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 "BranchFolding.h"
  16 #include "llvm/Function.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  24 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  28 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  29 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  30 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  31 using namespace llvm;
  32
  33 // Hidden options for help debugging.
  34 static cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
  35 static cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
  36 static cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  37 static cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple",
  38                                    cl::init(false), cl::Hidden);
  39 static cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false",
  40                                     cl::init(false), cl::Hidden);
  41 static cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle",
  42                                      cl::init(false), cl::Hidden);
  43 static cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev",
  44                                       cl::init(false), cl::Hidden);
  45 static cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false",
  46                                       cl::init(false), cl::Hidden);
  47 static cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev",
  48                                        cl::init(false), cl::Hidden);
  49 static cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond",
  50                                     cl::init(false), cl::Hidden);
  51 static cl::opt<bool> IfCvtBranchFold("ifcvt-branch-fold",
  52                                      cl::init(true), cl::Hidden);
  53
  54 STATISTIC(NumSimple,       "Number of simple if-conversions performed");
  55 STATISTIC(NumSimpleFalse,  "Number of simple (F) if-conversions performed");
  56 STATISTIC(NumTriangle,     "Number of triangle if-conversions performed");
  57 STATISTIC(NumTriangleRev,  "Number of triangle (R) if-conversions performed");
  58 STATISTIC(NumTriangleFalse,"Number of triangle (F) if-conversions performed");
  59 STATISTIC(NumTriangleFRev, "Number of triangle (F/R) if-conversions performed");
  60 STATISTIC(NumDiamonds,     "Number of diamond if-conversions performed");
  61 STATISTIC(NumIfConvBBs,    "Number of if-converted blocks");
  62 STATISTIC(NumDupBBs,       "Number of duplicated blocks");
  63
  64 namespace {
  65   class IfConverter : public MachineFunctionPass {
  66     enum IfcvtKind {
  67       ICNotClassfied,  // BB data valid, but not classified.
  68       ICSimpleFalse,   // Same as ICSimple, but on the false path.
  69       ICSimple,        // BB is entry of an one split, no rejoin sub-CFG.
  70       ICTriangleFRev,  // Same as ICTriangleFalse, but false path rev condition.
  71       ICTriangleRev,   // Same as ICTriangle, but true path rev condition.
  72       ICTriangleFalse, // Same as ICTriangle, but on the false path.
  73       ICTriangle,      // BB is entry of a triangle sub-CFG.
  74       ICDiamond        // BB is entry of a diamond sub-CFG.
  75     };
  76
  77     /// BBInfo - One per MachineBasicBlock, this is used to cache the result
  78     /// if-conversion feasibility analysis. This includes results from
  79     /// TargetInstrInfo::AnalyzeBranch() (i.e. TBB, FBB, and Cond), and its
  80     /// classification, and common tail block of its successors (if it's a
  81     /// diamond shape), its size, whether it's predicable, and whether any
  82     /// instruction can clobber the 'would-be' predicate.
  83     ///
  84     /// IsDone          - True if BB is not to be considered for ifcvt.
  85     /// IsBeingAnalyzed - True if BB is currently being analyzed.
  86     /// IsAnalyzed      - True if BB has been analyzed (info is still valid).
  87     /// IsEnqueued      - True if BB has been enqueued to be ifcvt'ed.
  88     /// IsBrAnalyzable  - True if AnalyzeBranch() returns false.
  89     /// HasFallThrough  - True if BB may fallthrough to the following BB.
  90     /// IsUnpredicable  - True if BB is known to be unpredicable.
  91     /// ClobbersPred    - True if BB could modify predicates (e.g. has
  92     ///                   cmp, call, etc.)
  93     /// NonPredSize     - Number of non-predicated instructions.
  94     /// BB              - Corresponding MachineBasicBlock.
  95     /// TrueBB / FalseBB- See AnalyzeBranch().
  96     /// BrCond          - Conditions for end of block conditional branches.
  97     /// Predicate       - Predicate used in the BB.
  98     struct BBInfo {
  99       bool IsDone          : 1;
 100       bool IsBeingAnalyzed : 1;
 101       bool IsAnalyzed      : 1;
 102       bool IsEnqueued      : 1;
 103       bool IsBrAnalyzable  : 1;
 104       bool HasFallThrough  : 1;
 105       bool IsUnpredicable  : 1;
 106       bool CannotBeCopied  : 1;
 107       bool ClobbersPred    : 1;
 108       unsigned NonPredSize;
 109       MachineBasicBlock *BB;
 110       MachineBasicBlock *TrueBB;
 111       MachineBasicBlock *FalseBB;
 112       SmallVector<MachineOperand, 4> BrCond;
 113       SmallVector<MachineOperand, 4> Predicate;
 114       BBInfo() : IsDone(false), IsBeingAnalyzed(false),
 115                  IsAnalyzed(false), IsEnqueued(false), IsBrAnalyzable(false),
 116                  HasFallThrough(false), IsUnpredicable(false),
 117                  CannotBeCopied(false), ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
 118                  BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0) {}
 119     };
 120
 121     /// IfcvtToken - Record information about pending if-conversions to attempt:
 122     /// BBI             - Corresponding BBInfo.
 123     /// Kind            - Type of block. See IfcvtKind.
 124     /// NeedSubsumption - True if the to-be-predicated BB has already been
 125     ///                   predicated.
 126     /// NumDups      - Number of instructions that would be duplicated due
 127     ///                   to this if-conversion. (For diamonds, the number of
 128     ///                   identical instructions at the beginnings of both
 129     ///                   paths).
 130     /// NumDups2     - For diamonds, the number of identical instructions
 131     ///                   at the ends of both paths.
 132     struct IfcvtToken {
 133       BBInfo &BBI;
 134       IfcvtKind Kind;
 135       bool NeedSubsumption;
 136       unsigned NumDups;
 137       unsigned NumDups2;
 138       IfcvtToken(BBInfo &b, IfcvtKind k, bool s, unsigned d, unsigned d2 = 0)
 139         : BBI(b), Kind(k), NeedSubsumption(s), NumDups(d), NumDups2(d2) {}
 140     };
 141
 142     /// Roots - Basic blocks that do not have successors. These are the starting
 143     /// points of Graph traversal.
 144     std::vector<MachineBasicBlock*> Roots;
 145
 146     /// BBAnalysis - Results of if-conversion feasibility analysis indexed by
 147     /// basic block number.
 148     std::vector<BBInfo> BBAnalysis;
 149
 150     const TargetLowering *TLI;
 151     const TargetInstrInfo *TII;
 152     const TargetRegisterInfo *TRI;
 153     bool MadeChange;
 154     int FnNum;
 155   public:
 156     static char ID;
 157     IfConverter() : MachineFunctionPass(&ID), FnNum(-1) {}
 158
 159     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 160     virtual const char *getPassName() const { return "If Converter"; }
 161
 162   private:
 163     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
 164     bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const;
 165     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 166                        bool FalseBranch, unsigned &Dups) const;
 167     bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 168                       unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
 169     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
 170     BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 171                          std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 172     bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 173                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
 174     void AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF, std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 175     void InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB);
 176     void RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI);
 177     bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 178     bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 179     bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 180                           unsigned NumDups1, unsigned NumDups2);
 181     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 182                         MachineBasicBlock::iterator E,
 183                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 184                         SmallSet<unsigned, 4> &Redefs);
 185     void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 186                                SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 187                                SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
 188                                bool IgnoreBr = false);
 189     void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI);
 190
 191     bool MeetIfcvtSizeLimit(unsigned Size) const {
 192       return Size > 0 && Size <= TLI->getIfCvtBlockSizeLimit();
 193     }
 194
 195     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
 196     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
 197       return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
 198     }
 199
 200     // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
 201     static bool IfcvtTokenCmp(IfcvtToken *C1, IfcvtToken *C2) {
 202       int Incr1 = (C1->Kind == ICDiamond)
 203         ? -(int)(C1->NumDups + C1->NumDups2) : (int)C1->NumDups;
 204       int Incr2 = (C2->Kind == ICDiamond)
 205         ? -(int)(C2->NumDups + C2->NumDups2) : (int)C2->NumDups;
 206       if (Incr1 > Incr2)
 207         return true;
 208       else if (Incr1 == Incr2) {
 209         // Favors subsumption.
 210         if (C1->NeedSubsumption == false && C2->NeedSubsumption == true)
 211           return true;
 212         else if (C1->NeedSubsumption == C2->NeedSubsumption) {
 213           // Favors diamond over triangle, etc.
 214           if ((unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind)
 215             return true;
 216           else if (C1->Kind == C2->Kind)
 217             return C1->BBI.BB->getNumber() < C2->BBI.BB->getNumber();
 218         }
 219       }
 220       return false;
 221     }
 222   };
 223
 224   char IfConverter::ID = 0;
 225 }
 226
 227 static RegisterPass<IfConverter>
 228 X("if-converter", "If Converter");
 229
 230 FunctionPass *llvm::createIfConverterPass() { return new IfConverter(); }
 231
 232 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 233   TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
 234   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 235   TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 236   if (!TII) return false;
 237
 238   DEBUG(dbgs() << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
 239                << MF.getFunction()->getName() << "\'");
 240
 241   if (FnNum < IfCvtFnStart || (IfCvtFnStop != -1 && FnNum > IfCvtFnStop)) {
 242     DEBUG(dbgs() << " skipped\n");
 243     return false;
 244   }
 245   DEBUG(dbgs() << "\n");
 246
 247   MF.RenumberBlocks();
 248   BBAnalysis.resize(MF.getNumBlockIDs());
 249
 250   // Look for root nodes, i.e. blocks without successors.
 251   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 252     if (I->succ_empty())
 253       Roots.push_back(I);
 254
 255   std::vector<IfcvtToken*> Tokens;
 256   MadeChange = false;
 257   unsigned NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle +
 258     NumTriangleRev + NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 259   while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfCvts < IfCvtLimit) {
 260     // Do an initial analysis for each basic block and find all the potential
 261     // candidates to perform if-conversion.
 262     bool Change = false;
 263     AnalyzeBlocks(MF, Tokens);
 264     while (!Tokens.empty()) {
 265       IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 266       Tokens.pop_back();
 267       BBInfo &BBI = Token->BBI;
 268       IfcvtKind Kind = Token->Kind;
 269       unsigned NumDups = Token->NumDups;
 270       unsigned NumDups2 = Token->NumDups2;
 271
 272       delete Token;
 273
 274       // If the block has been evicted out of the queue or it has already been
 275       // marked dead (due to it being predicated), then skip it.
 276       if (BBI.IsDone)
 277         BBI.IsEnqueued = false;
 278       if (!BBI.IsEnqueued)
 279         continue;
 280
 281       BBI.IsEnqueued = false;
 282
 283       bool RetVal = false;
 284       switch (Kind) {
 285       default: assert(false && "Unexpected!");
 286         break;
 287       case ICSimple:
 288       case ICSimpleFalse: {
 289         bool isFalse = Kind == ICSimpleFalse;
 290         if ((isFalse && DisableSimpleF) || (!isFalse && DisableSimple)) break;
 291         DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Simple" << (Kind == ICSimpleFalse ?
 292                                             " false" : "")
 293                      << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
 294                      << ((Kind == ICSimpleFalse)
 295                          ? BBI.FalseBB->getNumber()
 296                          : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ");
 297         RetVal = IfConvertSimple(BBI, Kind);
 298         DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
 299         if (RetVal) {
 300           if (isFalse) NumSimpleFalse++;
 301           else         NumSimple++;
 302         }
 303        break;
 304       }
 305       case ICTriangle:
 306       case ICTriangleRev:
 307       case ICTriangleFalse:
 308       case ICTriangleFRev: {
 309         bool isFalse = Kind == ICTriangleFalse;
 310         bool isRev   = (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev);
 311         if (DisableTriangle && !isFalse && !isRev) break;
 312         if (DisableTriangleR && !isFalse && isRev) break;
 313         if (DisableTriangleF && isFalse && !isRev) break;
 314         if (DisableTriangleFR && isFalse && isRev) break;
 315         DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Triangle");
 316         if (isFalse)
 317           DEBUG(dbgs() << " false");
 318         if (isRev)
 319           DEBUG(dbgs() << " rev");
 320         DEBUG(dbgs() << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 321                      << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 322                      << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ");
 323         RetVal = IfConvertTriangle(BBI, Kind);
 324         DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
 325         if (RetVal) {
 326           if (isFalse) {
 327             if (isRev) NumTriangleFRev++;
 328             else       NumTriangleFalse++;
 329           } else {
 330             if (isRev) NumTriangleRev++;
 331             else       NumTriangle++;
 332           }
 333         }
 334         break;
 335       }
 336       case ICDiamond: {
 337         if (DisableDiamond) break;
 338         DEBUG(dbgs() << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 339                      << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 340                      << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ");
 341         RetVal = IfConvertDiamond(BBI, Kind, NumDups, NumDups2);
 342         DEBUG(dbgs() << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n");
 343         if (RetVal) NumDiamonds++;
 344         break;
 345       }
 346       }
 347
 348       Change |= RetVal;
 349
 350       NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle + NumTriangleRev +
 351         NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 352       if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfCvts >= IfCvtLimit)
 353         break;
 354     }
 355
 356     if (!Change)
 357       break;
 358     MadeChange |= Change;
 359   }
 360
 361   // Delete tokens in case of early exit.
 362   while (!Tokens.empty()) {
 363     IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 364     Tokens.pop_back();
 365     delete Token;
 366   }
 367
 368   Tokens.clear();
 369   Roots.clear();
 370   BBAnalysis.clear();
 371
 372   if (MadeChange && !IfCvtBranchFold) {
 373     BranchFolder BF(false);
 374     BF.OptimizeFunction(MF, TII,
 375                         MF.getTarget().getRegisterInfo(),
 376                         getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>());
 377   }
 378
 379   return MadeChange;
 380 }
 381
 382 /// findFalseBlock - BB has a fallthrough. Find its 'false' successor given
 383 /// its 'true' successor.
 384 static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
 385                                          MachineBasicBlock *TrueBB) {
 386   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
 387          E = BB->succ_end(); SI != E; ++SI) {
 388     MachineBasicBlock *SuccBB = *SI;
 389     if (SuccBB != TrueBB)
 390       return SuccBB;
 391   }
 392   return NULL;
 393 }
 394
 395 /// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
 396 /// branch. Swap block's 'true' and 'false' successors.
 397 bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
 398   DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
 399   if (!TII->ReverseBranchCondition(BBI.BrCond)) {
 400     TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 401     TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond, dl);
 402     std::swap(BBI.TrueBB, BBI.FalseBB);
 403     return true;
 404   }
 405   return false;
 406 }
 407
 408 /// getNextBlock - Returns the next block in the function blocks ordering. If
 409 /// it is the end, returns NULL.
 410 static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 411   MachineFunction::iterator I = BB;
 412   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 413   if (++I == E)
 414     return NULL;
 415   return I;
 416 }
 417
 418 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
 419 /// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt. It also returns the
 420 /// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
 421 /// in Dups.
 422 bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const {
 423   Dups = 0;
 424   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 425     return false;
 426
 427   if (TrueBBI.IsBrAnalyzable)
 428     return false;
 429
 430   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 431     if (TrueBBI.CannotBeCopied ||
 432         TrueBBI.NonPredSize > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 433       return false;
 434     Dups = TrueBBI.NonPredSize;
 435   }
 436
 437   return true;
 438 }
 439
 440 /// ValidTriangle - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 441 /// with their common predecessor) forms a valid triangle shape for ifcvt.
 442 /// If 'FalseBranch' is true, it checks if 'true' block's false branch
 443 /// branches to the 'false' block rather than the other way around. It also
 444 /// returns the number of instructions that the ifcvt would need to duplicate
 445 /// if performed in 'Dups'.
 446 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 447                                 bool FalseBranch, unsigned &Dups) const {
 448   Dups = 0;
 449   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 450     return false;
 451
 452   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 453     if (TrueBBI.CannotBeCopied)
 454       return false;
 455
 456     unsigned Size = TrueBBI.NonPredSize;
 457     if (TrueBBI.IsBrAnalyzable) {
 458       if (TrueBBI.TrueBB && TrueBBI.BrCond.empty())
 459         // Ends with an unconditional branch. It will be removed.
 460         --Size;
 461       else {
 462         MachineBasicBlock *FExit = FalseBranch
 463           ? TrueBBI.TrueBB : TrueBBI.FalseBB;
 464         if (FExit)
 465           // Require a conditional branch
 466           ++Size;
 467       }
 468     }
 469     if (Size > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 470       return false;
 471     Dups = Size;
 472   }
 473
 474   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
 475   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
 476     MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB;
 477     if (++I == TrueBBI.BB->getParent()->end())
 478       return false;
 479     TExit = I;
 480   }
 481   return TExit && TExit == FalseBBI.BB;
 482 }
 483
 484 static
 485 MachineBasicBlock::iterator firstNonBranchInst(MachineBasicBlock *BB,
 486                                                const TargetInstrInfo *TII) {
 487   MachineBasicBlock::iterator I = BB->end();
 488   while (I != BB->begin()) {
 489     --I;
 490     if (!I->getDesc().isBranch())
 491       break;
 492   }
 493   return I;
 494 }
 495
 496 /// ValidDiamond - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 497 /// with their common predecessor) forms a valid diamond shape for ifcvt.
 498 bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 499                                unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const {
 500   Dups1 = Dups2 = 0;
 501   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone ||
 502       FalseBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsDone)
 503     return false;
 504
 505   MachineBasicBlock *TT = TrueBBI.TrueBB;
 506   MachineBasicBlock *FT = FalseBBI.TrueBB;
 507
 508   if (!TT && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
 509     TT = getNextBlock(TrueBBI.BB);
 510   if (!FT && blockAlwaysFallThrough(FalseBBI))
 511     FT = getNextBlock(FalseBBI.BB);
 512   if (TT != FT)
 513     return false;
 514   if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
 515     return false;
 516   if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 || FalseBBI.BB->pred_size() > 1)
 517     return false;
 518
 519   // FIXME: Allow true block to have an early exit?
 520   if (TrueBBI.FalseBB || FalseBBI.FalseBB ||
 521       (TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred))
 522     return false;
 523
 524   MachineBasicBlock::iterator TI = TrueBBI.BB->begin();
 525   MachineBasicBlock::iterator FI = FalseBBI.BB->begin();
 526   MachineBasicBlock::iterator TIE = TrueBBI.BB->end();
 527   MachineBasicBlock::iterator FIE = FalseBBI.BB->end();
 528   // Skip dbg_value instructions
 529   while (TI != TIE && TI->isDebugValue())
 530     ++TI;
 531   while (FI != FIE && FI->isDebugValue())
 532     ++FI;
 533   while (TI != TIE && FI != FIE) {
 534     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 535       break;
 536     ++Dups1;
 537     ++TI;
 538     ++FI;
 539   }
 540
 541   TI = firstNonBranchInst(TrueBBI.BB, TII);
 542   FI = firstNonBranchInst(FalseBBI.BB, TII);
 543   MachineBasicBlock::iterator TIB = TrueBBI.BB->begin();
 544   MachineBasicBlock::iterator FIB = FalseBBI.BB->begin();
 545   // Skip dbg_value instructions
 546   while (TI != TIB && TI->isDebugValue())
 547     --TI;
 548   while (FI != FIB && FI->isDebugValue())
 549     --FI;
 550   while (TI != TIB && FI != FIB) {
 551     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 552       break;
 553     ++Dups2;
 554     --TI;
 555     --FI;
 556   }
 557
 558   return true;
 559 }
 560
 561 /// ScanInstructions - Scan all the instructions in the block to determine if
 562 /// the block is predicable. In most cases, that means all the instructions
 563 /// in the block are isPredicable(). Also checks if the block contains any
 564 /// instruction which can clobber a predicate (e.g. condition code register).
 565 /// If so, the block is not predicable unless it's the last instruction.
 566 void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 567   if (BBI.IsDone)
 568     return;
 569
 570   bool AlreadyPredicated = BBI.Predicate.size() > 0;
 571   // First analyze the end of BB branches.
 572   BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
 573   BBI.BrCond.clear();
 574   BBI.IsBrAnalyzable =
 575     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
 576   BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == NULL;
 577
 578   if (BBI.BrCond.size()) {
 579     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
 580     // fallthrough.
 581     if (!BBI.FalseBB)
 582       BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);
 583     if (!BBI.FalseBB) {
 584       // Malformed bcc? True and false blocks are the same?
 585       BBI.IsUnpredicable = true;
 586       return;
 587     }
 588   }
 589
 590   // Then scan all the instructions.
 591   BBI.NonPredSize = 0;
 592   BBI.ClobbersPred = false;
 593   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
 594        I != E; ++I) {
 595     if (I->isDebugValue())
 596       continue;
 597
 598     const TargetInstrDesc &TID = I->getDesc();
 599     if (TID.isNotDuplicable())
 600       BBI.CannotBeCopied = true;
 601
 602     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
 603     bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable && TID.isConditionalBranch();
 604
 605     if (!isCondBr) {
 606       if (!isPredicated)
 607         BBI.NonPredSize++;
 608       else if (!AlreadyPredicated) {
 609         // FIXME: This instruction is already predicated before the
 610         // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
 611         // Mark this block unpredicable for now.
 612         BBI.IsUnpredicable = true;
 613         return;
 614       }
 615     }
 616
 617     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
 618       // Predicate modification instruction should end the block (except for
 619       // already predicated instructions and end of block branches).
 620       if (isCondBr) {
 621         // A conditional branch is not predicable, but it may be eliminated.
 622         continue;
 623       }
 624
 625       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
 626       // unpredicated instructions cannot be correctly predicated.
 627       BBI.IsUnpredicable = true;
 628       return;
 629     }
 630
 631     // FIXME: Make use of PredDefs? e.g. ADDC, SUBC sets predicates but are
 632     // still potentially predicable.
 633     std::vector<MachineOperand> PredDefs;
 634     if (TII->DefinesPredicate(I, PredDefs))
 635       BBI.ClobbersPred = true;
 636
 637     if (!TII->isPredicable(I)) {
 638       BBI.IsUnpredicable = true;
 639       return;
 640     }
 641   }
 642 }
 643
 644 /// FeasibilityAnalysis - Determine if the block is a suitable candidate to be
 645 /// predicated by the specified predicate.
 646 bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 647                                       SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred,
 648                                       bool isTriangle, bool RevBranch) {
 649   // If the block is dead or unpredicable, then it cannot be predicated.
 650   if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
 651     return false;
 652
 653   // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
 654   // predicate.
 655   if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
 656     return false;
 657
 658   if (BBI.BrCond.size()) {
 659     if (!isTriangle)
 660       return false;
 661
 662     // Test predicate subsumption.
 663     SmallVector<MachineOperand, 4> RevPred(Pred.begin(), Pred.end());
 664     SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 665     if (RevBranch) {
 666       if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 667         return false;
 668     }
 669     if (TII->ReverseBranchCondition(RevPred) ||
 670         !TII->SubsumesPredicate(Cond, RevPred))
 671       return false;
 672   }
 673
 674   return true;
 675 }
 676
 677 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 678 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 679 /// if-conversion candidate.
 680 IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 681                                              std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 682   BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 683
 684   if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
 685     return BBI;
 686
 687   BBI.BB = BB;
 688   BBI.IsBeingAnalyzed = true;
 689
 690   ScanInstructions(BBI);
 691
 692   // Unanalyzable or ends with fallthrough or unconditional branch.
 693   if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.empty()) {
 694     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 695     BBI.IsAnalyzed = true;
 696     return BBI;
 697   }
 698
 699   // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
 700   if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
 701     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 702     BBI.IsAnalyzed = true;
 703     return BBI;
 704   }
 705
 706   // Do not ifcvt if true and false fallthrough blocks are the same.
 707   if (!BBI.FalseBB) {
 708     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 709     BBI.IsAnalyzed = true;
 710     return BBI;
 711   }
 712
 713   BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
 714   BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
 715
 716   if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
 717     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 718     BBI.IsAnalyzed = true;
 719     return BBI;
 720   }
 721
 722   SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 723   bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 724
 725   unsigned Dups = 0;
 726   unsigned Dups2 = 0;
 727   bool TNeedSub = TrueBBI.Predicate.size() > 0;
 728   bool FNeedSub = FalseBBI.Predicate.size() > 0;
 729   bool Enqueued = false;
 730   if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
 731       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 732       MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 733       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
 734       FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 735     // Diamond:
 736     //   EBB
 737     //   / \_
 738     //  |   |
 739     // TBB FBB
 740     //   \ /
 741     //  TailBB
 742     // Note TailBB can be empty.
 743     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
 744                                     Dups2));
 745     Enqueued = true;
 746   }
 747
 748   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups) &&
 749       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 750       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
 751     // Triangle:
 752     //   EBB
 753     //   | \_
 754     //   |  |
 755     //   | TBB
 756     //   |  /
 757     //   FBB
 758     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
 759     Enqueued = true;
 760   }
 761
 762   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups) &&
 763       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 764       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
 765     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
 766     Enqueued = true;
 767   }
 768
 769   if (ValidSimple(TrueBBI, Dups) &&
 770       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 771       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
 772     // Simple (split, no rejoin):
 773     //   EBB
 774     //   | \_
 775     //   |  |
 776     //   | TBB---> exit
 777     //   |
 778     //   FBB
 779     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
 780     Enqueued = true;
 781   }
 782
 783   if (CanRevCond) {
 784     // Try the other path...
 785     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups) &&
 786         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 787         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
 788       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
 789       Enqueued = true;
 790     }
 791
 792     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups) &&
 793         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 794         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
 795       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
 796       Enqueued = true;
 797     }
 798
 799     if (ValidSimple(FalseBBI, Dups) &&
 800         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 801         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 802       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
 803       Enqueued = true;
 804     }
 805   }
 806
 807   BBI.IsEnqueued = Enqueued;
 808   BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 809   BBI.IsAnalyzed = true;
 810   return BBI;
 811 }
 812
 813 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
 814 /// candidates.
 815 void IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 816                                 std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 817   std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
 818   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
 819     for (idf_ext_iterator<MachineBasicBlock*> I=idf_ext_begin(Roots[i],Visited),
 820            E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); I != E; ++I) {
 821       MachineBasicBlock *BB = *I;
 822       AnalyzeBlock(BB, Tokens);
 823     }
 824   }
 825
 826   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
 827   std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
 828 }
 829
 830 /// canFallThroughTo - Returns true either if ToBB is the next block after BB or
 831 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 832 /// next block).
 833 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
 834   MachineFunction::iterator PI = BB;
 835   MachineFunction::iterator I = llvm::next(PI);
 836   MachineFunction::iterator TI = ToBB;
 837   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 838   while (I != TI) {
 839     // Check isSuccessor to avoid case where the next block is empty, but
 840     // it's not a successor.
 841     if (I == E || !I->empty() || !PI->isSuccessor(I))
 842       return false;
 843     PI = I++;
 844   }
 845   return true;
 846 }
 847
 848 /// InvalidatePreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
 849 /// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
 850 /// dequeue it!
 851 void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
 852   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
 853          E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 854     BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
 855     if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
 856       continue;
 857     PBBI.IsAnalyzed = false;
 858     PBBI.IsEnqueued = false;
 859   }
 860 }
 861
 862 /// InsertUncondBranch - Inserts an unconditional branch from BB to ToBB.
 863 ///
 864 static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
 865                                const TargetInstrInfo *TII) {
 866   DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
 867   SmallVector<MachineOperand, 0> NoCond;
 868   TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond, dl);
 869 }
 870
 871 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 872 /// successors.
 873 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
 874   MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
 875   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
 876   if (!TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond))
 877     BBI.BB->CorrectExtraCFGEdges(TBB, FBB, !Cond.empty());
 878 }
 879
 880 /// InitPredRedefs / UpdatePredRedefs - Defs by predicated instructions are
 881 /// modeled as read + write (sort like two-address instructions). These
 882 /// routines track register liveness and add implicit uses to if-converted
 883 /// instructions to conform to the model.
 884 static void InitPredRedefs(MachineBasicBlock *BB, SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
 885                            const TargetRegisterInfo *TRI) {
 886   for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = BB->livein_begin(),
 887          E = BB->livein_end(); I != E; ++I) {
 888     unsigned Reg = *I;
 889     Redefs.insert(Reg);
 890     for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 891          *Subreg; ++Subreg)
 892       Redefs.insert(*Subreg);
 893   }
 894 }
 895
 896 static void UpdatePredRedefs(MachineInstr *MI, SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
 897                              const TargetRegisterInfo *TRI,
 898                              bool AddImpUse = false) {
 899   SmallVector<unsigned, 4> Defs;
 900   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 901     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 902     if (!MO.isReg())
 903       continue;
 904     unsigned Reg = MO.getReg();
 905     if (!Reg)
 906       continue;
 907     if (MO.isDef())
 908       Defs.push_back(Reg);
 909     else if (MO.isKill()) {
 910       Redefs.erase(Reg);
 911       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR)
 912         Redefs.erase(*SR);
 913     }
 914   }
 915   for (unsigned i = 0, e = Defs.size(); i != e; ++i) {
 916     unsigned Reg = Defs[i];
 917     if (Redefs.count(Reg)) {
 918       if (AddImpUse)
 919         // Treat predicated update as read + write.
 920         MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false/*IsDef*/,
 921                                                  true/*IsImp*/,false/*IsKill*/));
 922     } else {
 923       Redefs.insert(Reg);
 924       for (const unsigned *SR = TRI->getSubRegisters(Reg); *SR; ++SR)
 925         Redefs.insert(*SR);
 926     }
 927   }
 928 }
 929
 930 static void UpdatePredRedefs(MachineBasicBlock::iterator I,
 931                              MachineBasicBlock::iterator E,
 932                              SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
 933                              const TargetRegisterInfo *TRI) {
 934   while (I != E) {
 935     UpdatePredRedefs(I, Redefs, TRI);
 936     ++I;
 937   }
 938 }
 939
 940 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 941 ///
 942 bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 943   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 944   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 945   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 946   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 947
 948   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
 949   if (Kind == ICSimpleFalse)
 950     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 951
 952   if (CvtBBI->IsDone ||
 953       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 954     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 955     BBI.IsAnalyzed = false;
 956     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 957     return false;
 958   }
 959
 960   if (Kind == ICSimpleFalse)
 961     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 962       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 963
 964   // Initialize liveins to the first BB. These are potentiall re-defined by
 965   // predicated instructions.
 966   SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
 967   InitPredRedefs(CvtBBI->BB, Redefs, TRI);
 968   InitPredRedefs(NextBBI->BB, Redefs, TRI);
 969
 970   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
 971     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 972     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
 973     // the entry block.
 974     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs);
 975   } else {
 976     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
 977
 978     // Merge converted block into entry block.
 979     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 980     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 981   }
 982
 983   bool IterIfcvt = true;
 984   if (!canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB)) {
 985     InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 986     BBI.HasFallThrough = false;
 987     // Now ifcvt'd block will look like this:
 988     // BB:
 989     // ...
 990     // t, f = cmp
 991     // if t op
 992     // b BBf
 993     //
 994     // We cannot further ifcvt this block because the unconditional branch
 995     // will have to be predicated on the new condition, that will not be
 996     // available if cmp executes.
 997     IterIfcvt = false;
 998   }
 999
1000   RemoveExtraEdges(BBI);
1001
1002   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
1003   if (!IterIfcvt)
1004     BBI.IsDone = true;
1005   InvalidatePreds(BBI.BB);
1006   CvtBBI->IsDone = true;
1007
1008   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1009   return true;
1010 }
1011
1012 /// IfConvertTriangle - If convert a triangle sub-CFG.
1013 ///
1014 bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
1015   BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
1016   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
1017   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
1018   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
1019   DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
1020
1021   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
1022   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
1023     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
1024
1025   if (CvtBBI->IsDone ||
1026       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
1027     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
1028     BBI.IsAnalyzed = false;
1029     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
1030     return false;
1031   }
1032
1033   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
1034     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
1035       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
1036
1037   if (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev) {
1038     if (ReverseBranchCondition(*CvtBBI)) {
1039       // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
1040       // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
1041       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
1042              E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
1043         MachineBasicBlock *PBB = *PI;
1044         if (PBB == BBI.BB)
1045           continue;
1046         BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
1047         if (PBBI.IsEnqueued) {
1048           PBBI.IsAnalyzed = false;
1049           PBBI.IsEnqueued = false;
1050         }
1051       }
1052     }
1053   }
1054
1055   // Initialize liveins to the first BB. These are potentiall re-defined by
1056   // predicated instructions.
1057   SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
1058   InitPredRedefs(CvtBBI->BB, Redefs, TRI);
1059   InitPredRedefs(NextBBI->BB, Redefs, TRI);
1060
1061   bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
1062   bool DupBB = CvtBBI->BB->pred_size() > 1;
1063   if (DupBB) {
1064     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1065     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
1066     // the entry block.
1067     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs, true);
1068   } else {
1069     // Predicate the 'true' block after removing its branch.
1070     CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
1071     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
1072
1073     // Now merge the entry of the triangle with the true block.
1074     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1075     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
1076   }
1077
1078   // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
1079   if (HasEarlyExit) {
1080     SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(CvtBBI->BrCond.begin(),
1081                                            CvtBBI->BrCond.end());
1082     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
1083       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
1084     TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond, dl);
1085     BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
1086   }
1087
1088   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
1089   // predecessors. Otherwise, add an unconditional branch to 'false'.
1090   bool FalseBBDead = false;
1091   bool IterIfcvt = true;
1092   bool isFallThrough = canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB);
1093   if (!isFallThrough) {
1094     // Only merge them if the true block does not fallthrough to the false
1095     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
1096     // ifcvt the blocks.
1097     if (!HasEarlyExit &&
1098         NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough) {
1099       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
1100       FalseBBDead = true;
1101     } else {
1102       InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
1103       BBI.HasFallThrough = false;
1104     }
1105     // Mixed predicated and unpredicated code. This cannot be iteratively
1106     // predicated.
1107     IterIfcvt = false;
1108   }
1109
1110   RemoveExtraEdges(BBI);
1111
1112   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
1113   if (!IterIfcvt)
1114     BBI.IsDone = true;
1115   InvalidatePreds(BBI.BB);
1116   CvtBBI->IsDone = true;
1117   if (FalseBBDead)
1118     NextBBI->IsDone = true;
1119
1120   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1121   return true;
1122 }
1123
1124 /// IfConvertDiamond - If convert a diamond sub-CFG.
1125 ///
1126 bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
1127                                    unsigned NumDups1, unsigned NumDups2) {
1128   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
1129   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
1130   MachineBasicBlock *TailBB = TrueBBI.TrueBB;
1131   // True block must fall through or end with an unanalyzable terminator.
1132   if (!TailBB) {
1133     if (blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
1134       TailBB = FalseBBI.TrueBB;
1135     assert((TailBB || !TrueBBI.IsBrAnalyzable) && "Unexpected!");
1136   }
1137
1138   if (TrueBBI.IsDone || FalseBBI.IsDone ||
1139       TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
1140       FalseBBI.BB->pred_size() > 1) {
1141     // Something has changed. It's no longer safe to predicate these blocks.
1142     BBI.IsAnalyzed = false;
1143     TrueBBI.IsAnalyzed = false;
1144     FalseBBI.IsAnalyzed = false;
1145     return false;
1146   }
1147
1148   // Merge the 'true' and 'false' blocks by copying the instructions
1149   // from the 'false' block to the 'true' block. That is, unless the true
1150   // block would clobber the predicate, in that case, do the opposite.
1151   BBInfo *BBI1 = &TrueBBI;
1152   BBInfo *BBI2 = &FalseBBI;
1153   SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
1154   if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
1155     assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
1156   SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond1 = &BBI.BrCond;
1157   SmallVector<MachineOperand, 4> *Cond2 = &RevCond;
1158
1159   // Figure out the more profitable ordering.
1160   bool DoSwap = false;
1161   if (TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred)
1162     DoSwap = true;
1163   else if (TrueBBI.ClobbersPred == FalseBBI.ClobbersPred) {
1164     if (TrueBBI.NonPredSize > FalseBBI.NonPredSize)
1165       DoSwap = true;
1166   }
1167   if (DoSwap) {
1168     std::swap(BBI1, BBI2);
1169     std::swap(Cond1, Cond2);
1170   }
1171
1172   // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
1173   BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1174
1175   // Initialize liveins to the first BB. These are potentiall re-defined by
1176   // predicated instructions.
1177   SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
1178   InitPredRedefs(BBI1->BB, Redefs, TRI);
1179
1180   // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
1181   MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
1182   MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
1183   MachineBasicBlock::iterator DIE1 = BBI1->BB->end();
1184   MachineBasicBlock::iterator DIE2 = BBI2->BB->end();
1185   // Skip dbg_value instructions
1186   while (DI1 != DIE1 && DI1->isDebugValue())
1187     ++DI1;
1188   while (DI2 != DIE2 && DI2->isDebugValue())
1189     ++DI2;
1190   BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
1191   BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
1192   while (NumDups1 != 0) {
1193     ++DI1;
1194     ++DI2;
1195     --NumDups1;
1196   }
1197
1198   UpdatePredRedefs(BBI1->BB->begin(), DI1, Redefs, TRI);
1199   BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
1200   BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
1201
1202   // Predicate the 'true' block after removing its branch.
1203   BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
1204   DI1 = BBI1->BB->end();
1205   for (unsigned i = 0; i != NumDups2; ) {
1206     // NumDups2 only counted non-dbg_value instructions, so this won't
1207     // run off the head of the list.
1208     assert (DI1 != BBI1->BB->begin());
1209     --DI1;
1210     // skip dbg_value instructions
1211     if (!DI1->isDebugValue())
1212       ++i;
1213   }
1214   BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
1215   PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1, Redefs);
1216
1217   // Predicate the 'false' block.
1218   BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
1219   DI2 = BBI2->BB->end();
1220   while (NumDups2 != 0) {
1221     // NumDups2 only counted non-dbg_value instructions, so this won't
1222     // run off the head of the list.
1223     assert (DI2 != BBI2->BB->begin());
1224     --DI2;
1225     // skip dbg_value instructions
1226     if (!DI2->isDebugValue())
1227       --NumDups2;
1228   }
1229   PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2, Redefs);
1230
1231   // Merge the true block into the entry of the diamond.
1232   MergeBlocks(BBI, *BBI1);
1233   MergeBlocks(BBI, *BBI2);
1234
1235   // If the if-converted block falls through or unconditionally branches into
1236   // the tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
1237   // fold the tail block in as well. Otherwise, unless it falls through to the
1238   // tail, add a unconditional branch to it.
1239   if (TailBB) {
1240     BBInfo TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
1241     if (TailBB->pred_size() == 1 && !TailBBI.HasFallThrough) {
1242       BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1243       MergeBlocks(BBI, TailBBI);
1244       TailBBI.IsDone = true;
1245     } else {
1246       InsertUncondBranch(BBI.BB, TailBB, TII);
1247       BBI.HasFallThrough = false;
1248     }
1249   }
1250
1251   RemoveExtraEdges(BBI);
1252
1253   // Update block info.
1254   BBI.IsDone = TrueBBI.IsDone = FalseBBI.IsDone = true;
1255   InvalidatePreds(BBI.BB);
1256
1257   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1258   return true;
1259 }
1260
1261 /// PredicateBlock - Predicate instructions from the start of the block to the
1262 /// specified end with the specified condition.
1263 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
1264                                  MachineBasicBlock::iterator E,
1265                                  SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1266                                  SmallSet<unsigned, 4> &Redefs) {
1267   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
1268     if (I->isDebugValue() || TII->isPredicated(I))
1269       continue;
1270     if (!TII->PredicateInstruction(I, Cond)) {
1271 #ifndef NDEBUG
1272       dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
1273 #endif
1274       llvm_unreachable(0);
1275     }
1276
1277     // If the predicated instruction now re-defines a register as the result of
1278     // if-conversion, add an implicit kill.
1279     UpdatePredRedefs(I, Redefs, TRI, true);
1280   }
1281
1282   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
1283
1284   BBI.IsAnalyzed = false;
1285   BBI.NonPredSize = 0;
1286
1287   NumIfConvBBs++;
1288 }
1289
1290 /// CopyAndPredicateBlock - Copy and predicate instructions from source BB to
1291 /// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
1292 void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
1293                                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1294                                         SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
1295                                         bool IgnoreBr) {
1296   MachineFunction &MF = *ToBBI.BB->getParent();
1297
1298   for (MachineBasicBlock::iterator I = FromBBI.BB->begin(),
1299          E = FromBBI.BB->end(); I != E; ++I) {
1300     const TargetInstrDesc &TID = I->getDesc();
1301     // Do not copy the end of the block branches.
1302     if (IgnoreBr && TID.isBranch())
1303       break;
1304
1305     MachineInstr *MI = MF.CloneMachineInstr(I);
1306     ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
1307     ToBBI.NonPredSize++;
1308
1309     if (!TII->isPredicated(I) && !MI->isDebugValue()) {
1310       if (!TII->PredicateInstruction(MI, Cond)) {
1311 #ifndef NDEBUG
1312         dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
1313 #endif
1314         llvm_unreachable(0);
1315       }
1316     }
1317
1318     // If the predicated instruction now re-defines a register as the result of
1319     // if-conversion, add an implicit kill.
1320     UpdatePredRedefs(MI, Redefs, TRI, true);
1321   }
1322
1323   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1324                                          FromBBI.BB->succ_end());
1325   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1326   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1327
1328   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1329     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1330     // Fallthrough edge can't be transferred.
1331     if (Succ == FallThrough)
1332       continue;
1333     ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1334   }
1335
1336   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1337             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1338   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1339
1340   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1341   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1342
1343   NumDupBBs++;
1344 }
1345
1346 /// MergeBlocks - Move all instructions from FromBB to the end of ToBB.
1347 ///
1348 void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
1349   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
1350                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
1351
1352   // Redirect all branches to FromBB to ToBB.
1353   std::vector<MachineBasicBlock *> Preds(FromBBI.BB->pred_begin(),
1354                                          FromBBI.BB->pred_end());
1355   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1356     MachineBasicBlock *Pred = Preds[i];
1357     if (Pred == ToBBI.BB)
1358       continue;
1359     Pred->ReplaceUsesOfBlockWith(FromBBI.BB, ToBBI.BB);
1360   }
1361
1362   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1363                                          FromBBI.BB->succ_end());
1364   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1365   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1366
1367   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1368     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1369     // Fallthrough edge can't be transferred.
1370     if (Succ == FallThrough)
1371       continue;
1372     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
1373     ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1374   }
1375
1376   // Now FromBBI always falls through to the next block!
1377   if (NBB && !FromBBI.BB->isSuccessor(NBB))
1378     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
1379
1380   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1381             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1382   FromBBI.Predicate.clear();
1383
1384   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
1385   FromBBI.NonPredSize = 0;
1386
1387   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1388   ToBBI.HasFallThrough = FromBBI.HasFallThrough;
1389   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1390   FromBBI.IsAnalyzed = false;
1391 }