lib/CodeGen/IfConversion.cpp

   1 //===-- IfConversion.cpp - Machine code if conversion pass. ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // 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/Support/ErrorHandling.h"
  25 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  26 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  27 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  28 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  29 using namespace llvm;
  30
  31 // Hidden options for help debugging.
  32 static cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
  33 static cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
  34 static cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  35 static cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple",
  36                                    cl::init(false), cl::Hidden);
  37 static cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false",
  38                                     cl::init(false), cl::Hidden);
  39 static cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle",
  40                                      cl::init(false), cl::Hidden);
  41 static cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev",
  42                                       cl::init(false), cl::Hidden);
  43 static cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false",
  44                                       cl::init(false), cl::Hidden);
  45 static cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev",
  46                                        cl::init(false), cl::Hidden);
  47 static cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond",
  48                                     cl::init(false), cl::Hidden);
  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 VISIBILITY_HIDDEN 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     /// ClobbersPred    - True if BB could modify predicates (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       SmallVector<MachineOperand, 4> BrCond;
 109       SmallVector<MachineOperand, 4> 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     /// NeedSubsumption - 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 NeedSubsumption;
 132       unsigned NumDups;
 133       unsigned NumDups2;
 134       IfcvtToken(BBInfo &b, IfcvtKind k, bool s, unsigned d, unsigned d2 = 0)
 135         : BBI(b), Kind(k), NeedSubsumption(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     int FnNum;
 150   public:
 151     static char ID;
 152     IfConverter() : MachineFunctionPass(&ID), FnNum(-1) {}
 153
 154     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 155     virtual const char *getPassName() const { return "If Converter"; }
 156
 157   private:
 158     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
 159     bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const;
 160     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 161                        bool FalseBranch, unsigned &Dups) const;
 162     bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 163                       unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
 164     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
 165     BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 166                          std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 167     bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 168                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
 169     bool AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 170                        std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 171     void InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB);
 172     void RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI);
 173     bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 174     bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 175     bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 176                           unsigned NumDups1, unsigned NumDups2);
 177     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 178                         MachineBasicBlock::iterator E,
 179                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond);
 180     void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 181                                SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 182                                bool IgnoreBr = false);
 183     void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI);
 184
 185     bool MeetIfcvtSizeLimit(unsigned Size) const {
 186       return Size > 0 && Size <= TLI->getIfCvtBlockSizeLimit();
 187     }
 188
 189     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
 190     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
 191       return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
 192     }
 193
 194     // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
 195     static bool IfcvtTokenCmp(IfcvtToken *C1, IfcvtToken *C2) {
 196       int Incr1 = (C1->Kind == ICDiamond)
 197         ? -(int)(C1->NumDups + C1->NumDups2) : (int)C1->NumDups;
 198       int Incr2 = (C2->Kind == ICDiamond)
 199         ? -(int)(C2->NumDups + C2->NumDups2) : (int)C2->NumDups;
 200       if (Incr1 > Incr2)
 201         return true;
 202       else if (Incr1 == Incr2) {
 203         // Favors subsumption.
 204         if (C1->NeedSubsumption == false && C2->NeedSubsumption == true)
 205           return true;
 206         else if (C1->NeedSubsumption == C2->NeedSubsumption) {
 207           // Favors diamond over triangle, etc.
 208           if ((unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind)
 209             return true;
 210           else if (C1->Kind == C2->Kind)
 211             return C1->BBI.BB->getNumber() < C2->BBI.BB->getNumber();
 212         }
 213       }
 214       return false;
 215     }
 216   };
 217
 218   char IfConverter::ID = 0;
 219 }
 220
 221 static RegisterPass<IfConverter>
 222 X("if-converter", "If Converter");
 223
 224 FunctionPass *llvm::createIfConverterPass() { return new IfConverter(); }
 225
 226 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 227   TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
 228   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 229   if (!TII) return false;
 230
 231   DOUT << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
 232        << MF.getFunction()->getName() << "\'";
 233
 234   if (FnNum < IfCvtFnStart || (IfCvtFnStop != -1 && FnNum > IfCvtFnStop)) {
 235     DOUT << " skipped\n";
 236     return false;
 237   }
 238   DOUT << "\n";
 239
 240   MF.RenumberBlocks();
 241   BBAnalysis.resize(MF.getNumBlockIDs());
 242
 243   // Look for root nodes, i.e. blocks without successors.
 244   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 245     if (I->succ_empty())
 246       Roots.push_back(I);
 247
 248   std::vector<IfcvtToken*> Tokens;
 249   MadeChange = false;
 250   unsigned NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle +
 251     NumTriangleRev + NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 252   while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfCvts < IfCvtLimit) {
 253     // Do an initial analysis for each basic block and find all the potential
 254     // candidates to perform if-conversion.
 255     bool Change = AnalyzeBlocks(MF, Tokens);
 256     while (!Tokens.empty()) {
 257       IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 258       Tokens.pop_back();
 259       BBInfo &BBI = Token->BBI;
 260       IfcvtKind Kind = Token->Kind;
 261       unsigned NumDups = Token->NumDups;
 262       unsigned NumDups2 = Token->NumDups2;
 263
 264       delete Token;
 265
 266       // If the block has been evicted out of the queue or it has already been
 267       // marked dead (due to it being predicated), then skip it.
 268       if (BBI.IsDone)
 269         BBI.IsEnqueued = false;
 270       if (!BBI.IsEnqueued)
 271         continue;
 272
 273       BBI.IsEnqueued = false;
 274
 275       bool RetVal = false;
 276       switch (Kind) {
 277       default: assert(false && "Unexpected!");
 278         break;
 279       case ICSimple:
 280       case ICSimpleFalse: {
 281         bool isFalse = Kind == ICSimpleFalse;
 282         if ((isFalse && DisableSimpleF) || (!isFalse && DisableSimple)) break;
 283         DOUT << "Ifcvt (Simple" << (Kind == ICSimpleFalse ? " false" :"")
 284              << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
 285              << ((Kind == ICSimpleFalse)
 286                  ? BBI.FalseBB->getNumber()
 287                  : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ";
 288         RetVal = IfConvertSimple(BBI, Kind);
 289         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 290         if (RetVal) {
 291           if (isFalse) NumSimpleFalse++;
 292           else         NumSimple++;
 293         }
 294        break;
 295       }
 296       case ICTriangle:
 297       case ICTriangleRev:
 298       case ICTriangleFalse:
 299       case ICTriangleFRev: {
 300         bool isFalse = Kind == ICTriangleFalse;
 301         bool isRev   = (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev);
 302         if (DisableTriangle && !isFalse && !isRev) break;
 303         if (DisableTriangleR && !isFalse && isRev) break;
 304         if (DisableTriangleF && isFalse && !isRev) break;
 305         if (DisableTriangleFR && isFalse && isRev) break;
 306         DOUT << "Ifcvt (Triangle";
 307         if (isFalse)
 308           DOUT << " false";
 309         if (isRev)
 310           DOUT << " rev";
 311         DOUT << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 312              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 313              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 314         RetVal = IfConvertTriangle(BBI, Kind);
 315         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 316         if (RetVal) {
 317           if (isFalse) {
 318             if (isRev) NumTriangleFRev++;
 319             else       NumTriangleFalse++;
 320           } else {
 321             if (isRev) NumTriangleRev++;
 322             else       NumTriangle++;
 323           }
 324         }
 325         break;
 326       }
 327       case ICDiamond: {
 328         if (DisableDiamond) break;
 329         DOUT << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 330              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 331              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 332         RetVal = IfConvertDiamond(BBI, Kind, NumDups, NumDups2);
 333         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 334         if (RetVal) NumDiamonds++;
 335         break;
 336       }
 337       }
 338
 339       Change |= RetVal;
 340
 341       NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle + NumTriangleRev +
 342         NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 343       if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfCvts >= IfCvtLimit)
 344         break;
 345     }
 346
 347     if (!Change)
 348       break;
 349     MadeChange |= Change;
 350   }
 351
 352   // Delete tokens in case of early exit.
 353   while (!Tokens.empty()) {
 354     IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 355     Tokens.pop_back();
 356     delete Token;
 357   }
 358
 359   Tokens.clear();
 360   Roots.clear();
 361   BBAnalysis.clear();
 362
 363   return MadeChange;
 364 }
 365
 366 /// findFalseBlock - BB has a fallthrough. Find its 'false' successor given
 367 /// its 'true' successor.
 368 static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
 369                                          MachineBasicBlock *TrueBB) {
 370   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
 371          E = BB->succ_end(); SI != E; ++SI) {
 372     MachineBasicBlock *SuccBB = *SI;
 373     if (SuccBB != TrueBB)
 374       return SuccBB;
 375   }
 376   return NULL;
 377 }
 378
 379 /// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
 380 /// branch. Swap block's 'true' and 'false' successors.
 381 bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
 382   if (!TII->ReverseBranchCondition(BBI.BrCond)) {
 383     TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 384     TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond);
 385     std::swap(BBI.TrueBB, BBI.FalseBB);
 386     return true;
 387   }
 388   return false;
 389 }
 390
 391 /// getNextBlock - Returns the next block in the function blocks ordering. If
 392 /// it is the end, returns NULL.
 393 static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 394   MachineFunction::iterator I = BB;
 395   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 396   if (++I == E)
 397     return NULL;
 398   return I;
 399 }
 400
 401 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
 402 /// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt. It also returns the
 403 /// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
 404 /// in Dups.
 405 bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const {
 406   Dups = 0;
 407   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 408     return false;
 409
 410   if (TrueBBI.IsBrAnalyzable)
 411     return false;
 412
 413   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 414     if (TrueBBI.CannotBeCopied ||
 415         TrueBBI.NonPredSize > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 416       return false;
 417     Dups = TrueBBI.NonPredSize;
 418   }
 419
 420   return true;
 421 }
 422
 423 /// ValidTriangle - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 424 /// with their common predecessor) forms a valid triangle shape for ifcvt.
 425 /// If 'FalseBranch' is true, it checks if 'true' block's false branch
 426 /// branches to the false branch rather than the other way around. It also
 427 /// returns the number of instructions that the ifcvt would need to duplicate
 428 /// if performed in 'Dups'.
 429 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 430                                 bool FalseBranch, unsigned &Dups) const {
 431   Dups = 0;
 432   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 433     return false;
 434
 435   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 436     if (TrueBBI.CannotBeCopied)
 437       return false;
 438
 439     unsigned Size = TrueBBI.NonPredSize;
 440     if (TrueBBI.IsBrAnalyzable) {
 441       if (TrueBBI.TrueBB && TrueBBI.BrCond.empty())
 442         // Ends with an unconditional branch. It will be removed.
 443         --Size;
 444       else {
 445         MachineBasicBlock *FExit = FalseBranch
 446           ? TrueBBI.TrueBB : TrueBBI.FalseBB;
 447         if (FExit)
 448           // Require a conditional branch
 449           ++Size;
 450       }
 451     }
 452     if (Size > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 453       return false;
 454     Dups = Size;
 455   }
 456
 457   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
 458   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
 459     MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB;
 460     if (++I == TrueBBI.BB->getParent()->end())
 461       return false;
 462     TExit = I;
 463   }
 464   return TExit && TExit == FalseBBI.BB;
 465 }
 466
 467 static
 468 MachineBasicBlock::iterator firstNonBranchInst(MachineBasicBlock *BB,
 469                                                const TargetInstrInfo *TII) {
 470   MachineBasicBlock::iterator I = BB->end();
 471   while (I != BB->begin()) {
 472     --I;
 473     if (!I->getDesc().isBranch())
 474       break;
 475   }
 476   return I;
 477 }
 478
 479 /// ValidDiamond - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 480 /// with their common predecessor) forms a valid diamond shape for ifcvt.
 481 bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 482                                unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const {
 483   Dups1 = Dups2 = 0;
 484   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone ||
 485       FalseBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsDone)
 486     return false;
 487
 488   MachineBasicBlock *TT = TrueBBI.TrueBB;
 489   MachineBasicBlock *FT = FalseBBI.TrueBB;
 490
 491   if (!TT && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
 492     TT = getNextBlock(TrueBBI.BB);
 493   if (!FT && blockAlwaysFallThrough(FalseBBI))
 494     FT = getNextBlock(FalseBBI.BB);
 495   if (TT != FT)
 496     return false;
 497   if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
 498     return false;
 499   if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 || FalseBBI.BB->pred_size() > 1)
 500     return false;
 501
 502   // FIXME: Allow true block to have an early exit?
 503   if (TrueBBI.FalseBB || FalseBBI.FalseBB ||
 504       (TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred))
 505     return false;
 506
 507   MachineBasicBlock::iterator TI = TrueBBI.BB->begin();
 508   MachineBasicBlock::iterator FI = FalseBBI.BB->begin();
 509   while (TI != TrueBBI.BB->end() && FI != FalseBBI.BB->end()) {
 510     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 511       break;
 512     ++Dups1;
 513     ++TI;
 514     ++FI;
 515   }
 516
 517   TI = firstNonBranchInst(TrueBBI.BB, TII);
 518   FI = firstNonBranchInst(FalseBBI.BB, TII);
 519   while (TI != TrueBBI.BB->begin() && FI != FalseBBI.BB->begin()) {
 520     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 521       break;
 522     ++Dups2;
 523     --TI;
 524     --FI;
 525   }
 526
 527   return true;
 528 }
 529
 530 /// ScanInstructions - Scan all the instructions in the block to determine if
 531 /// the block is predicable. In most cases, that means all the instructions
 532 /// in the block are isPredicable(). Also checks if the block contains any
 533 /// instruction which can clobber a predicate (e.g. condition code register).
 534 /// If so, the block is not predicable unless it's the last instruction.
 535 void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 536   if (BBI.IsDone)
 537     return;
 538
 539   bool AlreadyPredicated = BBI.Predicate.size() > 0;
 540   // First analyze the end of BB branches.
 541   BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
 542   BBI.BrCond.clear();
 543   BBI.IsBrAnalyzable =
 544     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
 545   BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == NULL;
 546
 547   if (BBI.BrCond.size()) {
 548     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
 549     // fallthrough.
 550     if (!BBI.FalseBB)
 551       BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);
 552     if (!BBI.FalseBB) {
 553       // Malformed bcc? True and false blocks are the same?
 554       BBI.IsUnpredicable = true;
 555       return;
 556     }
 557   }
 558
 559   // Then scan all the instructions.
 560   BBI.NonPredSize = 0;
 561   BBI.ClobbersPred = false;
 562   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
 563        I != E; ++I) {
 564     const TargetInstrDesc &TID = I->getDesc();
 565     if (TID.isNotDuplicable())
 566       BBI.CannotBeCopied = true;
 567
 568     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
 569     bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable && TID.isConditionalBranch();
 570
 571     if (!isCondBr) {
 572       if (!isPredicated)
 573         BBI.NonPredSize++;
 574       else if (!AlreadyPredicated) {
 575         // FIXME: This instruction is already predicated before the
 576         // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
 577         // Mark this block unpredicable for now.
 578         BBI.IsUnpredicable = true;
 579         return;
 580       }
 581     }
 582
 583     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
 584       // Predicate modification instruction should end the block (except for
 585       // already predicated instructions and end of block branches).
 586       if (isCondBr) {
 587         // A conditional branch is not predicable, but it may be eliminated.
 588         continue;
 589       }
 590
 591       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
 592       // unpredicated instructions cannot be correctly predicated.
 593       BBI.IsUnpredicable = true;
 594       return;
 595     }
 596
 597     // FIXME: Make use of PredDefs? e.g. ADDC, SUBC sets predicates but are
 598     // still potentially predicable.
 599     std::vector<MachineOperand> PredDefs;
 600     if (TII->DefinesPredicate(I, PredDefs))
 601       BBI.ClobbersPred = true;
 602
 603     if (!TID.isPredicable()) {
 604       BBI.IsUnpredicable = true;
 605       return;
 606     }
 607   }
 608 }
 609
 610 /// FeasibilityAnalysis - Determine if the block is a suitable candidate to be
 611 /// predicated by the specified predicate.
 612 bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 613                                       SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred,
 614                                       bool isTriangle, bool RevBranch) {
 615   // If the block is dead or unpredicable, then it cannot be predicated.
 616   if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
 617     return false;
 618
 619   // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
 620   // predicate.
 621   if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
 622     return false;
 623
 624   if (BBI.BrCond.size()) {
 625     if (!isTriangle)
 626       return false;
 627
 628     // Test predicate subsumption.
 629     SmallVector<MachineOperand, 4> RevPred(Pred.begin(), Pred.end());
 630     SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 631     if (RevBranch) {
 632       if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 633         return false;
 634     }
 635     if (TII->ReverseBranchCondition(RevPred) ||
 636         !TII->SubsumesPredicate(Cond, RevPred))
 637       return false;
 638   }
 639
 640   return true;
 641 }
 642
 643 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 644 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 645 /// if-conversion candidate.
 646 IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 647                                              std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 648   BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 649
 650   if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
 651     return BBI;
 652
 653   BBI.BB = BB;
 654   BBI.IsBeingAnalyzed = true;
 655
 656   ScanInstructions(BBI);
 657
 658   // Unanalyzable or ends with fallthrough or unconditional branch.
 659   if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.empty()) {
 660     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 661     BBI.IsAnalyzed = true;
 662     return BBI;
 663   }
 664
 665   // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
 666   if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
 667     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 668     BBI.IsAnalyzed = true;
 669     return BBI;
 670   }
 671
 672   // Do not ifcvt if true and false fallthrough blocks are the same.
 673   if (!BBI.FalseBB) {
 674     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 675     BBI.IsAnalyzed = true;
 676     return BBI;
 677   }
 678
 679   BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
 680   BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
 681
 682   if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
 683     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 684     BBI.IsAnalyzed = true;
 685     return BBI;
 686   }
 687
 688   SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 689   bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 690
 691   unsigned Dups = 0;
 692   unsigned Dups2 = 0;
 693   bool TNeedSub = TrueBBI.Predicate.size() > 0;
 694   bool FNeedSub = FalseBBI.Predicate.size() > 0;
 695   bool Enqueued = false;
 696   if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
 697       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 698       MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 699       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
 700       FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 701     // Diamond:
 702     //   EBB
 703     //   / \_
 704     //  |   |
 705     // TBB FBB
 706     //   \ /
 707     //  TailBB
 708     // Note TailBB can be empty.
 709     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
 710                                     Dups2));
 711     Enqueued = true;
 712   }
 713
 714   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups) &&
 715       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 716       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
 717     // Triangle:
 718     //   EBB
 719     //   | \_
 720     //   |  |
 721     //   | TBB
 722     //   |  /
 723     //   FBB
 724     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
 725     Enqueued = true;
 726   }
 727
 728   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups) &&
 729       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 730       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
 731     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
 732     Enqueued = true;
 733   }
 734
 735   if (ValidSimple(TrueBBI, Dups) &&
 736       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 737       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
 738     // Simple (split, no rejoin):
 739     //   EBB
 740     //   | \_
 741     //   |  |
 742     //   | TBB---> exit
 743     //   |
 744     //   FBB
 745     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
 746     Enqueued = true;
 747   }
 748
 749   if (CanRevCond) {
 750     // Try the other path...
 751     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups) &&
 752         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 753         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
 754       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
 755       Enqueued = true;
 756     }
 757
 758     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups) &&
 759         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 760         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
 761       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
 762       Enqueued = true;
 763     }
 764
 765     if (ValidSimple(FalseBBI, Dups) &&
 766         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 767         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 768       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
 769       Enqueued = true;
 770     }
 771   }
 772
 773   BBI.IsEnqueued = Enqueued;
 774   BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 775   BBI.IsAnalyzed = true;
 776   return BBI;
 777 }
 778
 779 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
 780 /// candidates. It returns true if any CFG restructuring is done to expose more
 781 /// if-conversion opportunities.
 782 bool IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 783                                 std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 784   bool Change = false;
 785   std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
 786   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
 787     for (idf_ext_iterator<MachineBasicBlock*> I=idf_ext_begin(Roots[i],Visited),
 788            E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); I != E; ++I) {
 789       MachineBasicBlock *BB = *I;
 790       AnalyzeBlock(BB, Tokens);
 791     }
 792   }
 793
 794   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
 795   std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
 796
 797   return Change;
 798 }
 799
 800 /// canFallThroughTo - Returns true either if ToBB is the next block after BB or
 801 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 802 /// next block).
 803 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
 804   MachineFunction::iterator I = BB;
 805   MachineFunction::iterator TI = ToBB;
 806   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 807   while (++I != TI)
 808     if (I == E || !I->empty())
 809       return false;
 810   return true;
 811 }
 812
 813 /// InvalidatePreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
 814 /// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
 815 /// dequeue it!
 816 void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
 817   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
 818          E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 819     BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
 820     if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
 821       continue;
 822     PBBI.IsAnalyzed = false;
 823     PBBI.IsEnqueued = false;
 824   }
 825 }
 826
 827 /// InsertUncondBranch - Inserts an unconditional branch from BB to ToBB.
 828 ///
 829 static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
 830                                const TargetInstrInfo *TII) {
 831   SmallVector<MachineOperand, 0> NoCond;
 832   TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond);
 833 }
 834
 835 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 836 /// successors.
 837 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
 838   MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
 839   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
 840   if (!TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond))
 841     BBI.BB->CorrectExtraCFGEdges(TBB, FBB, !Cond.empty());
 842 }
 843
 844 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 845 ///
 846 bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 847   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 848   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 849   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 850   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 851
 852   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 853   if (Kind == ICSimpleFalse)
 854     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 855
 856   if (CvtBBI->IsDone ||
 857       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 858     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 859     BBI.IsAnalyzed = false;
 860     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 861     return false;
 862   }
 863
 864   if (Kind == ICSimpleFalse)
 865     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 866       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 867
 868   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
 869     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 870     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
 871     // the entry block.
 872     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond);
 873   } else {
 874     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 875
 876     // Merge converted block into entry block.
 877     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 878     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 879   }
 880
 881   bool IterIfcvt = true;
 882   if (!canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB)) {
 883     InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 884     BBI.HasFallThrough = false;
 885     // Now ifcvt'd block will look like this:
 886     // BB:
 887     // ...
 888     // t, f = cmp
 889     // if t op
 890     // b BBf
 891     //
 892     // We cannot further ifcvt this block because the unconditional branch
 893     // will have to be predicated on the new condition, that will not be
 894     // available if cmp executes.
 895     IterIfcvt = false;
 896   }
 897
 898   RemoveExtraEdges(BBI);
 899
 900   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
 901   if (!IterIfcvt)
 902     BBI.IsDone = true;
 903   InvalidatePreds(BBI.BB);
 904   CvtBBI->IsDone = true;
 905
 906   // FIXME: Must maintain LiveIns.
 907   return true;
 908 }
 909
 910 /// IfConvertTriangle - If convert a triangle sub-CFG.
 911 ///
 912 bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 913   BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 914   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 915   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 916   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 917
 918   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 919   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 920     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 921
 922   if (CvtBBI->IsDone ||
 923       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 924     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 925     BBI.IsAnalyzed = false;
 926     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 927     return false;
 928   }
 929
 930   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 931     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 932       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 933
 934   if (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev) {
 935     if (ReverseBranchCondition(*CvtBBI)) {
 936       // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
 937       // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
 938       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
 939              E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 940         MachineBasicBlock *PBB = *PI;
 941         if (PBB == BBI.BB)
 942           continue;
 943         BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
 944         if (PBBI.IsEnqueued) {
 945           PBBI.IsAnalyzed = false;
 946           PBBI.IsEnqueued = false;
 947         }
 948       }
 949     }
 950   }
 951
 952   bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
 953   bool DupBB = CvtBBI->BB->pred_size() > 1;
 954   if (DupBB) {
 955     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 956     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
 957     // the entry block.
 958     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, true);
 959   } else {
 960     // Predicate the 'true' block after removing its branch.
 961     CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
 962     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 963
 964     // Now merge the entry of the triangle with the true block.
 965     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 966     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 967   }
 968
 969   // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
 970   if (HasEarlyExit) {
 971     SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(CvtBBI->BrCond.begin(),
 972                                            CvtBBI->BrCond.end());
 973     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
 974       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 975     TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond);
 976     BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
 977   }
 978
 979   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
 980   // predecessors. Otherwise, add an unconditional branch to 'false'.
 981   bool FalseBBDead = false;
 982   bool IterIfcvt = true;
 983   bool isFallThrough = canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB);
 984   if (!isFallThrough) {
 985     // Only merge them if the true block does not fallthrough to the false
 986     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
 987     // ifcvt the blocks.
 988     if (!HasEarlyExit &&
 989         NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough) {
 990       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
 991       FalseBBDead = true;
 992     } else {
 993       InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 994       BBI.HasFallThrough = false;
 995     }
 996     // Mixed predicated and unpredicated code. This cannot be iteratively
 997     // predicated.
 998     IterIfcvt = false;
 999   }
1000
1001   RemoveExtraEdges(BBI);
1002
1003   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
1004   if (!IterIfcvt)
1005     BBI.IsDone = true;
1006   InvalidatePreds(BBI.BB);
1007   CvtBBI->IsDone = true;
1008   if (FalseBBDead)
1009     NextBBI->IsDone = true;
1010
1011   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1012   return true;
1013 }
1014
1015 /// IfConvertDiamond - If convert a diamond sub-CFG.
1016 ///
1017 bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
1018                                    unsigned NumDups1, unsigned NumDups2) {
1019   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
1020   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
1021   MachineBasicBlock *TailBB = TrueBBI.TrueBB;
1022   // True block must fall through or end with an unanalyzable terminator.
1023   if (!TailBB) {
1024     if (blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
1025       TailBB = FalseBBI.TrueBB;
1026     assert((TailBB || !TrueBBI.IsBrAnalyzable) && "Unexpected!");
1027   }
1028
1029   if (TrueBBI.IsDone || FalseBBI.IsDone ||
1030       TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
1031       FalseBBI.BB->pred_size() > 1) {
1032     // Something has changed. It's no longer safe to predicate these blocks.
1033     BBI.IsAnalyzed = false;
1034     TrueBBI.IsAnalyzed = false;
1035     FalseBBI.IsAnalyzed = false;
1036     return false;
1037   }
1038
1039   // Merge the 'true' and 'false' blocks by copying the instructions
1040   // from the 'false' block to the 'true' block. That is, unless the true
1041   // block would clobber the predicate, in that case, do the opposite.
1042   BBInfo *BBI1 = &TrueBBI;
1043   BBInfo *BBI2 = &FalseBBI;
1044   SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
1045   if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
1046     assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
1047   SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond1 = &BBI.BrCond;
1048   SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond2 = &RevCond;
1049
1050   // Figure out the more profitable ordering.
1051   bool DoSwap = false;
1052   if (TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred)
1053     DoSwap = true;
1054   else if (TrueBBI.ClobbersPred == FalseBBI.ClobbersPred) {
1055     if (TrueBBI.NonPredSize > FalseBBI.NonPredSize)
1056       DoSwap = true;
1057   }
1058   if (DoSwap) {
1059     std::swap(BBI1, BBI2);
1060     std::swap(Cond1, Cond2);
1061   }
1062
1063   // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
1064   BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1065
1066   // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
1067   MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
1068   MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
1069   BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
1070   BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
1071   while (NumDups1 != 0) {
1072     ++DI1;
1073     ++DI2;
1074     --NumDups1;
1075   }
1076   BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
1077   BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
1078
1079   // Predicate the 'true' block after removing its branch.
1080   BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
1081   DI1 = BBI1->BB->end();
1082   for (unsigned i = 0; i != NumDups2; ++i)
1083     --DI1;
1084   BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
1085   PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1);
1086
1087   // Predicate the 'false' block.
1088   BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
1089   DI2 = BBI2->BB->end();
1090   while (NumDups2 != 0) {
1091     --DI2;
1092     --NumDups2;
1093   }
1094   PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2);
1095
1096   // Merge the true block into the entry of the diamond.
1097   MergeBlocks(BBI, *BBI1);
1098   MergeBlocks(BBI, *BBI2);
1099
1100   // If the if-converted block falls through or unconditionally branches into
1101   // the tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
1102   // fold the tail block in as well. Otherwise, unless it falls through to the
1103   // tail, add a unconditional branch to it.
1104   if (TailBB) {
1105     BBInfo TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
1106     if (TailBB->pred_size() == 1 && !TailBBI.HasFallThrough) {
1107       BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1108       MergeBlocks(BBI, TailBBI);
1109       TailBBI.IsDone = true;
1110     } else {
1111       InsertUncondBranch(BBI.BB, TailBB, TII);
1112       BBI.HasFallThrough = false;
1113     }
1114   }
1115
1116   RemoveExtraEdges(BBI);
1117
1118   // Update block info.
1119   BBI.IsDone = TrueBBI.IsDone = FalseBBI.IsDone = true;
1120   InvalidatePreds(BBI.BB);
1121
1122   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1123   return true;
1124 }
1125
1126 /// PredicateBlock - Predicate instructions from the start of the block to the
1127 /// specified end with the specified condition.
1128 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
1129                                  MachineBasicBlock::iterator E,
1130                                  SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) {
1131   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
1132     if (TII->isPredicated(I))
1133       continue;
1134     if (!TII->PredicateInstruction(I, Cond)) {
1135       std::string msg;
1136       raw_string_ostream Msg(msg);
1137       Msg << "Unable to predicate " << *I << "!";
1138       llvm_report_error(Msg.str());
1139     }
1140   }
1141
1142   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
1143
1144   BBI.IsAnalyzed = false;
1145   BBI.NonPredSize = 0;
1146
1147   NumIfConvBBs++;
1148 }
1149
1150 /// CopyAndPredicateBlock - Copy and predicate instructions from source BB to
1151 /// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
1152 void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
1153                                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1154                                         bool IgnoreBr) {
1155   MachineFunction &MF = *ToBBI.BB->getParent();
1156
1157   for (MachineBasicBlock::iterator I = FromBBI.BB->begin(),
1158          E = FromBBI.BB->end(); I != E; ++I) {
1159     const TargetInstrDesc &TID = I->getDesc();
1160     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
1161     // Do not copy the end of the block branches.
1162     if (IgnoreBr && !isPredicated && TID.isBranch())
1163       break;
1164
1165     MachineInstr *MI = MF.CloneMachineInstr(I);
1166     ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
1167     ToBBI.NonPredSize++;
1168
1169     if (!isPredicated)
1170       if (!TII->PredicateInstruction(MI, Cond)) {
1171         std::string msg;
1172         raw_string_ostream Msg(msg);
1173         Msg << "Unable to predicate " << *MI << "!";
1174         llvm_report_error(Msg.str());
1175       }
1176   }
1177
1178   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1179                                          FromBBI.BB->succ_end());
1180   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1181   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1182
1183   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1184     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1185     // Fallthrough edge can't be transferred.
1186     if (Succ == FallThrough)
1187       continue;
1188     ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1189   }
1190
1191   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1192             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1193   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1194
1195   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1196   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1197
1198   NumDupBBs++;
1199 }
1200
1201 /// MergeBlocks - Move all instructions from FromBB to the end of ToBB.
1202 ///
1203 void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
1204   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
1205                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
1206
1207   // Redirect all branches to FromBB to ToBB.
1208   std::vector<MachineBasicBlock *> Preds(FromBBI.BB->pred_begin(),
1209                                          FromBBI.BB->pred_end());
1210   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1211     MachineBasicBlock *Pred = Preds[i];
1212     if (Pred == ToBBI.BB)
1213       continue;
1214     Pred->ReplaceUsesOfBlockWith(FromBBI.BB, ToBBI.BB);
1215   }
1216
1217   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1218                                          FromBBI.BB->succ_end());
1219   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1220   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1221
1222   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1223     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1224     // Fallthrough edge can't be transferred.
1225     if (Succ == FallThrough)
1226       continue;
1227     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
1228     ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1229   }
1230
1231   // Now FromBBI always falls through to the next block!
1232   if (NBB && !FromBBI.BB->isSuccessor(NBB))
1233     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
1234
1235   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1236             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1237   FromBBI.Predicate.clear();
1238
1239   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
1240   FromBBI.NonPredSize = 0;
1241
1242   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1243   ToBBI.HasFallThrough = FromBBI.HasFallThrough;
1244   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1245   FromBBI.IsAnalyzed = false;
1246 }