5ba68517b7a1f62a822eb7fe64e98f41500ead8b
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineBlockPlacement.cpp
1 //===-- MachineBlockPlacement.cpp - Basic Block Code Layout optimization --===//
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 basic block placement transformations using the CFG
11 // structure and branch probability estimates.
12 //
13 // The pass strives to preserve the structure of the CFG (that is, retain
14 // a topological ordering of basic blocks) in the absense of a *strong* signal
15 // to the contrary from probabilities. However, within the CFG structure, it
16 // attempts to choose an ordering which favors placing more likely sequences of
17 // blocks adjacent to each other.
18 //
19 // The algorithm works from the inner-most loop within a function outward, and
20 // at each stage walks through the basic blocks, trying to coalesce them into
21 // sequential chains where allowed by the CFG (or demanded by heavy
22 // probabilities). Finally, it walks the blocks in topological order, and the
23 // first time it reaches a chain of basic blocks, it schedules them in the
24 // function in-order.
25 //
26 //===----------------------------------------------------------------------===//
27
28 #define DEBUG_TYPE "block-placement2"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineBranchProbabilityInfo.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
36 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
37 #include "llvm/Support/Allocator.h"
38 #include "llvm/Support/Debug.h"
39 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
40 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
41 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
42 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
43 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
44 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
45 #include <algorithm>
46 using namespace llvm;
47
48 STATISTIC(NumCondBranches, "Number of conditional branches");
49 STATISTIC(NumUncondBranches, "Number of uncondittional branches");
50 STATISTIC(CondBranchTakenFreq,
51           "Potential frequency of taking conditional branches");
52 STATISTIC(UncondBranchTakenFreq,
53           "Potential frequency of taking unconditional branches");
54
55 namespace {
56 class BlockChain;
57 /// \brief Type for our function-wide basic block -> block chain mapping.
58 typedef DenseMap<MachineBasicBlock *, BlockChain *> BlockToChainMapType;
59 }
60
61 namespace {
62 /// \brief A chain of blocks which will be laid out contiguously.
63 ///
64 /// This is the datastructure representing a chain of consecutive blocks that
65 /// are profitable to layout together in order to maximize fallthrough
66 /// probabilities. We also can use a block chain to represent a sequence of
67 /// basic blocks which have some external (correctness) requirement for
68 /// sequential layout.
69 ///
70 /// Eventually, the block chains will form a directed graph over the function.
71 /// We provide an SCC-supporting-iterator in order to quicky build and walk the
72 /// SCCs of block chains within a function.
73 ///
74 /// The block chains also have support for calculating and caching probability
75 /// information related to the chain itself versus other chains. This is used
76 /// for ranking during the final layout of block chains.
77 class BlockChain {
78   /// \brief The sequence of blocks belonging to this chain.
79   ///
80   /// This is the sequence of blocks for a particular chain. These will be laid
81   /// out in-order within the function.
82   SmallVector<MachineBasicBlock *, 4> Blocks;
83
84   /// \brief A handle to the function-wide basic block to block chain mapping.
85   ///
86   /// This is retained in each block chain to simplify the computation of child
87   /// block chains for SCC-formation and iteration. We store the edges to child
88   /// basic blocks, and map them back to their associated chains using this
89   /// structure.
90   BlockToChainMapType &BlockToChain;
91
92 public:
93   /// \brief Construct a new BlockChain.
94   ///
95   /// This builds a new block chain representing a single basic block in the
96   /// function. It also registers itself as the chain that block participates
97   /// in with the BlockToChain mapping.
98   BlockChain(BlockToChainMapType &BlockToChain, MachineBasicBlock *BB)
99     : Blocks(1, BB), BlockToChain(BlockToChain), LoopPredecessors(0) {
100     assert(BB && "Cannot create a chain with a null basic block");
101     BlockToChain[BB] = this;
102   }
103
104   /// \brief Iterator over blocks within the chain.
105   typedef SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *>::iterator iterator;
106
107   /// \brief Beginning of blocks within the chain.
108   iterator begin() { return Blocks.begin(); }
109
110   /// \brief End of blocks within the chain.
111   iterator end() { return Blocks.end(); }
112
113   /// \brief Merge a block chain into this one.
114   ///
115   /// This routine merges a block chain into this one. It takes care of forming
116   /// a contiguous sequence of basic blocks, updating the edge list, and
117   /// updating the block -> chain mapping. It does not free or tear down the
118   /// old chain, but the old chain's block list is no longer valid.
119   void merge(MachineBasicBlock *BB, BlockChain *Chain) {
120     assert(BB);
121     assert(!Blocks.empty());
122
123     // Fast path in case we don't have a chain already.
124     if (!Chain) {
125       assert(!BlockToChain[BB]);
126       Blocks.push_back(BB);
127       BlockToChain[BB] = this;
128       return;
129     }
130
131     assert(BB == *Chain->begin());
132     assert(Chain->begin() != Chain->end());
133
134     // Update the incoming blocks to point to this chain, and add them to the
135     // chain structure.
136     for (BlockChain::iterator BI = Chain->begin(), BE = Chain->end();
137          BI != BE; ++BI) {
138       Blocks.push_back(*BI);
139       assert(BlockToChain[*BI] == Chain && "Incoming blocks not in chain");
140       BlockToChain[*BI] = this;
141     }
142   }
143
144 #ifndef NDEBUG
145   /// \brief Dump the blocks in this chain.
146   void dump() LLVM_ATTRIBUTE_USED {
147     for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
148       (*I)->dump();
149   }
150 #endif // NDEBUG
151
152   /// \brief Count of predecessors within the loop currently being processed.
153   ///
154   /// This count is updated at each loop we process to represent the number of
155   /// in-loop predecessors of this chain.
156   unsigned LoopPredecessors;
157 };
158 }
159
160 namespace {
161 class MachineBlockPlacement : public MachineFunctionPass {
162   /// \brief A typedef for a block filter set.
163   typedef SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 16> BlockFilterSet;
164
165   /// \brief A handle to the branch probability pass.
166   const MachineBranchProbabilityInfo *MBPI;
167
168   /// \brief A handle to the function-wide block frequency pass.
169   const MachineBlockFrequencyInfo *MBFI;
170
171   /// \brief A handle to the loop info.
172   const MachineLoopInfo *MLI;
173
174   /// \brief A handle to the target's instruction info.
175   const TargetInstrInfo *TII;
176
177   /// \brief A handle to the target's lowering info.
178   const TargetLowering *TLI;
179
180   /// \brief Allocator and owner of BlockChain structures.
181   ///
182   /// We build BlockChains lazily by merging together high probability BB
183   /// sequences acording to the "Algo2" in the paper mentioned at the top of
184   /// the file. To reduce malloc traffic, we allocate them using this slab-like
185   /// allocator, and destroy them after the pass completes.
186   SpecificBumpPtrAllocator<BlockChain> ChainAllocator;
187
188   /// \brief Function wide BasicBlock to BlockChain mapping.
189   ///
190   /// This mapping allows efficiently moving from any given basic block to the
191   /// BlockChain it participates in, if any. We use it to, among other things,
192   /// allow implicitly defining edges between chains as the existing edges
193   /// between basic blocks.
194   DenseMap<MachineBasicBlock *, BlockChain *> BlockToChain;
195
196   void markChainSuccessors(BlockChain &Chain,
197                            MachineBasicBlock *LoopHeaderBB,
198                            SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &BlockWorkList,
199                            const BlockFilterSet *BlockFilter = 0);
200   MachineBasicBlock *selectBestSuccessor(MachineBasicBlock *BB,
201                                          BlockChain &Chain,
202                                          const BlockFilterSet *BlockFilter);
203   MachineBasicBlock *selectBestCandidateBlock(
204       BlockChain &Chain, SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &WorkList,
205       const BlockFilterSet *BlockFilter);
206   MachineBasicBlock *getFirstUnplacedBlock(
207       MachineFunction &F,
208       const BlockChain &PlacedChain,
209       MachineFunction::iterator &PrevUnplacedBlockIt,
210       const BlockFilterSet *BlockFilter);
211   void buildChain(MachineBasicBlock *BB, BlockChain &Chain,
212                   SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &BlockWorkList,
213                   const BlockFilterSet *BlockFilter = 0);
214   MachineBasicBlock *findBestLoopTop(MachineLoop &L,
215                                      const BlockFilterSet &LoopBlockSet);
216   MachineBasicBlock *findBestLoopExit(MachineFunction &F,
217                                       MachineLoop &L,
218                                       const BlockFilterSet &LoopBlockSet);
219   void buildLoopChains(MachineFunction &F, MachineLoop &L);
220   void rotateLoop(BlockChain &LoopChain, MachineBasicBlock *ExitingBB,
221                   const BlockFilterSet &LoopBlockSet);
222   void buildCFGChains(MachineFunction &F);
223
224 public:
225   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
226   MachineBlockPlacement() : MachineFunctionPass(ID) {
227     initializeMachineBlockPlacementPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
228   }
229
230   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &F);
231
232   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
233     AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
234     AU.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
235     AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
236     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
237   }
238 };
239 }
240
241 char MachineBlockPlacement::ID = 0;
242 char &llvm::MachineBlockPlacementID = MachineBlockPlacement::ID;
243 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MachineBlockPlacement, "block-placement2",
244                       "Branch Probability Basic Block Placement", false, false)
245 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
246 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBlockFrequencyInfo)
247 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
248 INITIALIZE_PASS_END(MachineBlockPlacement, "block-placement2",
249                     "Branch Probability Basic Block Placement", false, false)
250
251 #ifndef NDEBUG
252 /// \brief Helper to print the name of a MBB.
253 ///
254 /// Only used by debug logging.
255 static std::string getBlockName(MachineBasicBlock *BB) {
256   std::string Result;
257   raw_string_ostream OS(Result);
258   OS << "BB#" << BB->getNumber()
259      << " (derived from LLVM BB '" << BB->getName() << "')";
260   OS.flush();
261   return Result;
262 }
263
264 /// \brief Helper to print the number of a MBB.
265 ///
266 /// Only used by debug logging.
267 static std::string getBlockNum(MachineBasicBlock *BB) {
268   std::string Result;
269   raw_string_ostream OS(Result);
270   OS << "BB#" << BB->getNumber();
271   OS.flush();
272   return Result;
273 }
274 #endif
275
276 /// \brief Mark a chain's successors as having one fewer preds.
277 ///
278 /// When a chain is being merged into the "placed" chain, this routine will
279 /// quickly walk the successors of each block in the chain and mark them as
280 /// having one fewer active predecessor. It also adds any successors of this
281 /// chain which reach the zero-predecessor state to the worklist passed in.
282 void MachineBlockPlacement::markChainSuccessors(
283     BlockChain &Chain,
284     MachineBasicBlock *LoopHeaderBB,
285     SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &BlockWorkList,
286     const BlockFilterSet *BlockFilter) {
287   // Walk all the blocks in this chain, marking their successors as having
288   // a predecessor placed.
289   for (BlockChain::iterator CBI = Chain.begin(), CBE = Chain.end();
290        CBI != CBE; ++CBI) {
291     // Add any successors for which this is the only un-placed in-loop
292     // predecessor to the worklist as a viable candidate for CFG-neutral
293     // placement. No subsequent placement of this block will violate the CFG
294     // shape, so we get to use heuristics to choose a favorable placement.
295     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = (*CBI)->succ_begin(),
296                                           SE = (*CBI)->succ_end();
297          SI != SE; ++SI) {
298       if (BlockFilter && !BlockFilter->count(*SI))
299         continue;
300       BlockChain &SuccChain = *BlockToChain[*SI];
301       // Disregard edges within a fixed chain, or edges to the loop header.
302       if (&Chain == &SuccChain || *SI == LoopHeaderBB)
303         continue;
304
305       // This is a cross-chain edge that is within the loop, so decrement the
306       // loop predecessor count of the destination chain.
307       if (SuccChain.LoopPredecessors > 0 && --SuccChain.LoopPredecessors == 0)
308         BlockWorkList.push_back(*SuccChain.begin());
309     }
310   }
311 }
312
313 /// \brief Select the best successor for a block.
314 ///
315 /// This looks across all successors of a particular block and attempts to
316 /// select the "best" one to be the layout successor. It only considers direct
317 /// successors which also pass the block filter. It will attempt to avoid
318 /// breaking CFG structure, but cave and break such structures in the case of
319 /// very hot successor edges.
320 ///
321 /// \returns The best successor block found, or null if none are viable.
322 MachineBasicBlock *MachineBlockPlacement::selectBestSuccessor(
323     MachineBasicBlock *BB, BlockChain &Chain,
324     const BlockFilterSet *BlockFilter) {
325   const BranchProbability HotProb(4, 5); // 80%
326
327   MachineBasicBlock *BestSucc = 0;
328   // FIXME: Due to the performance of the probability and weight routines in
329   // the MBPI analysis, we manually compute probabilities using the edge
330   // weights. This is suboptimal as it means that the somewhat subtle
331   // definition of edge weight semantics is encoded here as well. We should
332   // improve the MBPI interface to effeciently support query patterns such as
333   // this.
334   uint32_t BestWeight = 0;
335   uint32_t WeightScale = 0;
336   uint32_t SumWeight = MBPI->getSumForBlock(BB, WeightScale);
337   DEBUG(dbgs() << "Attempting merge from: " << getBlockName(BB) << "\n");
338   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
339                                         SE = BB->succ_end();
340        SI != SE; ++SI) {
341     if (BlockFilter && !BlockFilter->count(*SI))
342       continue;
343     BlockChain &SuccChain = *BlockToChain[*SI];
344     if (&SuccChain == &Chain) {
345       DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*SI) << " -> Already merged!\n");
346       continue;
347     }
348     if (*SI != *SuccChain.begin()) {
349       DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*SI) << " -> Mid chain!\n");
350       continue;
351     }
352
353     uint32_t SuccWeight = MBPI->getEdgeWeight(BB, *SI);
354     BranchProbability SuccProb(SuccWeight / WeightScale, SumWeight);
355
356     // Only consider successors which are either "hot", or wouldn't violate
357     // any CFG constraints.
358     if (SuccChain.LoopPredecessors != 0) {
359       if (SuccProb < HotProb) {
360         DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*SI) << " -> CFG conflict\n");
361         continue;
362       }
363
364       // Make sure that a hot successor doesn't have a globally more important
365       // predecessor.
366       BlockFrequency CandidateEdgeFreq
367         = MBFI->getBlockFreq(BB) * SuccProb * HotProb.getCompl();
368       bool BadCFGConflict = false;
369       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = (*SI)->pred_begin(),
370                                             PE = (*SI)->pred_end();
371            PI != PE; ++PI) {
372         if (*PI == *SI || (BlockFilter && !BlockFilter->count(*PI)) ||
373             BlockToChain[*PI] == &Chain)
374           continue;
375         BlockFrequency PredEdgeFreq
376           = MBFI->getBlockFreq(*PI) * MBPI->getEdgeProbability(*PI, *SI);
377         if (PredEdgeFreq >= CandidateEdgeFreq) {
378           BadCFGConflict = true;
379           break;
380         }
381       }
382       if (BadCFGConflict) {
383         DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*SI)
384                                << " -> non-cold CFG conflict\n");
385         continue;
386       }
387     }
388
389     DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*SI) << " -> " << SuccProb
390                  << " (prob)"
391                  << (SuccChain.LoopPredecessors != 0 ? " (CFG break)" : "")
392                  << "\n");
393     if (BestSucc && BestWeight >= SuccWeight)
394       continue;
395     BestSucc = *SI;
396     BestWeight = SuccWeight;
397   }
398   return BestSucc;
399 }
400
401 namespace {
402 /// \brief Predicate struct to detect blocks already placed.
403 class IsBlockPlaced {
404   const BlockChain &PlacedChain;
405   const BlockToChainMapType &BlockToChain;
406
407 public:
408   IsBlockPlaced(const BlockChain &PlacedChain,
409                 const BlockToChainMapType &BlockToChain)
410       : PlacedChain(PlacedChain), BlockToChain(BlockToChain) {}
411
412   bool operator()(MachineBasicBlock *BB) const {
413     return BlockToChain.lookup(BB) == &PlacedChain;
414   }
415 };
416 }
417
418 /// \brief Select the best block from a worklist.
419 ///
420 /// This looks through the provided worklist as a list of candidate basic
421 /// blocks and select the most profitable one to place. The definition of
422 /// profitable only really makes sense in the context of a loop. This returns
423 /// the most frequently visited block in the worklist, which in the case of
424 /// a loop, is the one most desirable to be physically close to the rest of the
425 /// loop body in order to improve icache behavior.
426 ///
427 /// \returns The best block found, or null if none are viable.
428 MachineBasicBlock *MachineBlockPlacement::selectBestCandidateBlock(
429     BlockChain &Chain, SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &WorkList,
430     const BlockFilterSet *BlockFilter) {
431   // Once we need to walk the worklist looking for a candidate, cleanup the
432   // worklist of already placed entries.
433   // FIXME: If this shows up on profiles, it could be folded (at the cost of
434   // some code complexity) into the loop below.
435   WorkList.erase(std::remove_if(WorkList.begin(), WorkList.end(),
436                                 IsBlockPlaced(Chain, BlockToChain)),
437                  WorkList.end());
438
439   MachineBasicBlock *BestBlock = 0;
440   BlockFrequency BestFreq;
441   for (SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *>::iterator WBI = WorkList.begin(),
442                                                       WBE = WorkList.end();
443        WBI != WBE; ++WBI) {
444     BlockChain &SuccChain = *BlockToChain[*WBI];
445     if (&SuccChain == &Chain) {
446       DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*WBI)
447                    << " -> Already merged!\n");
448       continue;
449     }
450     assert(SuccChain.LoopPredecessors == 0 && "Found CFG-violating block");
451
452     BlockFrequency CandidateFreq = MBFI->getBlockFreq(*WBI);
453     DEBUG(dbgs() << "    " << getBlockName(*WBI) << " -> " << CandidateFreq
454                  << " (freq)\n");
455     if (BestBlock && BestFreq >= CandidateFreq)
456       continue;
457     BestBlock = *WBI;
458     BestFreq = CandidateFreq;
459   }
460   return BestBlock;
461 }
462
463 /// \brief Retrieve the first unplaced basic block.
464 ///
465 /// This routine is called when we are unable to use the CFG to walk through
466 /// all of the basic blocks and form a chain due to unnatural loops in the CFG.
467 /// We walk through the function's blocks in order, starting from the
468 /// LastUnplacedBlockIt. We update this iterator on each call to avoid
469 /// re-scanning the entire sequence on repeated calls to this routine.
470 MachineBasicBlock *MachineBlockPlacement::getFirstUnplacedBlock(
471     MachineFunction &F, const BlockChain &PlacedChain,
472     MachineFunction::iterator &PrevUnplacedBlockIt,
473     const BlockFilterSet *BlockFilter) {
474   for (MachineFunction::iterator I = PrevUnplacedBlockIt, E = F.end(); I != E;
475        ++I) {
476     if (BlockFilter && !BlockFilter->count(I))
477       continue;
478     if (BlockToChain[I] != &PlacedChain) {
479       PrevUnplacedBlockIt = I;
480       // Now select the head of the chain to which the unplaced block belongs
481       // as the block to place. This will force the entire chain to be placed,
482       // and satisfies the requirements of merging chains.
483       return *BlockToChain[I]->begin();
484     }
485   }
486   return 0;
487 }
488
489 void MachineBlockPlacement::buildChain(
490     MachineBasicBlock *BB,
491     BlockChain &Chain,
492     SmallVectorImpl<MachineBasicBlock *> &BlockWorkList,
493     const BlockFilterSet *BlockFilter) {
494   assert(BB);
495   assert(BlockToChain[BB] == &Chain);
496   MachineFunction &F = *BB->getParent();
497   MachineFunction::iterator PrevUnplacedBlockIt = F.begin();
498
499   MachineBasicBlock *LoopHeaderBB = BB;
500   markChainSuccessors(Chain, LoopHeaderBB, BlockWorkList, BlockFilter);
501   BB = *llvm::prior(Chain.end());
502   for (;;) {
503     assert(BB);
504     assert(BlockToChain[BB] == &Chain);
505     assert(*llvm::prior(Chain.end()) == BB);
506     MachineBasicBlock *BestSucc = 0;
507
508     // Look for the best viable successor if there is one to place immediately
509     // after this block.
510     BestSucc = selectBestSuccessor(BB, Chain, BlockFilter);
511
512     // If an immediate successor isn't available, look for the best viable
513     // block among those we've identified as not violating the loop's CFG at
514     // this point. This won't be a fallthrough, but it will increase locality.
515     if (!BestSucc)
516       BestSucc = selectBestCandidateBlock(Chain, BlockWorkList, BlockFilter);
517
518     if (!BestSucc) {
519       BestSucc = getFirstUnplacedBlock(F, Chain, PrevUnplacedBlockIt,
520                                        BlockFilter);
521       if (!BestSucc)
522         break;
523
524       DEBUG(dbgs() << "Unnatural loop CFG detected, forcibly merging the "
525                       "layout successor until the CFG reduces\n");
526     }
527
528     // Place this block, updating the datastructures to reflect its placement.
529     BlockChain &SuccChain = *BlockToChain[BestSucc];
530     // Zero out LoopPredecessors for the successor we're about to merge in case
531     // we selected a successor that didn't fit naturally into the CFG.
532     SuccChain.LoopPredecessors = 0;
533     DEBUG(dbgs() << "Merging from " << getBlockNum(BB)
534                  << " to " << getBlockNum(BestSucc) << "\n");
535     markChainSuccessors(SuccChain, LoopHeaderBB, BlockWorkList, BlockFilter);
536     Chain.merge(BestSucc, &SuccChain);
537     BB = *llvm::prior(Chain.end());
538   }
539
540   DEBUG(dbgs() << "Finished forming chain for header block "
541                << getBlockNum(*Chain.begin()) << "\n");
542 }
543
544 /// \brief Find the best loop top block for layout.
545 ///
546 /// Look for a block which is strictly better than the loop header for laying
547 /// out at the top of the loop. This looks for one and only one pattern:
548 /// a latch block with no conditional exit. This block will cause a conditional
549 /// jump around it or will be the bottom of the loop if we lay it out in place,
550 /// but if it it doesn't end up at the bottom of the loop for any reason,
551 /// rotation alone won't fix it. Because such a block will always result in an
552 /// unconditional jump (for the backedge) rotating it in front of the loop
553 /// header is always profitable.
554 MachineBasicBlock *
555 MachineBlockPlacement::findBestLoopTop(MachineLoop &L,
556                                        const BlockFilterSet &LoopBlockSet) {
557   // Check that the header hasn't been fused with a preheader block due to
558   // crazy branches. If it has, we need to start with the header at the top to
559   // prevent pulling the preheader into the loop body.
560   BlockChain &HeaderChain = *BlockToChain[L.getHeader()];
561   if (!LoopBlockSet.count(*HeaderChain.begin()))
562     return L.getHeader();
563
564   DEBUG(dbgs() << "Finding best loop top for: "
565                << getBlockName(L.getHeader()) << "\n");
566
567   BlockFrequency BestPredFreq;
568   MachineBasicBlock *BestPred = 0;
569   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = L.getHeader()->pred_begin(),
570                                         PE = L.getHeader()->pred_end();
571        PI != PE; ++PI) {
572     MachineBasicBlock *Pred = *PI;
573     if (!LoopBlockSet.count(Pred))
574       continue;
575     DEBUG(dbgs() << "    header pred: " << getBlockName(Pred) << ", "
576                  << Pred->succ_size() << " successors, "
577                  << MBFI->getBlockFreq(Pred) << " freq\n");
578     if (Pred->succ_size() > 1)
579       continue;
580
581     BlockFrequency PredFreq = MBFI->getBlockFreq(Pred);
582     if (!BestPred || PredFreq > BestPredFreq ||
583         (!(PredFreq < BestPredFreq) &&
584          Pred->isLayoutSuccessor(L.getHeader()))) {
585       BestPred = Pred;
586       BestPredFreq = PredFreq;
587     }
588   }
589
590   // If no direct predecessor is fine, just use the loop header.
591   if (!BestPred)
592     return L.getHeader();
593
594   // Walk backwards through any straight line of predecessors.
595   while (BestPred->pred_size() == 1 &&
596          (*BestPred->pred_begin())->succ_size() == 1 &&
597          *BestPred->pred_begin() != L.getHeader())
598     BestPred = *BestPred->pred_begin();
599
600   DEBUG(dbgs() << "    final top: " << getBlockName(BestPred) << "\n");
601   return BestPred;
602 }
603
604
605 /// \brief Find the best loop exiting block for layout.
606 ///
607 /// This routine implements the logic to analyze the loop looking for the best
608 /// block to layout at the top of the loop. Typically this is done to maximize
609 /// fallthrough opportunities.
610 MachineBasicBlock *
611 MachineBlockPlacement::findBestLoopExit(MachineFunction &F,
612                                         MachineLoop &L,
613                                         const BlockFilterSet &LoopBlockSet) {
614   // We don't want to layout the loop linearly in all cases. If the loop header
615   // is just a normal basic block in the loop, we want to look for what block
616   // within the loop is the best one to layout at the top. However, if the loop
617   // header has be pre-merged into a chain due to predecessors not having
618   // analyzable branches, *and* the predecessor it is merged with is *not* part
619   // of the loop, rotating the header into the middle of the loop will create
620   // a non-contiguous range of blocks which is Very Bad. So start with the
621   // header and only rotate if safe.
622   BlockChain &HeaderChain = *BlockToChain[L.getHeader()];
623   if (!LoopBlockSet.count(*HeaderChain.begin()))
624     return 0;
625
626   BlockFrequency BestExitEdgeFreq;
627   unsigned BestExitLoopDepth = 0;
628   MachineBasicBlock *ExitingBB = 0;
629   // If there are exits to outer loops, loop rotation can severely limit
630   // fallthrough opportunites unless it selects such an exit. Keep a set of
631   // blocks where rotating to exit with that block will reach an outer loop.
632   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 4> BlocksExitingToOuterLoop;
633
634   DEBUG(dbgs() << "Finding best loop exit for: "
635                << getBlockName(L.getHeader()) << "\n");
636   for (MachineLoop::block_iterator I = L.block_begin(),
637                                    E = L.block_end();
638        I != E; ++I) {
639     BlockChain &Chain = *BlockToChain[*I];
640     // Ensure that this block is at the end of a chain; otherwise it could be
641     // mid-way through an inner loop or a successor of an analyzable branch.
642     if (*I != *llvm::prior(Chain.end()))
643       continue;
644
645     // Now walk the successors. We need to establish whether this has a viable
646     // exiting successor and whether it has a viable non-exiting successor.
647     // We store the old exiting state and restore it if a viable looping
648     // successor isn't found.
649     MachineBasicBlock *OldExitingBB = ExitingBB;
650     BlockFrequency OldBestExitEdgeFreq = BestExitEdgeFreq;
651     bool HasLoopingSucc = false;
652     // FIXME: Due to the performance of the probability and weight routines in
653     // the MBPI analysis, we use the internal weights and manually compute the
654     // probabilities to avoid quadratic behavior.
655     uint32_t WeightScale = 0;
656     uint32_t SumWeight = MBPI->getSumForBlock(*I, WeightScale);
657     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = (*I)->succ_begin(),
658                                           SE = (*I)->succ_end();
659          SI != SE; ++SI) {
660       if ((*SI)->isLandingPad())
661         continue;
662       if (*SI == *I)
663         continue;
664       BlockChain &SuccChain = *BlockToChain[*SI];
665       // Don't split chains, either this chain or the successor's chain.
666       if (&Chain == &SuccChain) {
667         DEBUG(dbgs() << "    exiting: " << getBlockName(*I) << " -> "
668                      << getBlockName(*SI) << " (chain conflict)\n");
669         continue;
670       }
671
672       uint32_t SuccWeight = MBPI->getEdgeWeight(*I, *SI);
673       if (LoopBlockSet.count(*SI)) {
674         DEBUG(dbgs() << "    looping: " << getBlockName(*I) << " -> "
675                      << getBlockName(*SI) << " (" << SuccWeight << ")\n");
676         HasLoopingSucc = true;
677         continue;
678       }
679
680       unsigned SuccLoopDepth = 0;
681       if (MachineLoop *ExitLoop = MLI->getLoopFor(*SI)) {
682         SuccLoopDepth = ExitLoop->getLoopDepth();
683         if (ExitLoop->contains(&L))
684           BlocksExitingToOuterLoop.insert(*I);
685       }
686
687       BranchProbability SuccProb(SuccWeight / WeightScale, SumWeight);
688       BlockFrequency ExitEdgeFreq = MBFI->getBlockFreq(*I) * SuccProb;
689       DEBUG(dbgs() << "    exiting: " << getBlockName(*I) << " -> "
690                    << getBlockName(*SI) << " [L:" << SuccLoopDepth
691                    << "] (" << ExitEdgeFreq << ")\n");
692       // Note that we slightly bias this toward an existing layout successor to
693       // retain incoming order in the absence of better information.
694       // FIXME: Should we bias this more strongly? It's pretty weak.
695       if (!ExitingBB || BestExitLoopDepth < SuccLoopDepth ||
696           ExitEdgeFreq > BestExitEdgeFreq ||
697           ((*I)->isLayoutSuccessor(*SI) &&
698            !(ExitEdgeFreq < BestExitEdgeFreq))) {
699         BestExitEdgeFreq = ExitEdgeFreq;
700         ExitingBB = *I;
701       }
702     }
703
704     // Restore the old exiting state, no viable looping successor was found.
705     if (!HasLoopingSucc) {
706       ExitingBB = OldExitingBB;
707       BestExitEdgeFreq = OldBestExitEdgeFreq;
708       continue;
709     }
710   }
711   // Without a candidate exiting block or with only a single block in the
712   // loop, just use the loop header to layout the loop.
713   if (!ExitingBB || L.getNumBlocks() == 1)
714     return 0;
715
716   // Also, if we have exit blocks which lead to outer loops but didn't select
717   // one of them as the exiting block we are rotating toward, disable loop
718   // rotation altogether.
719   if (!BlocksExitingToOuterLoop.empty() &&
720       !BlocksExitingToOuterLoop.count(ExitingBB))
721     return 0;
722
723   DEBUG(dbgs() << "  Best exiting block: " << getBlockName(ExitingBB) << "\n");
724   return ExitingBB;
725 }
726
727 /// \brief Attempt to rotate an exiting block to the bottom of the loop.
728 ///
729 /// Once we have built a chain, try to rotate it to line up the hot exit block
730 /// with fallthrough out of the loop if doing so doesn't introduce unnecessary
731 /// branches. For example, if the loop has fallthrough into its header and out
732 /// of its bottom already, don't rotate it.
733 void MachineBlockPlacement::rotateLoop(BlockChain &LoopChain,
734                                        MachineBasicBlock *ExitingBB,
735                                        const BlockFilterSet &LoopBlockSet) {
736   if (!ExitingBB)
737     return;
738
739   MachineBasicBlock *Top = *LoopChain.begin();
740   bool ViableTopFallthrough = false;
741   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = Top->pred_begin(),
742                                         PE = Top->pred_end();
743        PI != PE; ++PI) {
744     BlockChain *PredChain = BlockToChain[*PI];
745     if (!LoopBlockSet.count(*PI) &&
746         (!PredChain || *PI == *llvm::prior(PredChain->end()))) {
747       ViableTopFallthrough = true;
748       break;
749     }
750   }
751
752   // If the header has viable fallthrough, check whether the current loop
753   // bottom is a viable exiting block. If so, bail out as rotating will
754   // introduce an unnecessary branch.
755   if (ViableTopFallthrough) {
756     MachineBasicBlock *Bottom = *llvm::prior(LoopChain.end());
757     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = Bottom->succ_begin(),
758                                           SE = Bottom->succ_end();
759          SI != SE; ++SI) {
760       BlockChain *SuccChain = BlockToChain[*SI];
761       if (!LoopBlockSet.count(*SI) &&
762           (!SuccChain || *SI == *SuccChain->begin()))
763         return;
764     }
765   }
766
767   BlockChain::iterator ExitIt = std::find(LoopChain.begin(), LoopChain.end(),
768                                           ExitingBB);
769   if (ExitIt == LoopChain.end())
770     return;
771
772   std::rotate(LoopChain.begin(), llvm::next(ExitIt), LoopChain.end());
773 }
774
775 /// \brief Forms basic block chains from the natural loop structures.
776 ///
777 /// These chains are designed to preserve the existing *structure* of the code
778 /// as much as possible. We can then stitch the chains together in a way which
779 /// both preserves the topological structure and minimizes taken conditional
780 /// branches.
781 void MachineBlockPlacement::buildLoopChains(MachineFunction &F,
782                                             MachineLoop &L) {
783   // First recurse through any nested loops, building chains for those inner
784   // loops.
785   for (MachineLoop::iterator LI = L.begin(), LE = L.end(); LI != LE; ++LI)
786     buildLoopChains(F, **LI);
787
788   SmallVector<MachineBasicBlock *, 16> BlockWorkList;
789   BlockFilterSet LoopBlockSet(L.block_begin(), L.block_end());
790
791   // First check to see if there is an obviously preferable top block for the
792   // loop. This will default to the header, but may end up as one of the
793   // predecessors to the header if there is one which will result in strictly
794   // fewer branches in the loop body.
795   MachineBasicBlock *LoopTop = findBestLoopTop(L, LoopBlockSet);
796
797   // If we selected just the header for the loop top, look for a potentially
798   // profitable exit block in the event that rotating the loop can eliminate
799   // branches by placing an exit edge at the bottom.
800   MachineBasicBlock *ExitingBB = 0;
801   if (LoopTop == L.getHeader())
802     ExitingBB = findBestLoopExit(F, L, LoopBlockSet);
803
804   BlockChain &LoopChain = *BlockToChain[LoopTop];
805
806   // FIXME: This is a really lame way of walking the chains in the loop: we
807   // walk the blocks, and use a set to prevent visiting a particular chain
808   // twice.
809   SmallPtrSet<BlockChain *, 4> UpdatedPreds;
810   assert(LoopChain.LoopPredecessors == 0);
811   UpdatedPreds.insert(&LoopChain);
812   for (MachineLoop::block_iterator BI = L.block_begin(),
813                                    BE = L.block_end();
814        BI != BE; ++BI) {
815     BlockChain &Chain = *BlockToChain[*BI];
816     if (!UpdatedPreds.insert(&Chain))
817       continue;
818
819     assert(Chain.LoopPredecessors == 0);
820     for (BlockChain::iterator BCI = Chain.begin(), BCE = Chain.end();
821          BCI != BCE; ++BCI) {
822       assert(BlockToChain[*BCI] == &Chain);
823       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = (*BCI)->pred_begin(),
824                                             PE = (*BCI)->pred_end();
825            PI != PE; ++PI) {
826         if (BlockToChain[*PI] == &Chain || !LoopBlockSet.count(*PI))
827           continue;
828         ++Chain.LoopPredecessors;
829       }
830     }
831
832     if (Chain.LoopPredecessors == 0)
833       BlockWorkList.push_back(*Chain.begin());
834   }
835
836   buildChain(LoopTop, LoopChain, BlockWorkList, &LoopBlockSet);
837   rotateLoop(LoopChain, ExitingBB, LoopBlockSet);
838
839   DEBUG({
840     // Crash at the end so we get all of the debugging output first.
841     bool BadLoop = false;
842     if (LoopChain.LoopPredecessors) {
843       BadLoop = true;
844       dbgs() << "Loop chain contains a block without its preds placed!\n"
845              << "  Loop header:  " << getBlockName(*L.block_begin()) << "\n"
846              << "  Chain header: " << getBlockName(*LoopChain.begin()) << "\n";
847     }
848     for (BlockChain::iterator BCI = LoopChain.begin(), BCE = LoopChain.end();
849          BCI != BCE; ++BCI) {
850       dbgs() << "          ... " << getBlockName(*BCI) << "\n";
851       if (!LoopBlockSet.erase(*BCI)) {
852         // We don't mark the loop as bad here because there are real situations
853         // where this can occur. For example, with an unanalyzable fallthrough
854         // from a loop block to a non-loop block or vice versa.
855         dbgs() << "Loop chain contains a block not contained by the loop!\n"
856                << "  Loop header:  " << getBlockName(*L.block_begin()) << "\n"
857                << "  Chain header: " << getBlockName(*LoopChain.begin()) << "\n"
858                << "  Bad block:    " << getBlockName(*BCI) << "\n";
859       }
860     }
861
862     if (!LoopBlockSet.empty()) {
863       BadLoop = true;
864       for (BlockFilterSet::iterator LBI = LoopBlockSet.begin(),
865                                     LBE = LoopBlockSet.end();
866            LBI != LBE; ++LBI)
867         dbgs() << "Loop contains blocks never placed into a chain!\n"
868                << "  Loop header:  " << getBlockName(*L.block_begin()) << "\n"
869                << "  Chain header: " << getBlockName(*LoopChain.begin()) << "\n"
870                << "  Bad block:    " << getBlockName(*LBI) << "\n";
871     }
872     assert(!BadLoop && "Detected problems with the placement of this loop.");
873   });
874 }
875
876 void MachineBlockPlacement::buildCFGChains(MachineFunction &F) {
877   // Ensure that every BB in the function has an associated chain to simplify
878   // the assumptions of the remaining algorithm.
879   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond; // For AnalyzeBranch.
880   for (MachineFunction::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI) {
881     MachineBasicBlock *BB = FI;
882     BlockChain *Chain
883       = new (ChainAllocator.Allocate()) BlockChain(BlockToChain, BB);
884     // Also, merge any blocks which we cannot reason about and must preserve
885     // the exact fallthrough behavior for.
886     for (;;) {
887       Cond.clear();
888       MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0; // For AnalyzeBranch.
889       if (!TII->AnalyzeBranch(*BB, TBB, FBB, Cond) || !FI->canFallThrough())
890         break;
891
892       MachineFunction::iterator NextFI(llvm::next(FI));
893       MachineBasicBlock *NextBB = NextFI;
894       // Ensure that the layout successor is a viable block, as we know that
895       // fallthrough is a possibility.
896       assert(NextFI != FE && "Can't fallthrough past the last block.");
897       DEBUG(dbgs() << "Pre-merging due to unanalyzable fallthrough: "
898                    << getBlockName(BB) << " -> " << getBlockName(NextBB)
899                    << "\n");
900       Chain->merge(NextBB, 0);
901       FI = NextFI;
902       BB = NextBB;
903     }
904   }
905
906   // Build any loop-based chains.
907   for (MachineLoopInfo::iterator LI = MLI->begin(), LE = MLI->end(); LI != LE;
908        ++LI)
909     buildLoopChains(F, **LI);
910
911   SmallVector<MachineBasicBlock *, 16> BlockWorkList;
912
913   SmallPtrSet<BlockChain *, 4> UpdatedPreds;
914   for (MachineFunction::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI) {
915     MachineBasicBlock *BB = &*FI;
916     BlockChain &Chain = *BlockToChain[BB];
917     if (!UpdatedPreds.insert(&Chain))
918       continue;
919
920     assert(Chain.LoopPredecessors == 0);
921     for (BlockChain::iterator BCI = Chain.begin(), BCE = Chain.end();
922          BCI != BCE; ++BCI) {
923       assert(BlockToChain[*BCI] == &Chain);
924       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = (*BCI)->pred_begin(),
925                                             PE = (*BCI)->pred_end();
926            PI != PE; ++PI) {
927         if (BlockToChain[*PI] == &Chain)
928           continue;
929         ++Chain.LoopPredecessors;
930       }
931     }
932
933     if (Chain.LoopPredecessors == 0)
934       BlockWorkList.push_back(*Chain.begin());
935   }
936
937   BlockChain &FunctionChain = *BlockToChain[&F.front()];
938   buildChain(&F.front(), FunctionChain, BlockWorkList);
939
940   typedef SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 16> FunctionBlockSetType;
941   DEBUG({
942     // Crash at the end so we get all of the debugging output first.
943     bool BadFunc = false;
944     FunctionBlockSetType FunctionBlockSet;
945     for (MachineFunction::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
946       FunctionBlockSet.insert(FI);
947
948     for (BlockChain::iterator BCI = FunctionChain.begin(),
949                               BCE = FunctionChain.end();
950          BCI != BCE; ++BCI)
951       if (!FunctionBlockSet.erase(*BCI)) {
952         BadFunc = true;
953         dbgs() << "Function chain contains a block not in the function!\n"
954                << "  Bad block:    " << getBlockName(*BCI) << "\n";
955       }
956
957     if (!FunctionBlockSet.empty()) {
958       BadFunc = true;
959       for (FunctionBlockSetType::iterator FBI = FunctionBlockSet.begin(),
960                                           FBE = FunctionBlockSet.end();
961            FBI != FBE; ++FBI)
962         dbgs() << "Function contains blocks never placed into a chain!\n"
963                << "  Bad block:    " << getBlockName(*FBI) << "\n";
964     }
965     assert(!BadFunc && "Detected problems with the block placement.");
966   });
967
968   // Splice the blocks into place.
969   MachineFunction::iterator InsertPos = F.begin();
970   for (BlockChain::iterator BI = FunctionChain.begin(),
971                             BE = FunctionChain.end();
972        BI != BE; ++BI) {
973     DEBUG(dbgs() << (BI == FunctionChain.begin() ? "Placing chain "
974                                                   : "          ... ")
975           << getBlockName(*BI) << "\n");
976     if (InsertPos != MachineFunction::iterator(*BI))
977       F.splice(InsertPos, *BI);
978     else
979       ++InsertPos;
980
981     // Update the terminator of the previous block.
982     if (BI == FunctionChain.begin())
983       continue;
984     MachineBasicBlock *PrevBB = llvm::prior(MachineFunction::iterator(*BI));
985
986     // FIXME: It would be awesome of updateTerminator would just return rather
987     // than assert when the branch cannot be analyzed in order to remove this
988     // boiler plate.
989     Cond.clear();
990     MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0; // For AnalyzeBranch.
991     if (!TII->AnalyzeBranch(*PrevBB, TBB, FBB, Cond))
992       PrevBB->updateTerminator();
993   }
994
995   // Fixup the last block.
996   Cond.clear();
997   MachineBasicBlock *TBB = 0, *FBB = 0; // For AnalyzeBranch.
998   if (!TII->AnalyzeBranch(F.back(), TBB, FBB, Cond))
999     F.back().updateTerminator();
1000
1001   // Walk through the backedges of the function now that we have fully laid out
1002   // the basic blocks and align the destination of each backedge. We don't rely
1003   // on the loop info here so that we can align backedges in unnatural CFGs and
1004   // backedges that were introduced purely because of the loop rotations done
1005   // during this layout pass.
1006   // FIXME: This isn't quite right, we shouldn't align backedges that result
1007   // from blocks being sunken below the exit block for the function.
1008   if (F.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize))
1009     return;
1010   unsigned Align = TLI->getPrefLoopAlignment();
1011   if (!Align)
1012     return;  // Don't care about loop alignment.
1013
1014   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 16> PreviousBlocks;
1015   for (BlockChain::iterator BI = FunctionChain.begin(),
1016                             BE = FunctionChain.end();
1017        BI != BE; ++BI) {
1018     PreviousBlocks.insert(*BI);
1019     // Set alignment on the destination of all the back edges in the new
1020     // ordering.
1021     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = (*BI)->succ_begin(),
1022                                           SE = (*BI)->succ_end();
1023          SI != SE; ++SI)
1024       if (PreviousBlocks.count(*SI))
1025         (*SI)->setAlignment(Align);
1026   }
1027 }
1028
1029 bool MachineBlockPlacement::runOnMachineFunction(MachineFunction &F) {
1030   // Check for single-block functions and skip them.
1031   if (llvm::next(F.begin()) == F.end())
1032     return false;
1033
1034   MBPI = &getAnalysis<MachineBranchProbabilityInfo>();
1035   MBFI = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
1036   MLI = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1037   TII = F.getTarget().getInstrInfo();
1038   TLI = F.getTarget().getTargetLowering();
1039   assert(BlockToChain.empty());
1040
1041   buildCFGChains(F);
1042
1043   BlockToChain.clear();
1044   ChainAllocator.DestroyAll();
1045
1046   // We always return true as we have no way to track whether the final order
1047   // differs from the original order.
1048   return true;
1049 }
1050
1051 namespace {
1052 /// \brief A pass to compute block placement statistics.
1053 ///
1054 /// A separate pass to compute interesting statistics for evaluating block
1055 /// placement. This is separate from the actual placement pass so that they can
1056 /// be computed in the absense of any placement transformations or when using
1057 /// alternative placement strategies.
1058 class MachineBlockPlacementStats : public MachineFunctionPass {
1059   /// \brief A handle to the branch probability pass.
1060   const MachineBranchProbabilityInfo *MBPI;
1061
1062   /// \brief A handle to the function-wide block frequency pass.
1063   const MachineBlockFrequencyInfo *MBFI;
1064
1065 public:
1066   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
1067   MachineBlockPlacementStats() : MachineFunctionPass(ID) {
1068     initializeMachineBlockPlacementStatsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1069   }
1070
1071   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &F);
1072
1073   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1074     AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
1075     AU.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
1076     AU.setPreservesAll();
1077     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
1078   }
1079 };
1080 }
1081
1082 char MachineBlockPlacementStats::ID = 0;
1083 char &llvm::MachineBlockPlacementStatsID = MachineBlockPlacementStats::ID;
1084 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MachineBlockPlacementStats, "block-placement-stats",
1085                       "Basic Block Placement Stats", false, false)
1086 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
1087 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBlockFrequencyInfo)
1088 INITIALIZE_PASS_END(MachineBlockPlacementStats, "block-placement-stats",
1089                     "Basic Block Placement Stats", false, false)
1090
1091 bool MachineBlockPlacementStats::runOnMachineFunction(MachineFunction &F) {
1092   // Check for single-block functions and skip them.
1093   if (llvm::next(F.begin()) == F.end())
1094     return false;
1095
1096   MBPI = &getAnalysis<MachineBranchProbabilityInfo>();
1097   MBFI = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
1098
1099   for (MachineFunction::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
1100     BlockFrequency BlockFreq = MBFI->getBlockFreq(I);
1101     Statistic &NumBranches = (I->succ_size() > 1) ? NumCondBranches
1102                                                   : NumUncondBranches;
1103     Statistic &BranchTakenFreq = (I->succ_size() > 1) ? CondBranchTakenFreq
1104                                                       : UncondBranchTakenFreq;
1105     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = I->succ_begin(),
1106                                           SE = I->succ_end();
1107          SI != SE; ++SI) {
1108       // Skip if this successor is a fallthrough.
1109       if (I->isLayoutSuccessor(*SI))
1110         continue;
1111
1112       BlockFrequency EdgeFreq = BlockFreq * MBPI->getEdgeProbability(I, *SI);
1113       ++NumBranches;
1114       BranchTakenFreq += EdgeFreq.getFrequency();
1115     }
1116   }
1117
1118   return false;
1119 }
1120