand> &Cond,
+    BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
+                         std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
+    bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
-    bool AttemptRestructuring(BBInfo &BBI);
-    bool AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
-                       std::vector<BBInfo*> &Candidates);
-    void ReTryPreds(MachineBasicBlock *BB);
+    void AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF, std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
+    void InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB);
     void RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI);
-    bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI);
-    bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI);
-    bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI);
+    bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
+    bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
+    bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
+                          unsigned NumDups1, unsigned NumDups2);
     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
-                        std::vector<MachineOperand> &Cond,
-                        bool IgnoreTerm = false);
-    void MergeBlocks(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI);
+                        MachineBasicBlock::iterator E,
+                        SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                        LiveRegUnits &Redefs,
+                        SmallSet<unsigned, 4> *LaterRedefs = 0);
+    void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
+                               SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                               LiveRegUnits &Redefs,
+                               const LiveRegUnits *DontKill = 0,
+                               bool IgnoreBr = false);
+    void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI, bool AddEdges = true);
+
+    bool MeetIfcvtSizeLimit(MachineBasicBlock &BB,
+                            unsigned Cycle, unsigned Extra,
+                            const BranchProbability &Prediction) const {
+      return Cycle > 0 && TII->isProfitableToIfCvt(BB, Cycle, Extra,
+                                                   Prediction);
+    }
+
+    bool MeetIfcvtSizeLimit(MachineBasicBlock &TBB,
+                            unsigned TCycle, unsigned TExtra,
+                            MachineBasicBlock &FBB,
+                            unsigned FCycle, unsigned FExtra,
+                            const BranchProbability &Prediction) const {
+      return TCycle > 0 && FCycle > 0 &&
+        TII->isProfitableToIfCvt(TBB, TCycle, TExtra, FBB, FCycle, FExtra,
+                                 Prediction);
+    }
 
     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
       return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
     }
 
-    // IfcvtCandidateCmp - Used to sort if-conversion candidates.
-    static bool IfcvtCandidateCmp(BBInfo* C1, BBInfo* C2){
-      // Favor diamond over triangle, etc.
-      return (unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind;
+    // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
+    static bool IfcvtTokenCmp(IfcvtToken *C1, IfcvtToken *C2) {
+      int Incr1 = (C1->Kind == ICDiamond)
+        ? -(int)(C1->NumDups + C1->NumDups2) : (int)C1->NumDups;
+      int Incr2 = (C2->Kind == ICDiamond)
+        ? -(int)(C2->NumDups + C2->NumDups2) : (int)C2->NumDups;
+      if (Incr1 > Incr2)
+        return true;
+      else if (Incr1 == Incr2) {
+        // Favors subsumption.
+        if (C1->NeedSubsumption == false && C2->NeedSubsumption == true)
+          return true;
+        else if (C1->NeedSubsumption == C2->NeedSubsumption) {
+          // Favors diamond over triangle, etc.
+          if ((unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind)
+            return true;
+          else if (C1->Kind == C2->Kind)
+            return C1->BBI.BB->getNumber() < C2->BBI.BB->getNumber();
+        }
+      }
+      return false;
     }
   };
+
   char IfConverter::ID = 0;
 }
 
-FunctionPass *llvm::createIfConverterPass() { return new IfConverter(); }
+char &llvm::IfConverterID = IfConverter::ID;
+
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(IfConverter, "if-converter", "If Converter", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
+INITIALIZE_PASS_END(IfConverter, "if-converter", "If Converter", false, false)
 
 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
+  TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
+  MBPI = &getAnalysis<MachineBranchProbabilityInfo>();
+  MRI = &MF.getRegInfo();
+
+  const TargetSubtargetInfo &ST =
+    MF.getTarget().getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  SchedModel.init(*ST.getSchedModel(), &ST, TII);
+
   if (!TII) return false;
 
-  static int FnNum = -1;
-  DOUT << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
-       << MF.getFunction()->getName() << "\'";
+  PreRegAlloc = MRI->isSSA();
+
+  bool BFChange = false;
+  if (!PreRegAlloc) {
+    // Tail merge tend to expose more if-conversion opportunities.
+    BranchFolder BF(true, false);
+    BFChange = BF.OptimizeFunction(MF, TII,
+                                   MF.getTarget().getRegisterInfo(),
+                                   getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>());
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
+               << MF.getName() << "\'");
 
   if (FnNum < IfCvtFnStart || (IfCvtFnStop != -1 && FnNum > IfCvtFnStop)) {
-    DOUT << " skipped\n";
+    DEBUG(dbgs() << " skipped\n");
     return false;
   }
-  DOUT << "\n";
+  DEBUG(dbgs() << "\n");
 
   MF.RenumberBlocks();
   BBAnalysis.resize(MF.getNumBlockIDs());
 
-  // Look for root nodes, i.e. blocks without successors.
-  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
-    if (I->succ_size() == 0)
-      Roots.push_back(I);
-
-  std::vector<BBInfo*> Candidates;
+  std::vector<IfcvtToken*> Tokens;
   MadeChange = false;
-  while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfConvBBs < IfCvtLimit) {
-    // Do an intial analysis for each basic block and finding all the potential
-    // candidates to perform if-convesion.
-    bool Change = AnalyzeBlocks(MF, Candidates);
-    while (!Candidates.empty()) {
-      BBInfo &BBI = *Candidates.back();
-      Candidates.pop_back();
+  unsigned NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle +
+    NumTriangleRev + NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
+  while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfCvts < IfCvtLimit) {
+    // Do an initial analysis for each basic block and find all the potential
+    // candidates to perform if-conversion.
+    bool Change = false;
+    AnalyzeBlocks(MF, Tokens);
+    while (!Tokens.empty()) {
+      IfcvtToken *Token = Tokens.back();
+      Tokens.pop_back();
+      BBInfo &BBI = Token->BBI;
+      IfcvtKind Kind = Token->Kind;
+      unsigned NumDups = Token->NumDups;
+      unsigned NumDups2 = Token->NumDups2;
+
+      delete Token;
 
       // If the block has been evicted out of the queue or it has already been
       // marked dead (due to it being predicated), then skip it.
-      if (!BBI.IsEnqueued || BBI.IsDone)
+      if (BBI.IsDone)
+        BBI.IsEnqueued = false;
+      if (!BBI.IsEnqueued)
         continue;
 
+      BBI.IsEnqueued = false;
+
       bool RetVal = false;
-      switch (BBI.Kind) {
-      default: assert(false && "Unexpected!");
-        break;
+      switch (Kind) {
+      default: llvm_unreachable("Unexpected!");
       case ICSimple:
       case ICSimpleFalse: {
-        bool isFalse = BBI.Kind == ICSimpleFalse;
+        bool isFalse = Kind == ICSimpleFalse;
         if ((isFalse && DisableSimpleF) || (!isFalse && DisableSimple)) break;
-        DOUT << "Ifcvt (Simple" << (BBI.Kind == ICSimpleFalse ? " false" : "")
-             << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
-             << ((BBI.Kind == ICSimpleFalse)
-                 ? BBI.FalseBB->getNumber() : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ";
-        RetVal = IfConvertSimple(BBI);
-        DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
-        if (RetVal)
-          if (isFalse) NumSimpleFalse++;
-          else         NumSimple++;
+        DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Simple" << (Kind == ICSimpleFalse ?
+                                            " false" : "")
+                     << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
+                     << ((Kind == ICSimpleFalse)
+                         ? BBI.FalseBB->getNumber()
+                         : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ");
+        RetVal = IfConvertSimple(BBI, Kind);
+        DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
+        if (RetVal) {
+          if (isFalse) ++NumSimpleFalse;
+          else         ++NumSimple;
+        }
        break;
       }
       case ICTriangle:
       case ICTriangleRev:
       case ICTriangleFalse:
       case ICTriangleFRev: {
-        bool isFalse    = BBI.Kind == ICTriangleFalse;
-        bool isRev      = (BBI.Kind == ICTriangleRev || BBI.Kind == ICTriangleFRev);
+        bool isFalse Kind == ICTriangleFalse;
+        bool isRev   = (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev);
         if (DisableTriangle && !isFalse && !isRev) break;
         if (DisableTriangleR && !isFalse && isRev) break;
         if (DisableTriangleF && isFalse && !isRev) break;
         if (DisableTriangleFR && isFalse && isRev) break;
-        DOUT << "Ifcvt (Triangle";
+        DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Triangle");
         if (isFalse)
-          DOUT << " false";
+          DEBUG(dbgs() << " false");
         if (isRev)
-          DOUT << " rev";
-        DOUT << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
-             << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:" << BBI.FalseBB->getNumber()
-             << ") ";
-        RetVal = IfConvertTriangle(BBI);
-        DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
+          DEBUG(dbgs() << " rev");
+        DEBUG(dbgs() << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
+                     << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
+                     << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ");
+        RetVal = IfConvertTriangle(BBI, Kind);
+        DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
         if (RetVal) {
           if (isFalse) {
-            if (isRev) NumTriangleFRev++;
-            else       NumTriangleFalse++;
+            if (isRev) ++NumTriangleFRev;
+            else       ++NumTriangleFalse;
           } else {
-            if (isRev) NumTriangleRev++;
-            else       NumTriangle++;
+            if (isRev) ++NumTriangleRev;
+            else       ++NumTriangle;
           }
         }
         break;
       }
-      case ICDiamond:
+      case ICDiamond: {
         if (DisableDiamond) break;
-        DOUT << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
-             << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:" << BBI.FalseBB->getNumber();
-        if (BBI.TailBB)
-          DOUT << "," << BBI.TailBB->getNumber() ;
-        DOUT << ") ";
-        RetVal = IfConvertDiamond(BBI);
-        DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
-        if (RetVal) NumDiamonds++;
+        DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
+                     << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
+                     << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ");
+        RetVal = IfConvertDiamond(BBI, Kind, NumDups, NumDups2);
+        DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
+        if (RetVal) ++NumDiamonds;
         break;
       }
+      }
+
       Change |= RetVal;
 
-      if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfConvBBs >= IfCvtLimit)
+      NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle + NumTriangleRev +
+        NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
+      if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfCvts >= IfCvtLimit)
         break;
     }
 
@@ -282,12 +407,29 @@ bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
     MadeChange |= Change;
   }
 
-  Roots.clear();
+  // Delete tokens in case of early exit.
+  while (!Tokens.empty()) {
+    IfcvtToken *Token = Tokens.back();
+    Tokens.pop_back();
+    delete Token;
+  }
+
+  Tokens.clear();
   BBAnalysis.clear();
 
+  if (MadeChange && IfCvtBranchFold) {
+    BranchFolder BF(false, false);
+    BF.OptimizeFunction(MF, TII,
+                        MF.getTarget().getRegisterInfo(),
+                        getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>());
+  }
+
+  MadeChange |= BFChange;
   return MadeChange;
 }
 
+/// findFalseBlock - BB has a fallthrough. Find its 'false' successor given
+/// its 'true' successor.
 static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
                                          MachineBasicBlock *TrueBB) {
   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
@@ -299,10 +441,13 @@ static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
   return NULL;
 }
 
+/// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
+/// branch. Swap block's 'true' and 'false' successors.
 bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
+  DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
   if (!TII->ReverseBranchCondition(BBI.BrCond)) {
     TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
-    TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond);
+    TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond, dl);
     std::swap(BBI.TrueBB, BBI.FalseBB);
     return true;
   }
@@ -320,24 +465,63 @@ static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 }
 
 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
-/// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt.
-bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI) const {
-  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed)
+/// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt. It also returns the
+/// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
+/// in Dups.
+bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups,
+                              const BranchProbability &Prediction) const {
+  Dups = 0;
+  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
+    return false;
+
+  if (TrueBBI.IsBrAnalyzable)
     return false;
 
-  return !blockAlwaysFallThrough(TrueBBI) &&
-    TrueBBI.BrCond.size() == 0 && TrueBBI.BB->pred_size() == 1;
+  if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
+    if (TrueBBI.CannotBeCopied ||
+        !TII->isProfitableToDupForIfCvt(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize,
+                                        Prediction))
+      return false;
+    Dups = TrueBBI.NonPredSize;
+  }
+
+  return true;
 }
 
 /// ValidTriangle - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 /// with their common predecessor) forms a valid triangle shape for ifcvt.
+/// If 'FalseBranch' is true, it checks if 'true' block's false branch
+/// branches to the 'false' block rather than the other way around. It also
+/// returns the number of instructions that the ifcvt would need to duplicate
+/// if performed in 'Dups'.
 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
-                                bool FalseBranch) const {
-  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed)
+                                bool FalseBranch, unsigned &Dups,
+                                const BranchProbability &Prediction) const {
+  Dups = 0;
+  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
     return false;
 
-  if (TrueBBI.BB->pred_size() != 1)
-    return false;
+  if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
+    if (TrueBBI.CannotBeCopied)
+      return false;
+
+    unsigned Size = TrueBBI.NonPredSize;
+    if (TrueBBI.IsBrAnalyzable) {
+      if (TrueBBI.TrueBB && TrueBBI.BrCond.empty())
+        // Ends with an unconditional branch. It will be removed.
+        --Size;
+      else {
+        MachineBasicBlock *FExit = FalseBranch
+          ? TrueBBI.TrueBB : TrueBBI.FalseBB;
+        if (FExit)
+          // Require a conditional branch
+          ++Size;
+      }
+    }
+    if (!TII->isProfitableToDupForIfCvt(*TrueBBI.BB, Size, Prediction))
+      return false;
+    Dups = Size;
+  }
 
   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
@@ -351,8 +535,11 @@ bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 
 /// ValidDiamond - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 /// with their common predecessor) forms a valid diamond shape for ifcvt.
-bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI) const {
-  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsBeingAnalyzed)
+bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
+                               unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const {
+  Dups1 = Dups2 = 0;
+  if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone ||
+      FalseBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsDone)
     return false;
 
   MachineBasicBlock *TT = TrueBBI.TrueBB;
@@ -366,23 +553,95 @@ bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI) const {
     return false;
   if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
     return false;
-  // FIXME: Allow false block to have an early exit?
-  return (TrueBBI.BB->pred_size() == 1 &&
-          FalseBBI.BB->pred_size() == 1 &&
-          !TrueBBI.FalseBB && !FalseBBI.FalseBB);
+  if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 || FalseBBI.BB->pred_size() > 1)
+    return false;
+
+  // FIXME: Allow true block to have an early exit?
+  if (TrueBBI.FalseBB || FalseBBI.FalseBB ||
+      (TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred))
+    return false;
+
+  // Count duplicate instructions at the beginning of the true and false blocks.
+  MachineBasicBlock::iterator TIB = TrueBBI.BB->begin();
+  MachineBasicBlock::iterator FIB = FalseBBI.BB->begin();
+  MachineBasicBlock::iterator TIE = TrueBBI.BB->end();
+  MachineBasicBlock::iterator FIE = FalseBBI.BB->end();
+  while (TIB != TIE && FIB != FIE) {
+    // Skip dbg_value instructions. These do not count.
+    if (TIB->isDebugValue()) {
+      while (TIB != TIE && TIB->isDebugValue())
+        ++TIB;
+      if (TIB == TIE)
+        break;
+    }
+    if (FIB->isDebugValue()) {
+      while (FIB != FIE && FIB->isDebugValue())
+        ++FIB;
+      if (FIB == FIE)
+        break;
+    }
+    if (!TIB->isIdenticalTo(FIB))
+      break;
+    ++Dups1;
+    ++TIB;
+    ++FIB;
+  }
+
+  // Now, in preparation for counting duplicate instructions at the ends of the
+  // blocks, move the end iterators up past any branch instructions.
+  while (TIE != TIB) {
+    --TIE;
+    if (!TIE->isBranch())
+      break;
+  }
+  while (FIE != FIB) {
+    --FIE;
+    if (!FIE->isBranch())
+      break;
+  }
+
+  // If Dups1 includes all of a block, then don't count duplicate
+  // instructions at the end of the blocks.
+  if (TIB == TIE || FIB == FIE)
+    return true;
+
+  // Count duplicate instructions at the ends of the blocks.
+  while (TIE != TIB && FIE != FIB) {
+    // Skip dbg_value instructions. These do not count.
+    if (TIE->isDebugValue()) {
+      while (TIE != TIB && TIE->isDebugValue())
+        --TIE;
+      if (TIE == TIB)
+        break;
+    }
+    if (FIE->isDebugValue()) {
+      while (FIE != FIB && FIE->isDebugValue())
+        --FIE;
+      if (FIE == FIB)
+        break;
+    }
+    if (!TIE->isIdenticalTo(FIE))
+      break;
+    ++Dups2;
+    --TIE;
+    --FIE;
+  }
+
+  return true;
 }
 
 /// ScanInstructions - Scan all the instructions in the block to determine if
 /// the block is predicable. In most cases, that means all the instructions
-/// in the block has M_PREDICABLE flag. Also checks if the block contains any
+/// in the block are isPredicable(). Also checks if the block contains any
 /// instruction which can clobber a predicate (e.g. condition code register).
 /// If so, the block is not predicable unless it's the last instruction.
 void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
   if (BBI.IsDone)
     return;
 
+  bool AlreadyPredicated = !BBI.Predicate.empty();
   // First analyze the end of BB branches.
-  BBI.TrueBB = BBI.FalseBB;
+  BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
   BBI.BrCond.clear();
   BBI.IsBrAnalyzable =
     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
@@ -392,44 +651,65 @@ void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
     // fallthrough.
     if (!BBI.FalseBB)
-      BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);  
-    assert(BBI.FalseBB && "Expected to find the fallthrough block!");
+      BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);
+    if (!BBI.FalseBB) {
+      // Malformed bcc? True and false blocks are the same?
+      BBI.IsUnpredicable = true;
+      return;
+    }
   }
 
   // Then scan all the instructions.
   BBI.NonPredSize = 0;
+  BBI.ExtraCost = 0;
+  BBI.ExtraCost2 = 0;
   BBI.ClobbersPred = false;
-  bool SeenCondBr = false;
   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
        I != E; ++I) {
-    const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
+    if (I->isDebugValue())
+      continue;
+
+    if (I->isNotDuplicable())
+      BBI.CannotBeCopied = true;
+
     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
-    bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable &&
-      (TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) != 0 && (TID->Flags & M_BARRIER_FLAG) == 0;
+    bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable && I->isConditionalBranch();
+
+    // A conditional branch is not predicable, but it may be eliminated.
+    if (isCondBr)
+      continue;
 
-    if (!isPredicated && !isCondBr)
+    if (!isPredicated) {
       BBI.NonPredSize++;
+      unsigned ExtraPredCost = TII->getPredicationCost(&*I);
+      unsigned NumCycles = SchedModel.computeInstrLatency(&*I, false);
+      if (NumCycles > 1)
+        BBI.ExtraCost += NumCycles-1;
+      BBI.ExtraCost2 += ExtraPredCost;
+    } else if (!AlreadyPredicated) {
+      // FIXME: This instruction is already predicated before the
+      // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
+      // Mark this block unpredicable for now.
+      BBI.IsUnpredicable = true;
+      return;
+    }
 
     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
       // Predicate modification instruction should end the block (except for
       // already predicated instructions and end of block branches).
-      if (isCondBr) {
-        SeenCondBr = true;
-
-        // Conditional branches is not predicable. But it may be eliminated.
-        continue;
-      }
-
       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
-      // unpredocated instructions cannot be correctly predicated.
+      // unpredicated instructions cannot be correctly predicated.
       BBI.IsUnpredicable = true;
       return;
     }
 
-    if (TID->Flags & M_CLOBBERS_PRED)
+    // FIXME: Make use of PredDefs? e.g. ADDC, SUBC sets predicates but are
+    // still potentially predicable.
+    std::vector<MachineOperand> PredDefs;
+    if (TII->DefinesPredicate(I, PredDefs))
       BBI.ClobbersPred = true;
 
-    if (!I->isPredicable()) {
+    if (!TII->isPredicable(I)) {
       BBI.IsUnpredicable = true;
       return;
     }
@@ -439,33 +719,24 @@ void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 /// FeasibilityAnalysis - Determine if the block is a suitable candidate to be
 /// predicated by the specified predicate.
 bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
-                                      std::vector<MachineOperand> &Pred,
+                                      SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred,
                                       bool isTriangle, bool RevBranch) {
-  // Forget about it if it's unpredicable.
-  if (BBI.IsUnpredicable)
+  // If the block is dead or unpredicable, then it cannot be predicated.
+  if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
     return false;
 
-  // If the block is dead, or it is going to be the entry block of a sub-CFG
-  // that will be if-converted, then it cannot be predicated.
-  if (BBI.IsDone || BBI.IsEnqueued)
-    return false;
-
-  // Check predication threshold.
-  if (BBI.NonPredSize == 0 || BBI.NonPredSize > TLI->getIfCvtBlockSizeLimit())
-    return false;
-
-  // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
-  // predicate.
-  if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
+  // If it is already predicated, check if the new predicate subsumes
+  // its predicate.
+  if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(Pred, BBI.Predicate))
     return false;
 
   if (BBI.BrCond.size()) {
     if (!isTriangle)
       return false;
 
-    // Test predicate subsumsion.
-    std::vector<MachineOperand> RevPred(Pred);
-    std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
+    // Test predicate subsumption.
+    SmallVector<MachineOperand, 4> RevPred(Pred.begin(), Pred.end());
+    SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
     if (RevBranch) {
       if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
         return false;
@@ -481,7 +752,8 @@ bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 /// if-conversion candidate.
-IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB) {
+IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
+                                             std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
   BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 
   if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
@@ -489,12 +761,12 @@ IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 
   BBI.BB = BB;
   BBI.IsBeingAnalyzed = true;
-  BBI.Kind = ICNotClassfied;
 
   ScanInstructions(BBI);
 
-  // Unanalyable or ends with fallthrough or unconditional branch.
-  if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.size() == 0) {
+  // Unanalyzable or ends with fallthrough or unconditional branch, or if is not
+  // considered for ifcvt anymore.
+  if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.empty() || BBI.IsDone) {
     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
     BBI.IsAnalyzed = true;
     return BBI;
@@ -507,8 +779,15 @@ IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB) {
     return BBI;
   }
 
-  BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB);
-  BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB);
+  // Do not ifcvt if true and false fallthrough blocks are the same.
+  if (!BBI.FalseBB) {
+    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+    BBI.IsAnalyzed = true;
+    return BBI;
+  }
+
+  BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
+  BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
 
   if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
@@ -516,11 +795,23 @@ IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB) {
     return BBI;
   }
 
-  std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
+  SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
   bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 
-  if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI) &&
-      !(TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred) &&
+  unsigned Dups = 0;
+  unsigned Dups2 = 0;
+  bool TNeedSub = !TrueBBI.Predicate.empty();
+  bool FNeedSub = !FalseBBI.Predicate.empty();
+  bool Enqueued = false;
+
+  BranchProbability Prediction = MBPI->getEdgeProbability(BB, TrueBBI.BB);
+
+  if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
+      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, (TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
+                                       TrueBBI.ExtraCost), TrueBBI.ExtraCost2,
+                         *FalseBBI.BB, (FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
+                                        FalseBBI.ExtraCost),FalseBBI.ExtraCost2,
+                         Prediction) &&
       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
       FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
     // Diamond:
@@ -531,138 +822,129 @@ IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB) {
     //   \ /
     //  TailBB
     // Note TailBB can be empty.
-    BBI.Kind = ICDiamond;
-    BBI.TailBB = TrueBBI.TrueBB;
-  } else {
-    // FIXME: Consider duplicating if BB is small.
-    if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI) &&
-        FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
-      // Triangle:
-      //   EBB
-      //   | \_
-      //   |  |
-      //   | TBB
-      //   |  /
-      //   FBB
-      BBI.Kind = ICTriangle;
-    } else if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true) &&
-               FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
-      BBI.Kind = ICTriangleRev;
-    } else if (ValidSimple(TrueBBI) &&
-               FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
-      // Simple (split, no rejoin):
-      //   EBB
-      //   | \_
-      //   |  |
-      //   | TBB---> exit
-      //   |    
-      //   FBB
-      BBI.Kind = ICSimple;
-    } else if (CanRevCond) {
-      // Try the other path...
-      if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI) &&
-          FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
-        BBI.Kind = ICTriangleFalse;
-      } else if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true) &&
-                 FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
-        BBI.Kind = ICTriangleFRev;
-      } else if (ValidSimple(FalseBBI) &&
-                 FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
-        BBI.Kind = ICSimpleFalse;
-      }
+    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
+                                    Dups2));
+    Enqueued = true;
+  }
+
+  if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups, Prediction) &&
+      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
+    // Triangle:
+    //   EBB
+    //   | \_
+    //   |  |
+    //   | TBB
+    //   |  /
+    //   FBB
+    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
+    Enqueued = true;
+  }
+
+  if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups, Prediction) &&
+      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
+    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
+    Enqueued = true;
+  }
+
+  if (ValidSimple(TrueBBI, Dups, Prediction) &&
+      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
+    // Simple (split, no rejoin):
+    //   EBB
+    //   | \_
+    //   |  |
+    //   | TBB---> exit
+    //   |
+    //   FBB
+    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
+    Enqueued = true;
+  }
+
+  if (CanRevCond) {
+    // Try the other path...
+    if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups,
+                      Prediction.getCompl()) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
+      Enqueued = true;
+    }
+
+    if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups,
+                      Prediction.getCompl()) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
+      Enqueued = true;
+    }
+
+    if (ValidSimple(FalseBBI, Dups, Prediction.getCompl()) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
+      Enqueued = true;
     }
   }
 
+  BBI.IsEnqueued = Enqueued;
   BBI.IsBeingAnalyzed = false;
   BBI.IsAnalyzed = true;
   return BBI;
 }
 
-/// AttemptRestructuring - Restructure the sub-CFG rooted in the given block to
-/// expose more if-conversion opportunities. e.g.
-///
-///                cmp
-///                b le BB1
-///                /  \____
-///               /        |
-///             cmp        |
-///             b eq BB1   |
-///              /  \____  |
-///             /        \ |
-///                      BB1
-///  ==>
-///
-///                cmp
-///                b eq BB1
-///                /  \____
-///               /        |
-///             cmp        |
-///             b le BB1   |
-///              /  \____  |
-///             /        \ |
-///                      BB1
-bool IfConverter::AttemptRestructuring(BBInfo &BBI) {
-  return false;
-}
-
 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
-/// candidates. It returns true if any CFG restructuring is done to expose more
-/// if-conversion opportunities.
-bool IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
-                                std::vector<BBInfo*> &Candidates) {
-  bool Change = false;
-  std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
-  for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
-    for (idf_ext_iterator<MachineBasicBlock*> I=idf_ext_begin(Roots[i],Visited),
-           E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); I != E; ++I) {
-      MachineBasicBlock *BB = *I;
-      BBInfo &BBI = AnalyzeBlock(BB);
-      switch (BBI.Kind) {
-        case ICSimple:
-        case ICSimpleFalse:
-        case ICTriangle:
-        case ICTriangleRev:
-        case ICTriangleFalse:
-        case ICTriangleFRev:
-        case ICDiamond:
-          Candidates.push_back(&BBI);
-          break;
-        default:
-          Change |= AttemptRestructuring(BBI);
-          break;
-      }
-    }
+/// candidates.
+void IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
+                                std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
+  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I) {
+    MachineBasicBlock *BB = I;
+    AnalyzeBlock(BB, Tokens);
   }
 
   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
-  std::stable_sort(Candidates.begin(), Candidates.end(), IfcvtCandidateCmp);
-
-  return Change;
+  std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
 }
 
 /// canFallThroughTo - Returns true either if ToBB is the next block after BB or
 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 /// next block).
 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
-  MachineFunction::iterator I = BB;
+  MachineFunction::iterator PI = BB;
+  MachineFunction::iterator I = llvm::next(PI);
   MachineFunction::iterator TI = ToBB;
   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
-  while (++I != TI)
-    if (I == E || !I->empty())
+  while (I != TI) {
+    // Check isSuccessor to avoid case where the next block is empty, but
+    // it's not a successor.
+    if (I == E || !I->empty() || !PI->isSuccessor(I))
       return false;
+    PI = I++;
+  }
   return true;
 }
 
-/// ReTryPreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
-/// to determine if it can be if-converted.
-void IfConverter::ReTryPreds(MachineBasicBlock *BB) {
+/// InvalidatePreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
+/// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
+/// dequeue it!
+void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
          E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
     BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
-    if (!PBBI.IsDone && PBBI.Kind == ICNotClassfied) {
-      assert(PBBI.IsEnqueued && "Unexpected");
-      PBBI.IsAnalyzed = false;
-    }
+    if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
+      continue;
+    PBBI.IsAnalyzed = false;
+    PBBI.IsEnqueued = false;
   }
 }
 
@@ -670,46 +952,128 @@ void IfConverter::ReTryPreds(MachineBasicBlock *BB) {
 ///
 static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
                                const TargetInstrInfo *TII) {
-  std::vector<MachineOperand> NoCond;
-  TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond);
+  DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
+  SmallVector<MachineOperand, 0> NoCond;
+  TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond, dl);
 }
 
 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 /// successors.
 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
   MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
-  std::vector<MachineOperand> Cond;
-  bool isAnalyzable = !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond);
-  bool CanFallthrough = isAnalyzable && (TBB == NULL || FBB == NULL);
-  if (BBI.TrueBB && BBI.BB->isSuccessor(BBI.TrueBB))
-    if (!(BBI.TrueBB == TBB || BBI.TrueBB == FBB ||
-          (CanFallthrough && getNextBlock(BBI.BB) == BBI.TrueBB)))
-      BBI.BB->removeSuccessor(BBI.TrueBB);
-  if (BBI.FalseBB && BBI.BB->isSuccessor(BBI.FalseBB))
-    if (!(BBI.FalseBB == TBB || BBI.FalseBB == FBB ||
-          (CanFallthrough && getNextBlock(BBI.BB) == BBI.FalseBB)))
-      BBI.BB->removeSuccessor(BBI.FalseBB);
+  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
+  if (!TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond))
+    BBI.BB->CorrectExtraCFGEdges(TBB, FBB, !Cond.empty());
+}
+
+/// Behaves like LiveRegUnits::StepForward() but also adds implicit uses to all
+/// values defined in MI which are not live/used by MI.
+static void UpdatePredRedefs(MachineInstr *MI, LiveRegUnits &Redefs,
+                             const TargetRegisterInfo *TRI) {
+  for (ConstMIBundleOperands Ops(MI); Ops.isValid(); ++Ops) {
+    if (!Ops->isReg() || !Ops->isKill())
+      continue;
+    unsigned Reg = Ops->getReg();
+    if (Reg == 0)
+      continue;
+    Redefs.RemoveReg(Reg, *TRI);
+  }
+  for (MIBundleOperands Ops(MI); Ops.isValid(); ++Ops) {
+    if (!Ops->isReg() || !Ops->isDef())
+      continue;
+    unsigned Reg = Ops->getReg();
+    if (Reg == 0 || Redefs.Contains(Reg, *TRI))
+      continue;
+    Redefs.AddReg(Reg, *TRI);
+
+    MachineOperand &Op = *Ops;
+    MachineInstr *MI = Op.getParent();
+    MachineInstrBuilder MIB(*MI->getParent()->getParent(), MI);
+    MIB.addReg(Reg, RegState::Implicit | RegState::Undef);
+  }
+}
+
+/**
+ * Remove kill flags from operands with a registers in the @p DontKill set.
+ */
+static void RemoveKills(MachineInstr &MI, const LiveRegUnits &DontKill,
+                        const MCRegisterInfo &MCRI) {
+  for (MIBundleOperands O(&MI); O.isValid(); ++O) {
+    if (!O->isReg() || !O->isKill())
+      continue;
+    if (DontKill.Contains(O->getReg(), MCRI))
+      O->setIsKill(false);
+  }
+}
+
+/**
+ * Walks a range of machine instructions and removes kill flags for registers
+ * in the @p DontKill set.
+ */
+static void RemoveKills(MachineBasicBlock::iterator I,
+                        MachineBasicBlock::iterator E,
+                        const LiveRegUnits &DontKill,
+                        const MCRegisterInfo &MCRI) {
+  for ( ; I != E; ++I)
+    RemoveKills(*I, DontKill, MCRI);
 }
 
 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 ///
-bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI) {
+bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 
-  std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
-  if (BBI.Kind == ICSimpleFalse) {
+  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
+  if (Kind == ICSimpleFalse)
     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
-    TII->ReverseBranchCondition(Cond);
+
+  if (CvtBBI->IsDone ||
+      (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
+    // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
+    BBI.IsAnalyzed = false;
+    CvtBBI->IsAnalyzed = false;
+    return false;
   }
 
-  PredicateBlock(*CvtBBI, Cond);
+  if (CvtBBI->BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if BB's address is taken.
+    return false;
 
-  // Merge converted block into entry block.
-  BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
-  MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
+  if (Kind == ICSimpleFalse)
+    if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
+      llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
+
+  // Initialize liveins to the first BB. These are potentiall redefined by
+  // predicated instructions.
+  LiveRegUnits Redefs;
+  Redefs.AddLiveIns(*(CvtBBI->BB), *TRI);
+  Redefs.AddLiveIns(*(NextBBI->BB), *TRI);
+
+  // Compute a set of registers which must not be killed by instructions in
+  // BB1: This is everything live-in to BB2.
+  LiveRegUnits DontKill;
+  DontKill.AddLiveIns(*(NextBBI->BB), *TRI);
+
+  if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
+    BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
+    // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
+    // the entry block.
+    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs, &DontKill);
+
+    // RemoveExtraEdges won't work if the block has an unanalyzable branch, so
+    // explicitly remove CvtBBI as a successor.
+    BBI.BB->removeSuccessor(CvtBBI->BB);
+  } else {
+    RemoveKills(CvtBBI->BB->begin(), CvtBBI->BB->end(), DontKill, *TRI);
+    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
+
+    // Merge converted block into entry block.
+    BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
+    MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
+  }
 
   bool IterIfcvt = true;
   if (!canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB)) {
@@ -733,7 +1097,7 @@ bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI) {
   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
   if (!IterIfcvt)
     BBI.IsDone = true;
-  ReTryPreds(BBI.BB);
+  InvalidatePreds(BBI.BB);
   CvtBBI->IsDone = true;
 
   // FIXME: Must maintain LiveIns.
@@ -742,51 +1106,89 @@ bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI) {
 
 /// IfConvertTriangle - If convert a triangle sub-CFG.
 ///
-bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI) {
+bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
   BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
+  DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
 
-  std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
-  if (BBI.Kind == ICTriangleFalse || BBI.Kind == ICTriangleFRev) {
+  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
+  if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
-    TII->ReverseBranchCondition(Cond);
-  }
-  if (BBI.Kind == ICTriangleRev || BBI.Kind == ICTriangleFRev) {
-    ReverseBranchCondition(*CvtBBI);
-    // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
-    // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
-    for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
-           E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
-      MachineBasicBlock *PBB = *PI;
-      if (PBB == BBI.BB)
-        continue;
-      BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
-      if (PBBI.IsEnqueued)
-        PBBI.IsEnqueued = false;
+
+  if (CvtBBI->IsDone ||
+      (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
+    // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
+    BBI.IsAnalyzed = false;
+    CvtBBI->IsAnalyzed = false;
+    return false;
+  }
+
+  if (CvtBBI->BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if BB's address is taken.
+    return false;
+
+  if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
+    if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
+      llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
+
+  if (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev) {
+    if (ReverseBranchCondition(*CvtBBI)) {
+      // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
+      // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
+      for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
+             E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
+        MachineBasicBlock *PBB = *PI;
+        if (PBB == BBI.BB)
+          continue;
+        BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
+        if (PBBI.IsEnqueued) {
+          PBBI.IsAnalyzed = false;
+          PBBI.IsEnqueued = false;
+        }
+      }
     }
   }
 
-  // Predicate the 'true' block after removing its branch.
-  CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
-  PredicateBlock(*CvtBBI, Cond);
+  // Initialize liveins to the first BB. These are potentially redefined by
+  // predicated instructions.
+  LiveRegUnits Redefs;
+  Redefs.AddLiveIns(*(CvtBBI->BB), *TRI);
+  Redefs.AddLiveIns(*(NextBBI->BB), *TRI);
 
-  // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
   bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
+  if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
+    BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
+    // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
+    // the entry block.
+    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs, 0, true);
+
+    // RemoveExtraEdges won't work if the block has an unanalyzable branch, so
+    // explicitly remove CvtBBI as a successor.
+    BBI.BB->removeSuccessor(CvtBBI->BB);
+  } else {
+    // Predicate the 'true' block after removing its branch.
+    CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
+    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
+
+    // Now merge the entry of the triangle with the true block.
+    BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
+    MergeBlocks(BBI, *CvtBBI, false);
+  }
+
+  // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
   if (HasEarlyExit) {
-    std::vector<MachineOperand> RevCond(CvtBBI->BrCond);
+    SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(CvtBBI->BrCond.begin(),
+                                           CvtBBI->BrCond.end());
     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
-      assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
-    TII->InsertBranch(*CvtBBI->BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond);
+      llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
+    TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond, dl);
+    BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
   }
 
-  // Now merge the entry of the triangle with the true block.
-  BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
-  MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
-
   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
-  // predecessors. Otherwise, add a unconditional branch from to 'false'.
+  // predecessors. Otherwise, add an unconditional branch to 'false'.
   bool FalseBBDead = false;
   bool IterIfcvt = true;
   bool isFallThrough = canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB);
@@ -794,7 +1196,9 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI) {
     // Only merge them if the true block does not fallthrough to the false
     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
     // ifcvt the blocks.
-    if (!HasEarlyExit && NextBBI->BB->pred_size() == 1) {
+    if (!HasEarlyExit &&
+        NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough &&
+        !NextBBI->BB->hasAddressTaken()) {
       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
       FalseBBDead = true;
     } else {
@@ -809,9 +1213,9 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI) {
   RemoveExtraEdges(BBI);
 
   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
-  if (!IterIfcvt) 
+  if (!IterIfcvt)
     BBI.IsDone = true;
-  ReTryPreds(BBI.BB);
+  InvalidatePreds(BBI.BB);
   CvtBBI->IsDone = true;
   if (FalseBBDead)
     NextBBI->IsDone = true;
@@ -822,169 +1226,377 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI) {
 
 /// IfConvertDiamond - If convert a diamond sub-CFG.
 ///
-bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI) {
+bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
+                                   unsigned NumDups1, unsigned NumDups2) {
   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
-
-  SmallVector<MachineInstr*, 2> Dups;
-  if (!BBI.TailBB) {
-    // No common merge block. Check if the terminators (e.g. return) are
-    // the same or predicable.
-    MachineBasicBlock::iterator TT = BBI.TrueBB->getFirstTerminator();
-    MachineBasicBlock::iterator FT = BBI.FalseBB->getFirstTerminator();
-    while (TT != BBI.TrueBB->end() && FT != BBI.FalseBB->end()) {
-      if (TT->isIdenticalTo(FT))
-        Dups.push_back(TT);  // Will erase these later.
-      else if (!TT->isPredicable() && !FT->isPredicable())
-        return false; // Can't if-convert. Abort!
-      ++TT;
-      ++FT;
-    }
-
-    // One of the two pathes have more terminators, make sure they are
-    // all predicable.
-    while (TT != BBI.TrueBB->end()) {
-      if (!TT->isPredicable()) {
-        return false; // Can't if-convert. Abort!
-      }
-      ++TT;
-    }
-    while (FT != BBI.FalseBB->end()) {
-      if (!FT->isPredicable()) {
-        return false; // Can't if-convert. Abort!
-      }
-      ++FT;
-    }
+  MachineBasicBlock *TailBB = TrueBBI.TrueBB;
+  // True block must fall through or end with an unanalyzable terminator.
+  if (!TailBB) {
+    if (blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
+      TailBB = FalseBBI.TrueBB;
+    assert((TailBB || !TrueBBI.IsBrAnalyzable) && "Unexpected!");
   }
 
-  // Remove the duplicated instructions from the 'true' block.
-  for (unsigned i = 0, e = Dups.size(); i != e; ++i) {
-    Dups[i]->eraseFromParent();
-    --TrueBBI.NonPredSize;
+  if (TrueBBI.IsDone || FalseBBI.IsDone ||
+      TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
+      FalseBBI.BB->pred_size() > 1) {
+    // Something has changed. It's no longer safe to predicate these blocks.
+    BBI.IsAnalyzed = false;
+    TrueBBI.IsAnalyzed = false;
+    FalseBBI.IsAnalyzed = false;
+    return false;
   }
-    
-  // Merge the 'true' and 'false' blocks by copying the instructions
-  // from the 'false' block to the 'true' block. That is, unless the true
-  // block would clobber the predicate, in that case, do the opposite.
+
+  if (TrueBBI.BB->hasAddressTaken() || FalseBBI.BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if either BB has its address taken.
+    return false;
+
+  // Put the predicated instructions from the 'true' block before the
+  // instructions from the 'false' block, unless the true block would clobber
+  // the predicate, in which case, do the opposite.
   BBInfo *BBI1 = &TrueBBI;
   BBInfo *BBI2 = &FalseBBI;
-  std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
-  TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
-  std::vector<MachineOperand> *Cond1 = &BBI.BrCond;
-  std::vector<MachineOperand> *Cond2 = &RevCond;
-  // Check the 'true' and 'false' blocks if either isn't ended with a branch.
-  // Either the block fallthrough to another block or it ends with a
-  // return. If it's the former, add a branch to its successor.
-  bool NeedBr1 = !BBI1->TrueBB && BBI1->BB->succ_size();
-  bool NeedBr2 = !BBI2->TrueBB && BBI2->BB->succ_size(); 
-
-  if ((TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred) ||
-      (!TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred &&
-       NeedBr1 && !NeedBr2)) {
+  SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
+  if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
+    llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
+  SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond1 = &BBI.BrCond;
+  SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond2 = &RevCond;
+
+  // Figure out the more profitable ordering.
+  bool DoSwap = false;
+  if (TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred)
+    DoSwap = true;
+  else if (TrueBBI.ClobbersPred == FalseBBI.ClobbersPred) {
+    if (TrueBBI.NonPredSize > FalseBBI.NonPredSize)
+      DoSwap = true;
+  }
+  if (DoSwap) {
     std::swap(BBI1, BBI2);
     std::swap(Cond1, Cond2);
-    std::swap(NeedBr1, NeedBr2);
   }
 
-  // Predicate the 'true' block after removing its branch.
-  BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
-  PredicateBlock(*BBI1, *Cond1);
+  // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
+  BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 
-  // Add an early exit branch if needed.
-  if (NeedBr1)
-    TII->InsertBranch(*BBI1->BB, *BBI1->BB->succ_begin(), NULL, *Cond1);
+  // Initialize liveins to the first BB. These are potentially redefined by
+  // predicated instructions.
+  LiveRegUnits Redefs;
+  Redefs.AddLiveIns(*(BBI1->BB), *TRI);
+
+  // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
+  MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
+  MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
+  MachineBasicBlock::iterator DIE1 = BBI1->BB->end();
+  MachineBasicBlock::iterator DIE2 = BBI2->BB->end();
+  // Skip dbg_value instructions
+  while (DI1 != DIE1 && DI1->isDebugValue())
+    ++DI1;
+  while (DI2 != DIE2 && DI2->isDebugValue())
+    ++DI2;
+  BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
+  BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
+
+  // Skip past the dups on each side separately since there may be
+  // differing dbg_value entries.
+  for (unsigned i = 0; i < NumDups1; ++DI1) {
+    if (!DI1->isDebugValue())
+      ++i;
+  }
+  while (NumDups1 != 0) {
+    ++DI2;
+    if (!DI2->isDebugValue())
+      --NumDups1;
+  }
 
-  // Predicate the 'false' block.
-  PredicateBlock(*BBI2, *Cond2, true);
-
-  // Add an unconditional branch from 'false' to to 'false' successor if it
-  // will not be the fallthrough block.
-  if (NeedBr2 && !NeedBr1) {
-    // If BBI2 isn't going to be merged in, then the existing fallthrough
-    // or branch is fine.
-    if (!canFallThroughTo(BBI.BB, *BBI2->BB->succ_begin())) {
-      InsertUncondBranch(BBI2->BB, *BBI2->BB->succ_begin(), TII);
-      BBI2->HasFallThrough = false;
-    }
+  // Compute a set of registers which must not be killed by instructions in BB1:
+  // This is everything used+live in BB2 after the duplicated instructions. We
+  // can compute this set by simulating liveness backwards from the end of BB2.
+  LiveRegUnits DontKill;
+  for (MachineBasicBlock::reverse_instr_iterator I = BBI2->BB->rbegin(),
+       E = MachineBasicBlock::reverse_instr_iterator(&*DI2); I != E; ++I) {
+    DontKill.StepBackward(*I, *TRI);
   }
 
-  // Keep them as two separate blocks if there is an early exit.
-  if (!NeedBr1)
-    MergeBlocks(*BBI1, *BBI2);
+  for (MachineBasicBlock::const_iterator I = BBI1->BB->begin(), E = DI1; I != E;
+       ++I) {
+    Redefs.StepForward(*I, *TRI);
+  }
+  BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
+  BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
 
-  // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
-  BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
+  // Remove branch from 'true' block and remove duplicated instructions.
+  BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
+  DI1 = BBI1->BB->end();
+  for (unsigned i = 0; i != NumDups2; ) {
+    // NumDups2 only counted non-dbg_value instructions, so this won't
+    // run off the head of the list.
+    assert (DI1 != BBI1->BB->begin());
+    --DI1;
+    // skip dbg_value instructions
+    if (!DI1->isDebugValue())
+      ++i;
+  }
+  BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
+
+  // Kill flags in the true block for registers living into the false block
+  // must be removed.
+  RemoveKills(BBI1->BB->begin(), BBI1->BB->end(), DontKill, *TRI);
+
+  // Remove 'false' block branch and find the last instruction to predicate.
+  BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
+  DI2 = BBI2->BB->end();
+  while (NumDups2 != 0) {
+    // NumDups2 only counted non-dbg_value instructions, so this won't
+    // run off the head of the list.
+    assert (DI2 != BBI2->BB->begin());
+    --DI2;
+    // skip dbg_value instructions
+    if (!DI2->isDebugValue())
+      --NumDups2;
+  }
 
-  // Merge the combined block into the entry of the diamond.
-  MergeBlocks(BBI, *BBI1);
+  // Remember which registers would later be defined by the false block.
+  // This allows us not to predicate instructions in the true block that would
+  // later be re-defined. That is, rather than
+  //   subeq  r0, r1, #1
+  //   addne  r0, r1, #1
+  // generate:
+  //   sub    r0, r1, #1
+  //   addne  r0, r1, #1
+  SmallSet<unsigned, 4> RedefsByFalse;
+  SmallSet<unsigned, 4> ExtUses;
+  if (TII->isProfitableToUnpredicate(*BBI1->BB, *BBI2->BB)) {
+    for (MachineBasicBlock::iterator FI = BBI2->BB->begin(); FI != DI2; ++FI) {
+      if (FI->isDebugValue())
+        continue;
+      SmallVector<unsigned, 4> Defs;
+      for (unsigned i = 0, e = FI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+        const MachineOperand &MO = FI->getOperand(i);
+        if (!MO.isReg())
+          continue;
+        unsigned Reg = MO.getReg();
+        if (!Reg)
+          continue;
+        if (MO.isDef()) {
+          Defs.push_back(Reg);
+        } else if (!RedefsByFalse.count(Reg)) {
+          // These are defined before ctrl flow reach the 'false' instructions.
+          // They cannot be modified by the 'true' instructions.
+          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+               SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+            ExtUses.insert(*SubRegs);
+        }
+      }
 
-  // 'True' and 'false' aren't combined, see if we need to add a unconditional
-  // branch to the 'false' block.
-  if (NeedBr1 && !canFallThroughTo(BBI.BB, BBI2->BB)) {
-    InsertUncondBranch(BBI.BB, BBI2->BB, TII);
-    BBI1->HasFallThrough = false;
+      for (unsigned i = 0, e = Defs.size(); i != e; ++i) {
+        unsigned Reg = Defs[i];
+        if (!ExtUses.count(Reg)) {
+          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+               SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+            RedefsByFalse.insert(*SubRegs);
+        }
+      }
+    }
   }
 
-  // If the if-converted block fallthrough or unconditionally branch into the
-  // tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
-  // fold the tail block in as well.
-  BBInfo *CvtBBI = NeedBr1 ? BBI2 : &BBI;
-  if (BBI.TailBB &&
-      BBI.TailBB->pred_size() == 1 && CvtBBI->BB->succ_size() == 1) {
-    CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
-    BBInfo TailBBI = BBAnalysis[BBI.TailBB->getNumber()];
-    MergeBlocks(*CvtBBI, TailBBI);
-    TailBBI.IsDone = true;
+  // Predicate the 'true' block.
+  PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1, Redefs, &RedefsByFalse);
+
+  // Predicate the 'false' block.
+  PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2, Redefs);
+
+  // Merge the true block into the entry of the diamond.
+  MergeBlocks(BBI, *BBI1, TailBB == 0);
+  MergeBlocks(BBI, *BBI2, TailBB == 0);
+
+  // If the if-converted block falls through or unconditionally branches into
+  // the tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
+  // fold the tail block in as well. Otherwise, unless it falls through to the
+  // tail, add a unconditional branch to it.
+  if (TailBB) {
+    BBInfo &TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
+    bool CanMergeTail = !TailBBI.HasFallThrough &&
+      !TailBBI.BB->hasAddressTaken();
+    // There may still be a fall-through edge from BBI1 or BBI2 to TailBB;
+    // check if there are any other predecessors besides those.
+    unsigned NumPreds = TailBB->pred_size();
+    if (NumPreds > 1)
+      CanMergeTail = false;
+    else if (NumPreds == 1 && CanMergeTail) {
+      MachineBasicBlock::pred_iterator PI = TailBB->pred_begin();
+      if (*PI != BBI1->BB && *PI != BBI2->BB)
+        CanMergeTail = false;
+    }
+    if (CanMergeTail) {
+      MergeBlocks(BBI, TailBBI);
+      TailBBI.IsDone = true;
+    } else {
+      BBI.BB->addSuccessor(TailBB);
+      InsertUncondBranch(BBI.BB, TailBB, TII);
+      BBI.HasFallThrough = false;
+    }
   }
 
+  // RemoveExtraEdges won't work if the block has an unanalyzable branch,
+  // which can happen here if TailBB is unanalyzable and is merged, so
+  // explicitly remove BBI1 and BBI2 as successors.
+  BBI.BB->removeSuccessor(BBI1->BB);
+  BBI.BB->removeSuccessor(BBI2->BB);
   RemoveExtraEdges(BBI);
 
   // Update block info.
   BBI.IsDone = TrueBBI.IsDone = FalseBBI.IsDone = true;
+  InvalidatePreds(BBI.BB);
 
   // FIXME: Must maintain LiveIns.
   return true;
 }
 
-/// PredicateBlock - Predicate every instruction in the block with the specified
-/// condition. If IgnoreTerm is true, skip over all terminator instructions.
+static bool MaySpeculate(const MachineInstr *MI,
+                         SmallSet<unsigned, 4> &LaterRedefs,
+                         const TargetInstrInfo *TII) {
+  bool SawStore = true;
+  if (!MI->isSafeToMove(TII, 0, SawStore))
+    return false;
+
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+    if (!MO.isReg())
+      continue;
+    unsigned Reg = MO.getReg();
+    if (!Reg)
+      continue;
+    if (MO.isDef() && !LaterRedefs.count(Reg))
+      return false;
+  }
+
+  return true;
+}
+
+/// PredicateBlock - Predicate instructions from the start of the block to the
+/// specified end with the specified condition.
 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
-                                 std::vector<MachineOperand> &Cond,
-                                 bool IgnoreTerm) {
-  for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
-       I != E; ++I) {
-    if (IgnoreTerm && TII->isTerminatorInstr(I->getOpcode()))
+                                 MachineBasicBlock::iterator E,
+                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                                 LiveRegUnits &Redefs,
+                                 SmallSet<unsigned, 4> *LaterRedefs) {
+  bool AnyUnpred = false;
+  bool MaySpec = LaterRedefs != 0;
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
+    if (I->isDebugValue() || TII->isPredicated(I))
       continue;
-    if (TII->isPredicated(I))
+    // It may be possible not to predicate an instruction if it's the 'true'
+    // side of a diamond and the 'false' side may re-define the instruction's
+    // defs.
+    if (MaySpec && MaySpeculate(I, *LaterRedefs, TII)) {
+      AnyUnpred = true;
       continue;
+    }
+    // If any instruction is predicated, then every instruction after it must
+    // be predicated.
+    MaySpec = false;
     if (!TII->PredicateInstruction(I, Cond)) {
-      cerr << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
-      abort();
+#ifndef NDEBUG
+      dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
+#endif
+      llvm_unreachable(0);
     }
+
+    // If the predicated instruction now redefines a register as the result of
+    // if-conversion, add an implicit kill.
+    UpdatePredRedefs(I, Redefs, TRI);
   }
 
-  BBI.NonPredSize = 0;
   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
 
-  NumIfConvBBs++;
+  BBI.IsAnalyzed = false;
+  BBI.NonPredSize = 0;
+
+  ++NumIfConvBBs;
+  if (AnyUnpred)
+    ++NumUnpred;
+}
+
+/// CopyAndPredicateBlock - Copy and predicate instructions from source BB to
+/// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
+void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
+                                        SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                                        LiveRegUnits &Redefs,
+                                        const LiveRegUnits *DontKill,
+                                        bool IgnoreBr) {
+  MachineFunction &MF = *ToBBI.BB->getParent();
+
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = FromBBI.BB->begin(),
+         E = FromBBI.BB->end(); I != E; ++I) {
+    // Do not copy the end of the block branches.
+    if (IgnoreBr && I->isBranch())
+      break;
+
+    MachineInstr *MI = MF.CloneMachineInstr(I);
+    ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
+    ToBBI.NonPredSize++;
+    unsigned ExtraPredCost = TII->getPredicationCost(&*I);
+    unsigned NumCycles = SchedModel.computeInstrLatency(&*I, false);
+    if (NumCycles > 1)
+      ToBBI.ExtraCost += NumCycles-1;
+    ToBBI.ExtraCost2 += ExtraPredCost;
+
+    if (!TII->isPredicated(I) && !MI->isDebugValue()) {
+      if (!TII->PredicateInstruction(MI, Cond)) {
+#ifndef NDEBUG
+        dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
+#endif
+        llvm_unreachable(0);
+      }
+    }
+
+    // If the predicated instruction now redefines a register as the result of
+    // if-conversion, add an implicit kill.
+    UpdatePredRedefs(MI, Redefs, TRI);
+
+    // Some kill flags may not be correct anymore.
+    if (DontKill != 0)
+      RemoveKills(*MI, *DontKill, *TRI);
+  }
+
+  if (!IgnoreBr) {
+    std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
+                                           FromBBI.BB->succ_end());
+    MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
+    MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
+
+    for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
+      MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
+      // Fallthrough edge can't be transferred.
+      if (Succ == FallThrough)
+        continue;
+      ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
+    }
+  }
+
+  std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
+            std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
+  std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
+
+  ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
+  ToBBI.IsAnalyzed = false;
+
+  ++NumDupBBs;
 }
 
 /// MergeBlocks - Move all instructions from FromBB to the end of ToBB.
-///
-void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
+/// This will leave FromBB as an empty block, so remove all of its
+/// successor edges except for the fall-through edge.  If AddEdges is true,
+/// i.e., when FromBBI's branch is being moved, add those successor edges to
+/// ToBBI.
+void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI, bool AddEdges) {
+  assert(!FromBBI.BB->hasAddressTaken() &&
+         "Removing a BB whose address is taken!");
+
   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
 
-  // Redirect all branches to FromBB to ToBB.
-  std::vector<MachineBasicBlock *> Preds(FromBBI.BB->pred_begin(),
-                                         FromBBI.BB->pred_end());
-  for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
-    MachineBasicBlock *Pred = Preds[i];
-    if (Pred == ToBBI.BB)
-      continue;
-    Pred->ReplaceUsesOfBlockWith(FromBBI.BB, ToBBI.BB);
-  }
   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
                                          FromBBI.BB->succ_end());
   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
@@ -996,21 +1608,27 @@ void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
     if (Succ == FallThrough)
       continue;
     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
-    if (!ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
+    if (AddEdges && !ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
       ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
   }
 
-  // Now FromBBI always fall through to the next block!
-  if (NBB)
+  // Now FromBBI always falls through to the next block!
+  if (NBB && !FromBBI.BB->isSuccessor(NBB))
     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
 
+  std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
+            std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
+  FromBBI.Predicate.clear();
+
   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
+  ToBBI.ExtraCost += FromBBI.ExtraCost;
+  ToBBI.ExtraCost2 += FromBBI.ExtraCost2;
   FromBBI.NonPredSize = 0;
+  FromBBI.ExtraCost = 0;
+  FromBBI.ExtraCost2 = 0;
 
   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
   ToBBI.HasFallThrough = FromBBI.HasFallThrough;
-
-  std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
-            std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
-  FromBBI.Predicate.clear();
+  ToBBI.IsAnalyzed = false;
+  FromBBI.IsAnalyzed = false;
 }