[PowerPC] Enable interleaved-access vectorization
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / EarlyIfConversion.cpp
index f575b249aa15f1368be0ac8956e7c846131c2af4..fbc4d97c4987a55029198aa6264403b6dc283039 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "early-ifcvt"
-#include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
+#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SparseSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineBranchProbabilityInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineTraceMetrics.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "early-ifcvt"
+
 // Absolute maximum number of instructions allowed per speculated block.
 // This bypasses all other heuristics, so it should be set fairly high.
 static cl::opt<unsigned>
@@ -45,7 +51,10 @@ BlockInstrLimit("early-ifcvt-limit", cl::init(30), cl::Hidden,
 static cl::opt<bool> Stress("stress-early-ifcvt", cl::Hidden,
   cl::desc("Turn all knobs to 11"));
 
-typedef SmallSetVector<MachineBasicBlock*, 8> BlockSetVector;
+STATISTIC(NumDiamondsSeen,  "Number of diamonds");
+STATISTIC(NumDiamondsConv,  "Number of diamonds converted");
+STATISTIC(NumTrianglesSeen, "Number of triangles");
+STATISTIC(NumTrianglesConv, "Number of triangles converted");
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                                 SSAIfConv
@@ -74,6 +83,7 @@ class SSAIfConv {
   const TargetRegisterInfo *TRI;
   MachineRegisterInfo *MRI;
 
+public:
   /// The block containing the conditional branch.
   MachineBasicBlock *Head;
 
@@ -90,8 +100,11 @@ class SSAIfConv {
   /// equal to Tail.
   bool isTriangle() const { return TBB == Tail || FBB == Tail; }
 
-  /// The branch condition determined by AnalyzeBranch.
-  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
+  /// Returns the Tail predecessor for the True side.
+  MachineBasicBlock *getTPred() const { return TBB == Tail ? Head : TBB; }
+
+  /// Returns the Tail predecessor for the  False side.
+  MachineBasicBlock *getFPred() const { return FBB == Tail ? Head : FBB; }
 
   /// Information about each phi in the Tail block.
   struct PHIInfo {
@@ -106,6 +119,10 @@ class SSAIfConv {
 
   SmallVector<PHIInfo, 8> PHIs;
 
+private:
+  /// The branch condition determined by AnalyzeBranch.
+  SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
+
   /// Instructions in Head that define values used by the conditional blocks.
   /// The hoisted instructions must be inserted after these instructions.
   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> InsertAfter;
@@ -127,11 +144,17 @@ class SSAIfConv {
   /// Find a valid insertion point in Head.
   bool findInsertionPoint();
 
+  /// Replace PHI instructions in Tail with selects.
+  void replacePHIInstrs();
+
+  /// Insert selects and rewrite PHI operands to use them.
+  void rewritePHIOperands();
+
 public:
   /// runOnMachineFunction - Initialize per-function data structures.
   void runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-    TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
-    TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
+    TII = MF.getSubtarget().getInstrInfo();
+    TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
     MRI = &MF.getRegInfo();
     LiveRegUnits.clear();
     LiveRegUnits.setUniverse(TRI->getNumRegUnits());
@@ -144,8 +167,8 @@ public:
   bool canConvertIf(MachineBasicBlock *MBB);
 
   /// convertIf - If-convert the last block passed to canConvertIf(), assuming
-  /// it is possible. Remove any erased blocks from WorkList
-  void convertIf(BlockSetVector &WorkList);
+  /// it is possible. Add any erased blocks to RemovedBlocks.
+  void convertIf(SmallVectorImpl<MachineBasicBlock*> &RemovedBlocks);
 };
 } // end anonymous namespace
 
@@ -167,6 +190,9 @@ bool SSAIfConv::canSpeculateInstrs(MachineBasicBlock *MBB) {
   }
 
   unsigned InstrCount = 0;
+
+  // Check all instructions, except the terminators. It is assumed that
+  // terminators never have side effects or define any used register values.
   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->begin(),
        E = MBB->getFirstTerminator(); I != E; ++I) {
     if (I->isDebugValue())
@@ -194,32 +220,32 @@ bool SSAIfConv::canSpeculateInstrs(MachineBasicBlock *MBB) {
 
     // We never speculate stores, so an AA pointer isn't necessary.
     bool DontMoveAcrossStore = true;
-    if (!I->isSafeToMove(TII, 0, DontMoveAcrossStore)) {
+    if (!I->isSafeToMove(nullptr, DontMoveAcrossStore)) {
       DEBUG(dbgs() << "Can't speculate: " << *I);
       return false;
     }
 
     // Check for any dependencies on Head instructions.
-    for (MIOperands MO(I); MO.isValid(); ++MO) {
-      if (MO->isRegMask()) {
+    for (const MachineOperand &MO : I->operands()) {
+      if (MO.isRegMask()) {
         DEBUG(dbgs() << "Won't speculate regmask: " << *I);
         return false;
       }
-      if (!MO->isReg())
+      if (!MO.isReg())
         continue;
-      unsigned Reg = MO->getReg();
+      unsigned Reg = MO.getReg();
 
       // Remember clobbered regunits.
-      if (MO->isDef() && TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
+      if (MO.isDef() && TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
         for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
           ClobberedRegUnits.set(*Units);
 
-      if (!MO->readsReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      if (!MO.readsReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
         continue;
       MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(Reg);
       if (!DefMI || DefMI->getParent() != Head)
         continue;
-      if (InsertAfter.insert(DefMI))
+      if (InsertAfter.insert(DefMI).second)
         DEBUG(dbgs() << "BB#" << MBB->getNumber() << " depends on " << *DefMI);
       if (DefMI->isTerminator()) {
         DEBUG(dbgs() << "Can't insert instructions below terminator.\n");
@@ -258,19 +284,19 @@ bool SSAIfConv::findInsertionPoint() {
     }
 
     // Update live regunits.
-    for (MIOperands MO(I); MO.isValid(); ++MO) {
+    for (const MachineOperand &MO : I->operands()) {
       // We're ignoring regmask operands. That is conservatively correct.
-      if (!MO->isReg())
+      if (!MO.isReg())
         continue;
-      unsigned Reg = MO->getReg();
+      unsigned Reg = MO.getReg();
       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
         continue;
       // I clobbers Reg, so it isn't live before I.
-      if (MO->isDef())
+      if (MO.isDef())
         for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
           LiveRegUnits.erase(*Units);
       // Unless I reads Reg.
-      if (MO->readsReg())
+      if (MO.readsReg())
         Reads.push_back(Reg);
     }
     // Anything read by I is live before I.
@@ -313,7 +339,7 @@ bool SSAIfConv::findInsertionPoint() {
 ///
 bool SSAIfConv::canConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
   Head = MBB;
-  TBB = FBB = Tail = 0;
+  TBB = FBB = Tail = nullptr;
 
   if (Head->succ_size() != 2)
     return false;
@@ -327,11 +353,7 @@ bool SSAIfConv::canConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
   if (Succ0->pred_size() != 1 || Succ0->succ_size() != 1)
     return false;
 
-  // We could support additional Tail predecessors by updating phis instead of
-  // eliminating them. Let's see an example where it matters first.
   Tail = Succ0->succ_begin()[0];
-  if (Tail->pred_size() != 2)
-    return false;
 
   // This is not a triangle.
   if (Tail != Succ1) {
@@ -381,8 +403,8 @@ bool SSAIfConv::canConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
 
   // Any phis in the tail block must be convertible to selects.
   PHIs.clear();
-  MachineBasicBlock *TPred = TBB == Tail ? Head : TBB;
-  MachineBasicBlock *FPred = FBB == Tail ? Head : FBB;
+  MachineBasicBlock *TPred = getTPred();
+  MachineBasicBlock *FPred = getFPred();
   for (MachineBasicBlock::iterator I = Tail->begin(), E = Tail->end();
        I != E && I->isPHI(); ++I) {
     PHIs.push_back(&*I);
@@ -418,45 +440,101 @@ bool SSAIfConv::canConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
   if (!findInsertionPoint())
     return false;
 
+  if (isTriangle())
+    ++NumTrianglesSeen;
+  else
+    ++NumDiamondsSeen;
   return true;
 }
 
+/// replacePHIInstrs - Completely replace PHI instructions with selects.
+/// This is possible when the only Tail predecessors are the if-converted
+/// blocks.
+void SSAIfConv::replacePHIInstrs() {
+  assert(Tail->pred_size() == 2 && "Cannot replace PHIs");
+  MachineBasicBlock::iterator FirstTerm = Head->getFirstTerminator();
+  assert(FirstTerm != Head->end() && "No terminators");
+  DebugLoc HeadDL = FirstTerm->getDebugLoc();
 
-static void eraseBlock(BlockSetVector &WorkList, MachineBasicBlock *MBB) {
-  WorkList.remove(MBB);
-  MBB->eraseFromParent();
+  // Convert all PHIs to select instructions inserted before FirstTerm.
+  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
+    PHIInfo &PI = PHIs[i];
+    DEBUG(dbgs() << "If-converting " << *PI.PHI);
+    unsigned DstReg = PI.PHI->getOperand(0).getReg();
+    TII->insertSelect(*Head, FirstTerm, HeadDL, DstReg, Cond, PI.TReg, PI.FReg);
+    DEBUG(dbgs() << "          --> " << *std::prev(FirstTerm));
+    PI.PHI->eraseFromParent();
+    PI.PHI = nullptr;
+  }
 }
 
+/// rewritePHIOperands - When there are additional Tail predecessors, insert
+/// select instructions in Head and rewrite PHI operands to use the selects.
+/// Keep the PHI instructions in Tail to handle the other predecessors.
+void SSAIfConv::rewritePHIOperands() {
+  MachineBasicBlock::iterator FirstTerm = Head->getFirstTerminator();
+  assert(FirstTerm != Head->end() && "No terminators");
+  DebugLoc HeadDL = FirstTerm->getDebugLoc();
+
+  // Convert all PHIs to select instructions inserted before FirstTerm.
+  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
+    PHIInfo &PI = PHIs[i];
+    unsigned DstReg = 0;
+    
+    DEBUG(dbgs() << "If-converting " << *PI.PHI);
+    if (PI.TReg == PI.FReg) {
+      // We do not need the select instruction if both incoming values are
+      // equal.
+      DstReg = PI.TReg;
+    } else {
+      unsigned PHIDst = PI.PHI->getOperand(0).getReg();
+      DstReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(PHIDst));
+      TII->insertSelect(*Head, FirstTerm, HeadDL,
+                         DstReg, Cond, PI.TReg, PI.FReg);
+      DEBUG(dbgs() << "          --> " << *std::prev(FirstTerm));
+    }
+
+    // Rewrite PHI operands TPred -> (DstReg, Head), remove FPred.
+    for (unsigned i = PI.PHI->getNumOperands(); i != 1; i -= 2) {
+      MachineBasicBlock *MBB = PI.PHI->getOperand(i-1).getMBB();
+      if (MBB == getTPred()) {
+        PI.PHI->getOperand(i-1).setMBB(Head);
+        PI.PHI->getOperand(i-2).setReg(DstReg);
+      } else if (MBB == getFPred()) {
+        PI.PHI->RemoveOperand(i-1);
+        PI.PHI->RemoveOperand(i-2);
+      }
+    }
+    DEBUG(dbgs() << "          --> " << *PI.PHI);
+  }
+}
 
 /// convertIf - Execute the if conversion after canConvertIf has determined the
 /// feasibility.
 ///
-/// Any basic blocks erased will also be removed from WorkList.
+/// Any basic blocks erased will be added to RemovedBlocks.
 ///
-void SSAIfConv::convertIf(BlockSetVector &WorkList) {
+void SSAIfConv::convertIf(SmallVectorImpl<MachineBasicBlock*> &RemovedBlocks) {
   assert(Head && Tail && TBB && FBB && "Call canConvertIf first.");
 
+  // Update statistics.
+  if (isTriangle())
+    ++NumTrianglesConv;
+  else
+    ++NumDiamondsConv;
+
   // Move all instructions into Head, except for the terminators.
   if (TBB != Tail)
     Head->splice(InsertionPoint, TBB, TBB->begin(), TBB->getFirstTerminator());
   if (FBB != Tail)
     Head->splice(InsertionPoint, FBB, FBB->begin(), FBB->getFirstTerminator());
 
-  MachineBasicBlock::iterator FirstTerm = Head->getFirstTerminator();
-  assert(FirstTerm != Head->end() && "No terminators");
-  DebugLoc HeadDL = FirstTerm->getDebugLoc();
-
-  // Convert all PHIs to select instructions inserted before FirstTerm.
-  for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i) {
-    PHIInfo &PI = PHIs[i];
-    DEBUG(dbgs() << "If-converting " << *PI.PHI);
-    assert(PI.PHI->getNumOperands() == 5 && "Unexpected PHI operands.");
-    unsigned DstReg = PI.PHI->getOperand(0).getReg();
-    TII->insertSelect(*Head, FirstTerm, HeadDL, DstReg, Cond, PI.TReg, PI.FReg);
-    DEBUG(dbgs() << "          --> " << *llvm::prior(FirstTerm));
-    PI.PHI->eraseFromParent();
-    PI.PHI = 0;
-  }
+  // Are there extra Tail predecessors?
+  bool ExtraPreds = Tail->pred_size() != 2;
+  if (ExtraPreds)
+    rewritePHIOperands();
+  else
+    replacePHIInstrs();
 
   // Fix up the CFG, temporarily leave Head without any successors.
   Head->removeSuccessor(TBB);
@@ -468,30 +546,35 @@ void SSAIfConv::convertIf(BlockSetVector &WorkList) {
 
   // Fix up Head's terminators.
   // It should become a single branch or a fallthrough.
+  DebugLoc HeadDL = Head->getFirstTerminator()->getDebugLoc();
   TII->RemoveBranch(*Head);
 
   // Erase the now empty conditional blocks. It is likely that Head can fall
   // through to Tail, and we can join the two blocks.
-  if (TBB != Tail)
-    eraseBlock(WorkList, TBB);
-  if (FBB != Tail)
-    eraseBlock(WorkList, FBB);
+  if (TBB != Tail) {
+    RemovedBlocks.push_back(TBB);
+    TBB->eraseFromParent();
+  }
+  if (FBB != Tail) {
+    RemovedBlocks.push_back(FBB);
+    FBB->eraseFromParent();
+  }
 
   assert(Head->succ_empty() && "Additional head successors?");
-  if (Head->isLayoutSuccessor(Tail)) {
+  if (!ExtraPreds && Head->isLayoutSuccessor(Tail)) {
     // Splice Tail onto the end of Head.
     DEBUG(dbgs() << "Joining tail BB#" << Tail->getNumber()
                  << " into head BB#" << Head->getNumber() << '\n');
     Head->splice(Head->end(), Tail,
                      Tail->begin(), Tail->end());
     Head->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(Tail);
-    eraseBlock(WorkList, Tail);
-
+    RemovedBlocks.push_back(Tail);
+    Tail->eraseFromParent();
   } else {
     // We need a branch to Tail, let code placement work it out later.
     DEBUG(dbgs() << "Converting to unconditional branch.\n");
     SmallVector<MachineOperand, 0> EmptyCond;
-    TII->InsertBranch(*Head, Tail, 0, EmptyCond, HeadDL);
+    TII->InsertBranch(*Head, Tail, nullptr, EmptyCond, HeadDL);
     Head->addSuccessor(Tail);
   }
   DEBUG(dbgs() << *Head);
@@ -506,20 +589,27 @@ namespace {
 class EarlyIfConverter : public MachineFunctionPass {
   const TargetInstrInfo *TII;
   const TargetRegisterInfo *TRI;
+  MCSchedModel SchedModel;
   MachineRegisterInfo *MRI;
+  MachineDominatorTree *DomTree;
+  MachineLoopInfo *Loops;
+  MachineTraceMetrics *Traces;
+  MachineTraceMetrics::Ensemble *MinInstr;
   SSAIfConv IfConv;
 
-  // Worklist of head blocks to try for if-conversion.
-  BlockSetVector WorkList;
-
 public:
   static char ID;
   EarlyIfConverter() : MachineFunctionPass(ID) {}
-  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
-  bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
+  bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
+  const char *getPassName() const override { return "Early If-Conversion"; }
 
 private:
   bool tryConvertIf(MachineBasicBlock*);
+  void updateDomTree(ArrayRef<MachineBasicBlock*> Removed);
+  void updateLoops(ArrayRef<MachineBasicBlock*> Removed);
+  void invalidateTraces();
+  bool shouldConvertIf();
 };
 } // end anonymous namespace
 
@@ -529,55 +619,196 @@ char &llvm::EarlyIfConverterID = EarlyIfConverter::ID;
 INITIALIZE_PASS_BEGIN(EarlyIfConverter,
                       "early-ifcvt", "Early If Converter", false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineTraceMetrics)
 INITIALIZE_PASS_END(EarlyIfConverter,
                       "early-ifcvt", "Early If Converter", false, false)
 
 void EarlyIfConverter::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
+  AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
+  AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
+  AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
+  AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+  AU.addRequired<MachineTraceMetrics>();
+  AU.addPreserved<MachineTraceMetrics>();
   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 }
 
-/// Attempt repeated if-conversion on MBB, return true if successful.
-/// Update WorkList with new opportunities.
+/// Update the dominator tree after if-conversion erased some blocks.
+void EarlyIfConverter::updateDomTree(ArrayRef<MachineBasicBlock*> Removed) {
+  // convertIf can remove TBB, FBB, and Tail can be merged into Head.
+  // TBB and FBB should not dominate any blocks.
+  // Tail children should be transferred to Head.
+  MachineDomTreeNode *HeadNode = DomTree->getNode(IfConv.Head);
+  for (unsigned i = 0, e = Removed.size(); i != e; ++i) {
+    MachineDomTreeNode *Node = DomTree->getNode(Removed[i]);
+    assert(Node != HeadNode && "Cannot erase the head node");
+    while (Node->getNumChildren()) {
+      assert(Node->getBlock() == IfConv.Tail && "Unexpected children");
+      DomTree->changeImmediateDominator(Node->getChildren().back(), HeadNode);
+    }
+    DomTree->eraseNode(Removed[i]);
+  }
+}
+
+/// Update LoopInfo after if-conversion.
+void EarlyIfConverter::updateLoops(ArrayRef<MachineBasicBlock*> Removed) {
+  if (!Loops)
+    return;
+  // If-conversion doesn't change loop structure, and it doesn't mess with back
+  // edges, so updating LoopInfo is simply removing the dead blocks.
+  for (unsigned i = 0, e = Removed.size(); i != e; ++i)
+    Loops->removeBlock(Removed[i]);
+}
+
+/// Invalidate MachineTraceMetrics before if-conversion.
+void EarlyIfConverter::invalidateTraces() {
+  Traces->verifyAnalysis();
+  Traces->invalidate(IfConv.Head);
+  Traces->invalidate(IfConv.Tail);
+  Traces->invalidate(IfConv.TBB);
+  Traces->invalidate(IfConv.FBB);
+  Traces->verifyAnalysis();
+}
+
+// Adjust cycles with downward saturation.
+static unsigned adjCycles(unsigned Cyc, int Delta) {
+  if (Delta < 0 && Cyc + Delta > Cyc)
+    return 0;
+  return Cyc + Delta;
+}
+
+/// Apply cost model and heuristics to the if-conversion in IfConv.
+/// Return true if the conversion is a good idea.
 ///
-bool EarlyIfConverter::tryConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
-  if (!IfConv.canConvertIf(MBB))
+bool EarlyIfConverter::shouldConvertIf() {
+  // Stress testing mode disables all cost considerations.
+  if (Stress)
+    return true;
+
+  if (!MinInstr)
+    MinInstr = Traces->getEnsemble(MachineTraceMetrics::TS_MinInstrCount);
+
+  MachineTraceMetrics::Trace TBBTrace = MinInstr->getTrace(IfConv.getTPred());
+  MachineTraceMetrics::Trace FBBTrace = MinInstr->getTrace(IfConv.getFPred());
+  DEBUG(dbgs() << "TBB: " << TBBTrace << "FBB: " << FBBTrace);
+  unsigned MinCrit = std::min(TBBTrace.getCriticalPath(),
+                              FBBTrace.getCriticalPath());
+
+  // Set a somewhat arbitrary limit on the critical path extension we accept.
+  unsigned CritLimit = SchedModel.MispredictPenalty/2;
+
+  // If-conversion only makes sense when there is unexploited ILP. Compute the
+  // maximum-ILP resource length of the trace after if-conversion. Compare it
+  // to the shortest critical path.
+  SmallVector<const MachineBasicBlock*, 1> ExtraBlocks;
+  if (IfConv.TBB != IfConv.Tail)
+    ExtraBlocks.push_back(IfConv.TBB);
+  unsigned ResLength = FBBTrace.getResourceLength(ExtraBlocks);
+  DEBUG(dbgs() << "Resource length " << ResLength
+               << ", minimal critical path " << MinCrit << '\n');
+  if (ResLength > MinCrit + CritLimit) {
+    DEBUG(dbgs() << "Not enough available ILP.\n");
     return false;
+  }
+
+  // Assume that the depth of the first head terminator will also be the depth
+  // of the select instruction inserted, as determined by the flag dependency.
+  // TBB / FBB data dependencies may delay the select even more.
+  MachineTraceMetrics::Trace HeadTrace = MinInstr->getTrace(IfConv.Head);
+  unsigned BranchDepth =
+    HeadTrace.getInstrCycles(IfConv.Head->getFirstTerminator()).Depth;
+  DEBUG(dbgs() << "Branch depth: " << BranchDepth << '\n');
+
+  // Look at all the tail phis, and compute the critical path extension caused
+  // by inserting select instructions.
+  MachineTraceMetrics::Trace TailTrace = MinInstr->getTrace(IfConv.Tail);
+  for (unsigned i = 0, e = IfConv.PHIs.size(); i != e; ++i) {
+    SSAIfConv::PHIInfo &PI = IfConv.PHIs[i];
+    unsigned Slack = TailTrace.getInstrSlack(PI.PHI);
+    unsigned MaxDepth = Slack + TailTrace.getInstrCycles(PI.PHI).Depth;
+    DEBUG(dbgs() << "Slack " << Slack << ":\t" << *PI.PHI);
+
+    // The condition is pulled into the critical path.
+    unsigned CondDepth = adjCycles(BranchDepth, PI.CondCycles);
+    if (CondDepth > MaxDepth) {
+      unsigned Extra = CondDepth - MaxDepth;
+      DEBUG(dbgs() << "Condition adds " << Extra << " cycles.\n");
+      if (Extra > CritLimit) {
+        DEBUG(dbgs() << "Exceeds limit of " << CritLimit << '\n');
+        return false;
+      }
+    }
 
-  // Repeatedly if-convert MBB, joining Head and Tail may expose more
-  // opportunities.
-  do IfConv.convertIf(WorkList);
-  while (IfConv.canConvertIf(MBB));
+    // The TBB value is pulled into the critical path.
+    unsigned TDepth = adjCycles(TBBTrace.getPHIDepth(PI.PHI), PI.TCycles);
+    if (TDepth > MaxDepth) {
+      unsigned Extra = TDepth - MaxDepth;
+      DEBUG(dbgs() << "TBB data adds " << Extra << " cycles.\n");
+      if (Extra > CritLimit) {
+        DEBUG(dbgs() << "Exceeds limit of " << CritLimit << '\n');
+        return false;
+      }
+    }
 
-  // It is possible that MBB is now itself a conditional block that can be
-  // if-converted.
-  if (MBB->pred_size() == 1 && MBB->succ_size() == 1)
-    WorkList.insert(MBB->pred_begin()[0]);
-  WorkList.remove(MBB);
+    // The FBB value is pulled into the critical path.
+    unsigned FDepth = adjCycles(FBBTrace.getPHIDepth(PI.PHI), PI.FCycles);
+    if (FDepth > MaxDepth) {
+      unsigned Extra = FDepth - MaxDepth;
+      DEBUG(dbgs() << "FBB data adds " << Extra << " cycles.\n");
+      if (Extra > CritLimit) {
+        DEBUG(dbgs() << "Exceeds limit of " << CritLimit << '\n');
+        return false;
+      }
+    }
+  }
   return true;
 }
 
+/// Attempt repeated if-conversion on MBB, return true if successful.
+///
+bool EarlyIfConverter::tryConvertIf(MachineBasicBlock *MBB) {
+  bool Changed = false;
+  while (IfConv.canConvertIf(MBB) && shouldConvertIf()) {
+    // If-convert MBB and update analyses.
+    invalidateTraces();
+    SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> RemovedBlocks;
+    IfConv.convertIf(RemovedBlocks);
+    Changed = true;
+    updateDomTree(RemovedBlocks);
+    updateLoops(RemovedBlocks);
+  }
+  return Changed;
+}
 
 bool EarlyIfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   DEBUG(dbgs() << "********** EARLY IF-CONVERSION **********\n"
-               << "********** Function: "
-               << ((Value*)MF.getFunction())->getName() << '\n');
-  TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
-  TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
+               << "********** Function: " << MF.getName() << '\n');
+  // Only run if conversion if the target wants it.
+  const TargetSubtargetInfo &STI = MF.getSubtarget();
+  if (!STI.enableEarlyIfConversion())
+    return false;
+
+  TII = STI.getInstrInfo();
+  TRI = STI.getRegisterInfo();
+  SchedModel = STI.getSchedModel();
   MRI = &MF.getRegInfo();
+  DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
+  Loops = getAnalysisIfAvailable<MachineLoopInfo>();
+  Traces = &getAnalysis<MachineTraceMetrics>();
+  MinInstr = nullptr;
 
   bool Changed = false;
   IfConv.runOnMachineFunction(MF);
 
-  for (MachineFunction::iterator MFI = MF.begin(), MFE = MF.end(); MFI != MFE;
-       ++MFI)
-    if (tryConvertIf(MFI))
+  // Visit blocks in dominator tree post-order. The post-order enables nested
+  // if-conversion in a single pass. The tryConvertIf() function may erase
+  // blocks, but only blocks dominated by the head block. This makes it safe to
+  // update the dominator tree while the post-order iterator is still active.
+  for (auto DomNode : post_order(DomTree))
+    if (tryConvertIf(DomNode->getBlock()))
       Changed = true;
 
-  DEBUG(dbgs() << "Revisiting " << WorkList.size() << " blocks.\n");
-  while (!WorkList.empty())
-    tryConvertIf(WorkList.pop_back_val());
-
-  MF.verify(this, "After early if-conversion");
   return Changed;
 }