Delete a duplicate branch in IfConversion.cpp. NFC.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / IfConversion.cpp
index 9958d7daada889fb4e37821a9ff21dbb58231794..71bd61a15cb763541f41b745aeb02c73c07a2604 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "ifcvt"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "BranchFolding.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/CodeGen/LivePhysRegs.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineBranchProbabilityInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
-#include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
+#include "llvm/CodeGen/TargetSchedule.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+#include <algorithm>
+
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "ifcvt"
+
 // Hidden options for help debugging.
 static cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
 static cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
@@ -123,7 +128,8 @@ namespace {
                  IsAnalyzed(false), IsEnqueued(false), IsBrAnalyzable(false),
                  HasFallThrough(false), IsUnpredicable(false),
                  CannotBeCopied(false), ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
-                 ExtraCost(0), ExtraCost2(0), BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0) {}
+                 ExtraCost(0), ExtraCost2(0), BB(nullptr), TrueBB(nullptr),
+                 FalseBB(nullptr) {}
     };
 
     /// IfcvtToken - Record information about pending if-conversions to attempt:
@@ -150,42 +156,49 @@ namespace {
     /// BBAnalysis - Results of if-conversion feasibility analysis indexed by
     /// basic block number.
     std::vector<BBInfo> BBAnalysis;
+    TargetSchedModel SchedModel;
 
     const TargetLoweringBase *TLI;
     const TargetInstrInfo *TII;
     const TargetRegisterInfo *TRI;
-    const InstrItineraryData *InstrItins;
+    const MachineBlockFrequencyInfo *MBFI;
     const MachineBranchProbabilityInfo *MBPI;
     MachineRegisterInfo *MRI;
 
+    LivePhysRegs Redefs;
+    LivePhysRegs DontKill;
+
     bool PreRegAlloc;
     bool MadeChange;
     int FnNum;
+    std::function<bool(const Function &)> PredicateFtor;
+
   public:
     static char ID;
-    IfConverter() : MachineFunctionPass(ID), FnNum(-1) {
+    IfConverter(std::function<bool(const Function &)> Ftor = nullptr)
+        : MachineFunctionPass(ID), FnNum(-1), PredicateFtor(Ftor) {
       initializeIfConverterPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      AU.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
       AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
     }
 
-    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 
   private:
     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
     bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups,
-                     const BranchProbability &Prediction) const;
+                     BranchProbability Prediction) const;
     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
                        bool FalseBranch, unsigned &Dups,
-                       const BranchProbability &Prediction) const;
+                       BranchProbability Prediction) const;
     bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
                       unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
-    BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
-                         std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
+    void AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *MBB, std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
     bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
     void AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF, std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
@@ -198,17 +211,15 @@ namespace {
     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
                         MachineBasicBlock::iterator E,
                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
-                        SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
-                        SmallSet<unsigned, 4> *LaterRedefs = 0);
+                        SmallSet<unsigned, 4> *LaterRedefs = nullptr);
     void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
                                SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
-                               SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
                                bool IgnoreBr = false);
     void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI, bool AddEdges = true);
 
     bool MeetIfcvtSizeLimit(MachineBasicBlock &BB,
                             unsigned Cycle, unsigned Extra,
-                            const BranchProbability &Prediction) const {
+                            BranchProbability Prediction) const {
       return Cycle > 0 && TII->isProfitableToIfCvt(BB, Cycle, Extra,
                                                    Prediction);
     }
@@ -217,7 +228,7 @@ namespace {
                             unsigned TCycle, unsigned TExtra,
                             MachineBasicBlock &FBB,
                             unsigned FCycle, unsigned FExtra,
-                            const BranchProbability &Prediction) const {
+                            BranchProbability Prediction) const {
       return TCycle > 0 && FCycle > 0 &&
         TII->isProfitableToIfCvt(TBB, TCycle, TExtra, FBB, FCycle, FExtra,
                                  Prediction);
@@ -225,7 +236,7 @@ namespace {
 
     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
-      return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
+      return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == nullptr;
     }
 
     // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
@@ -238,7 +249,7 @@ namespace {
         return true;
       else if (Incr1 == Incr2) {
         // Favors subsumption.
-        if (C1->NeedSubsumption == false && C2->NeedSubsumption == true)
+        if (!C1->NeedSubsumption && C2->NeedSubsumption)
           return true;
         else if (C1->NeedSubsumption == C2->NeedSubsumption) {
           // Favors diamond over triangle, etc.
@@ -262,12 +273,18 @@ INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
 INITIALIZE_PASS_END(IfConverter, "if-converter", "If Converter", false, false)
 
 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
-  TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
-  TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
+  if (PredicateFtor && !PredicateFtor(*MF.getFunction()))
+    return false;
+
+  const TargetSubtargetInfo &ST = MF.getSubtarget();
+  TLI = ST.getTargetLowering();
+  TII = ST.getInstrInfo();
+  TRI = ST.getRegisterInfo();
+  MBFI = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
   MBPI = &getAnalysis<MachineBranchProbabilityInfo>();
   MRI = &MF.getRegInfo();
-  InstrItins = MF.getTarget().getInstrItineraryData();
+  SchedModel.init(ST.getSchedModel(), &ST, TII);
+
   if (!TII) return false;
 
   PreRegAlloc = MRI->isSSA();
@@ -275,9 +292,8 @@ bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   bool BFChange = false;
   if (!PreRegAlloc) {
     // Tail merge tend to expose more if-conversion opportunities.
-    BranchFolder BF(true, false);
-    BFChange = BF.OptimizeFunction(MF, TII,
-                                   MF.getTarget().getRegisterInfo(),
+    BranchFolder BF(true, false, *MBFI, *MBPI);
+    BFChange = BF.OptimizeFunction(MF, TII, ST.getRegisterInfo(),
                                    getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>());
   }
 
@@ -409,9 +425,8 @@ bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   BBAnalysis.clear();
 
   if (MadeChange && IfCvtBranchFold) {
-    BranchFolder BF(false, false);
-    BF.OptimizeFunction(MF, TII,
-                        MF.getTarget().getRegisterInfo(),
+    BranchFolder BF(false, false, *MBFI, *MBPI);
+    BF.OptimizeFunction(MF, TII, MF.getSubtarget().getRegisterInfo(),
                         getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>());
   }
 
@@ -429,7 +444,7 @@ static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
     if (SuccBB != TrueBB)
       return SuccBB;
   }
-  return NULL;
+  return nullptr;
 }
 
 /// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
@@ -448,11 +463,11 @@ bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
 /// getNextBlock - Returns the next block in the function blocks ordering. If
 /// it is the end, returns NULL.
 static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
-  MachineFunction::iterator I = BB;
+  MachineFunction::iterator I = BB->getIterator();
   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
   if (++I == E)
-    return NULL;
-  return I;
+    return nullptr;
+  return &*I;
 }
 
 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
@@ -460,7 +475,7 @@ static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 /// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
 /// in Dups.
 bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups,
-                              const BranchProbability &Prediction) const {
+                              BranchProbability Prediction) const {
   Dups = 0;
   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
     return false;
@@ -487,7 +502,7 @@ bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups,
 /// if performed in 'Dups'.
 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
                                 bool FalseBranch, unsigned &Dups,
-                                const BranchProbability &Prediction) const {
+                                BranchProbability Prediction) const {
   Dups = 0;
   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
     return false;
@@ -516,10 +531,10 @@ bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 
   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
-    MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB;
+    MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB->getIterator();
     if (++I == TrueBBI.BB->getParent()->end())
       return false;
-    TExit = I;
+    TExit = &*I;
   }
   return TExit && TExit == FalseBBI.BB;
 }
@@ -542,7 +557,7 @@ bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
     FT = getNextBlock(FalseBBI.BB);
   if (TT != FT)
     return false;
-  if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
+  if (!TT && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
     return false;
   if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 || FalseBBI.BB->pred_size() > 1)
     return false;
@@ -632,11 +647,11 @@ void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 
   bool AlreadyPredicated = !BBI.Predicate.empty();
   // First analyze the end of BB branches.
-  BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
+  BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = nullptr;
   BBI.BrCond.clear();
   BBI.IsBrAnalyzable =
     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
-  BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == NULL;
+  BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == nullptr;
 
   if (BBI.BrCond.size()) {
     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
@@ -666,32 +681,28 @@ void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
     bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable && I->isConditionalBranch();
 
-    if (!isCondBr) {
-      if (!isPredicated) {
-        BBI.NonPredSize++;
-        unsigned ExtraPredCost = 0;
-        unsigned NumCycles = TII->getInstrLatency(InstrItins, &*I,
-                                                  &ExtraPredCost);
-        if (NumCycles > 1)
-          BBI.ExtraCost += NumCycles-1;
-        BBI.ExtraCost2 += ExtraPredCost;
-      } else if (!AlreadyPredicated) {
-        // FIXME: This instruction is already predicated before the
-        // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
-        // Mark this block unpredicable for now.
-        BBI.IsUnpredicable = true;
-        return;
-      }
+    // A conditional branch is not predicable, but it may be eliminated.
+    if (isCondBr)
+      continue;
+
+    if (!isPredicated) {
+      BBI.NonPredSize++;
+      unsigned ExtraPredCost = TII->getPredicationCost(&*I);
+      unsigned NumCycles = SchedModel.computeInstrLatency(&*I, false);
+      if (NumCycles > 1)
+        BBI.ExtraCost += NumCycles-1;
+      BBI.ExtraCost2 += ExtraPredCost;
+    } else if (!AlreadyPredicated) {
+      // FIXME: This instruction is already predicated before the
+      // if-conversion pass. It's probably something like a conditional move.
+      // Mark this block unpredicable for now.
+      BBI.IsUnpredicable = true;
+      return;
     }
 
     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
       // Predicate modification instruction should end the block (except for
       // already predicated instructions and end of block branches).
-      if (isCondBr) {
-        // A conditional branch is not predicable, but it may be eliminated.
-        continue;
-      }
-
       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
       // unpredicated instructions cannot be correctly predicated.
       BBI.IsUnpredicable = true;
@@ -720,9 +731,15 @@ bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
   if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
     return false;
 
-  // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
-  // predicate.
-  if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
+  // If it is already predicated but we couldn't analyze its terminator, the
+  // latter might fallthrough, but we can't determine where to.
+  // Conservatively avoid if-converting again.
+  if (BBI.Predicate.size() && !BBI.IsBrAnalyzable)
+    return false;
+
+  // If it is already predicated, check if the new predicate subsumes
+  // its predicate.
+  if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(Pred, BBI.Predicate))
     return false;
 
   if (BBI.BrCond.size()) {
@@ -747,165 +764,193 @@ bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 /// if-conversion candidate.
-IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
-                                             std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
-  BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
+void IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *MBB,
+                               std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
+  struct BBState {
+    BBState(MachineBasicBlock *BB) : MBB(BB), SuccsAnalyzed(false) {}
+    MachineBasicBlock *MBB;
+
+    /// This flag is true if MBB's successors have been analyzed.
+    bool SuccsAnalyzed;
+  };
 
-  if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
-    return BBI;
+  // Push MBB to the stack.
+  SmallVector<BBState, 16> BBStack(1, MBB);
 
-  BBI.BB = BB;
-  BBI.IsBeingAnalyzed = true;
+  while (!BBStack.empty()) {
+    BBState &State = BBStack.back();
+    MachineBasicBlock *BB = State.MBB;
+    BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 
-  ScanInstructions(BBI);
+    if (!State.SuccsAnalyzed) {
+      if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed) {
+        BBStack.pop_back();
+        continue;
+      }
 
-  // Unanalyzable or ends with fallthrough or unconditional branch, or if is not
-  // considered for ifcvt anymore.
-  if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.empty() || BBI.IsDone) {
-    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
-    BBI.IsAnalyzed = true;
-    return BBI;
-  }
+      BBI.BB = BB;
+      BBI.IsBeingAnalyzed = true;
 
-  // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
-  if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
-    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
-    BBI.IsAnalyzed = true;
-    return BBI;
-  }
+      ScanInstructions(BBI);
 
-  // Do not ifcvt if true and false fallthrough blocks are the same.
-  if (!BBI.FalseBB) {
-    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
-    BBI.IsAnalyzed = true;
-    return BBI;
-  }
+      // Unanalyzable or ends with fallthrough or unconditional branch, or if is
+      // not considered for ifcvt anymore.
+      if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.empty() || BBI.IsDone) {
+        BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+        BBI.IsAnalyzed = true;
+        BBStack.pop_back();
+        continue;
+      }
 
-  BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
-  BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
+      // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
+      if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
+        BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+        BBI.IsAnalyzed = true;
+        BBStack.pop_back();
+        continue;
+      }
 
-  if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
-    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
-    BBI.IsAnalyzed = true;
-    return BBI;
-  }
+      // Do not ifcvt if true and false fallthrough blocks are the same.
+      if (!BBI.FalseBB) {
+        BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+        BBI.IsAnalyzed = true;
+        BBStack.pop_back();
+        continue;
+      }
 
-  SmallVector<MachineOperand, 4> RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
-  bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
+      // Push the False and True blocks to the stack.
+      State.SuccsAnalyzed = true;
+      BBStack.push_back(BBI.FalseBB);
+      BBStack.push_back(BBI.TrueBB);
+      continue;
+    }
 
-  unsigned Dups = 0;
-  unsigned Dups2 = 0;
-  bool TNeedSub = !TrueBBI.Predicate.empty();
-  bool FNeedSub = !FalseBBI.Predicate.empty();
-  bool Enqueued = false;
+    BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
+    BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 
-  BranchProbability Prediction = MBPI->getEdgeProbability(BB, TrueBBI.BB);
+    if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
+      BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+      BBI.IsAnalyzed = true;
+      BBStack.pop_back();
+      continue;
+    }
 
-  if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
-      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, (TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
-                                       TrueBBI.ExtraCost), TrueBBI.ExtraCost2,
-                         *FalseBBI.BB, (FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
-                                        FalseBBI.ExtraCost),FalseBBI.ExtraCost2,
-                         Prediction) &&
-      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
-      FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
-    // Diamond:
-    //   EBB
-    //   / \_
-    //  |   |
-    // TBB FBB
-    //   \ /
-    //  TailBB
-    // Note TailBB can be empty.
-    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
-                                    Dups2));
-    Enqueued = true;
-  }
+    SmallVector<MachineOperand, 4>
+        RevCond(BBI.BrCond.begin(), BBI.BrCond.end());
+    bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 
-  if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups, Prediction) &&
-      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
-                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
-      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
-    // Triangle:
-    //   EBB
-    //   | \_
-    //   |  |
-    //   | TBB
-    //   |  /
-    //   FBB
-    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
-    Enqueued = true;
-  }
+    unsigned Dups = 0;
+    unsigned Dups2 = 0;
+    bool TNeedSub = !TrueBBI.Predicate.empty();
+    bool FNeedSub = !FalseBBI.Predicate.empty();
+    bool Enqueued = false;
 
-  if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups, Prediction) &&
-      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
-                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
-      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
-    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
-    Enqueued = true;
-  }
+    BranchProbability Prediction = MBPI->getEdgeProbability(BB, TrueBBI.BB);
 
-  if (ValidSimple(TrueBBI, Dups, Prediction) &&
-      MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
-                         TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
-      FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
-    // Simple (split, no rejoin):
-    //   EBB
-    //   | \_
-    //   |  |
-    //   | TBB---> exit
-    //   |
-    //   FBB
-    Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
-    Enqueued = true;
-  }
+    if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, (TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
+                                         TrueBBI.ExtraCost), TrueBBI.ExtraCost2,
+                           *FalseBBI.BB, (FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2) +
+                                        FalseBBI.ExtraCost),FalseBBI.ExtraCost2,
+                         Prediction) &&
+        FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
+        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
+      // Diamond:
+      //   EBB
+      //   / \_
+      //  |   |
+      // TBB FBB
+      //   \ /
+      //  TailBB
+      // Note TailBB can be empty.
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
+                                      Dups2));
+      Enqueued = true;
+    }
 
-  if (CanRevCond) {
-    // Try the other path...
-    if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups,
-                      Prediction.getCompl()) &&
-        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
-                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
-                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
-        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
-      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
+    if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups, Prediction) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                           TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+        FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
+      // Triangle:
+      //   EBB
+      //   | \_
+      //   |  |
+      //   | TBB
+      //   |  /
+      //   FBB
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
       Enqueued = true;
     }
 
-    if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups,
-                      Prediction.getCompl()) &&
-        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
-                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
-                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
-        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
-      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
+    if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups, Prediction) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                           TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+        FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
       Enqueued = true;
     }
 
-    if (ValidSimple(FalseBBI, Dups, Prediction.getCompl()) &&
-        MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
-                           FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
-                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
-        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
-      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
+    if (ValidSimple(TrueBBI, Dups, Prediction) &&
+        MeetIfcvtSizeLimit(*TrueBBI.BB, TrueBBI.NonPredSize + TrueBBI.ExtraCost,
+                           TrueBBI.ExtraCost2, Prediction) &&
+        FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
+      // Simple (split, no rejoin):
+      //   EBB
+      //   | \_
+      //   |  |
+      //   | TBB---> exit
+      //   |
+      //   FBB
+      Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
       Enqueued = true;
     }
-  }
 
-  BBI.IsEnqueued = Enqueued;
-  BBI.IsBeingAnalyzed = false;
-  BBI.IsAnalyzed = true;
-  return BBI;
+    if (CanRevCond) {
+      // Try the other path...
+      if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups,
+                        Prediction.getCompl()) &&
+          MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                             FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                             FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+          FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
+        Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
+        Enqueued = true;
+      }
+
+      if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups,
+                        Prediction.getCompl()) &&
+          MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                             FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                           FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+        FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
+        Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
+        Enqueued = true;
+      }
+
+      if (ValidSimple(FalseBBI, Dups, Prediction.getCompl()) &&
+          MeetIfcvtSizeLimit(*FalseBBI.BB,
+                             FalseBBI.NonPredSize + FalseBBI.ExtraCost,
+                             FalseBBI.ExtraCost2, Prediction.getCompl()) &&
+          FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
+        Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
+        Enqueued = true;
+      }
+    }
+
+    BBI.IsEnqueued = Enqueued;
+    BBI.IsBeingAnalyzed = false;
+    BBI.IsAnalyzed = true;
+    BBStack.pop_back();
+  }
 }
 
 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
 /// candidates.
 void IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
                                 std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
-  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I) {
-    MachineBasicBlock *BB = I;
-    AnalyzeBlock(BB, Tokens);
-  }
+  for (auto &BB : MF)
+    AnalyzeBlock(&BB, Tokens);
 
   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
   std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
@@ -915,14 +960,14 @@ void IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 /// next block).
 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
-  MachineFunction::iterator PI = BB;
-  MachineFunction::iterator I = llvm::next(PI);
-  MachineFunction::iterator TI = ToBB;
+  MachineFunction::iterator PI = BB->getIterator();
+  MachineFunction::iterator I = std::next(PI);
+  MachineFunction::iterator TI = ToBB->getIterator();
   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
   while (I != TI) {
     // Check isSuccessor to avoid case where the next block is empty, but
     // it's not a successor.
-    if (I == E || !I->empty() || !PI->isSuccessor(I))
+    if (I == E || !I->empty() || !PI->isSuccessor(&*I))
       return false;
     PI = I++;
   }
@@ -933,9 +978,8 @@ static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
 /// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
 /// dequeue it!
 void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
-  for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
-         E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
-    BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
+  for (const auto &Predecessor : BB->predecessors()) {
+    BBInfo &PBBI = BBAnalysis[Predecessor->getNumber()];
     if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
       continue;
     PBBI.IsAnalyzed = false;
@@ -949,76 +993,79 @@ static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
                                const TargetInstrInfo *TII) {
   DebugLoc dl;  // FIXME: this is nowhere
   SmallVector<MachineOperand, 0> NoCond;
-  TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond, dl);
+  TII->InsertBranch(*BB, ToBB, nullptr, NoCond, dl);
 }
 
 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 /// successors.
 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
-  MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
+  MachineBasicBlock *TBB = nullptr, *FBB = nullptr;
   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
   if (!TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond))
     BBI.BB->CorrectExtraCFGEdges(TBB, FBB, !Cond.empty());
 }
 
-/// InitPredRedefs / UpdatePredRedefs - Defs by predicated instructions are
-/// modeled as read + write (sort like two-address instructions). These
-/// routines track register liveness and add implicit uses to if-converted
-/// instructions to conform to the model.
-static void InitPredRedefs(MachineBasicBlock *BB, SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
-                           const TargetRegisterInfo *TRI) {
-  for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = BB->livein_begin(),
-         E = BB->livein_end(); I != E; ++I) {
-    unsigned Reg = *I;
-    Redefs.insert(Reg);
-    for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
-      Redefs.insert(*SubRegs);
-  }
-}
-
-static void UpdatePredRedefs(MachineInstr *MI, SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
-                             const TargetRegisterInfo *TRI,
-                             bool AddImpUse = false) {
-  SmallVector<unsigned, 4> Defs;
-  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-    if (!MO.isReg())
-      continue;
-    unsigned Reg = MO.getReg();
-    if (!Reg)
+/// Behaves like LiveRegUnits::StepForward() but also adds implicit uses to all
+/// values defined in MI which are not live/used by MI.
+static void UpdatePredRedefs(MachineInstr *MI, LivePhysRegs &Redefs) {
+  SmallVector<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>, 4> Clobbers;
+  Redefs.stepForward(*MI, Clobbers);
+
+  // Now add the implicit uses for each of the clobbered values.
+  for (auto Reg : Clobbers) {
+    // FIXME: Const cast here is nasty, but better than making StepForward
+    // take a mutable instruction instead of const.
+    MachineOperand &Op = const_cast<MachineOperand&>(*Reg.second);
+    MachineInstr *OpMI = Op.getParent();
+    MachineInstrBuilder MIB(*OpMI->getParent()->getParent(), OpMI);
+    if (Op.isRegMask()) {
+      // First handle regmasks.  They clobber any entries in the mask which
+      // means that we need a def for those registers.
+      MIB.addReg(Reg.first, RegState::Implicit | RegState::Undef);
+
+      // We also need to add an implicit def of this register for the later
+      // use to read from.
+      // For the register allocator to have allocated a register clobbered
+      // by the call which is used later, it must be the case that
+      // the call doesn't return.
+      MIB.addReg(Reg.first, RegState::Implicit | RegState::Define);
       continue;
-    if (MO.isDef())
-      Defs.push_back(Reg);
-    else if (MO.isKill()) {
-      Redefs.erase(Reg);
-      for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
-        Redefs.erase(*SubRegs);
     }
-  }
-  MachineInstrBuilder MIB(*MI->getParent()->getParent(), MI);
-  for (unsigned i = 0, e = Defs.size(); i != e; ++i) {
-    unsigned Reg = Defs[i];
-    if (!Redefs.insert(Reg)) {
-      if (AddImpUse)
-        // Treat predicated update as read + write.
-        MIB.addReg(Reg, RegState::Implicit | RegState::Undef);
-    } else {
-      for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
-        Redefs.insert(*SubRegs);
+    assert(Op.isReg() && "Register operand required");
+    if (Op.isDead()) {
+      // If we found a dead def, but it needs to be live, then remove the dead
+      // flag.
+      if (Redefs.contains(Op.getReg()))
+        Op.setIsDead(false);
     }
+    MIB.addReg(Reg.first, RegState::Implicit | RegState::Undef);
   }
 }
 
-static void UpdatePredRedefs(MachineBasicBlock::iterator I,
-                             MachineBasicBlock::iterator E,
-                             SmallSet<unsigned,4> &Redefs,
-                             const TargetRegisterInfo *TRI) {
-  while (I != E) {
-    UpdatePredRedefs(I, Redefs, TRI);
-    ++I;
+/**
+ * Remove kill flags from operands with a registers in the @p DontKill set.
+ */
+static void RemoveKills(MachineInstr &MI, const LivePhysRegs &DontKill) {
+  for (MIBundleOperands O(&MI); O.isValid(); ++O) {
+    if (!O->isReg() || !O->isKill())
+      continue;
+    if (DontKill.contains(O->getReg()))
+      O->setIsKill(false);
   }
 }
 
+/**
+ * Walks a range of machine instructions and removes kill flags for registers
+ * in the @p DontKill set.
+ */
+static void RemoveKills(MachineBasicBlock::iterator I,
+                        MachineBasicBlock::iterator E,
+                        const LivePhysRegs &DontKill,
+                        const MCRegisterInfo &MCRI) {
+  for ( ; I != E; ++I)
+    RemoveKills(*I, DontKill);
+}
+
 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 ///
 bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
@@ -1039,23 +1086,37 @@ bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
     return false;
   }
 
+  if (CvtBBI->BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if BB's address is taken.
+    return false;
+
   if (Kind == ICSimpleFalse)
     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
       llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
 
   // Initialize liveins to the first BB. These are potentiall redefined by
   // predicated instructions.
-  SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
-  InitPredRedefs(CvtBBI->BB, Redefs, TRI);
-  InitPredRedefs(NextBBI->BB, Redefs, TRI);
+  Redefs.init(TRI);
+  Redefs.addLiveIns(CvtBBI->BB);
+  Redefs.addLiveIns(NextBBI->BB);
+
+  // Compute a set of registers which must not be killed by instructions in
+  // BB1: This is everything live-in to BB2.
+  DontKill.init(TRI);
+  DontKill.addLiveIns(NextBBI->BB);
 
   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
     // the entry block.
-    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs);
+    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond);
+
+    // RemoveExtraEdges won't work if the block has an unanalyzable branch, so
+    // explicitly remove CvtBBI as a successor.
+    BBI.BB->removeSuccessor(CvtBBI->BB);
   } else {
-    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
+    RemoveKills(CvtBBI->BB->begin(), CvtBBI->BB->end(), DontKill, *TRI);
+    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 
     // Merge converted block into entry block.
     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
@@ -1112,6 +1173,10 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
     return false;
   }
 
+  if (CvtBBI->BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if BB's address is taken.
+    return false;
+
   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
     if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
       llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
@@ -1136,20 +1201,36 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 
   // Initialize liveins to the first BB. These are potentially redefined by
   // predicated instructions.
-  SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
-  InitPredRedefs(CvtBBI->BB, Redefs, TRI);
-  InitPredRedefs(NextBBI->BB, Redefs, TRI);
+  Redefs.init(TRI);
+  Redefs.addLiveIns(CvtBBI->BB);
+  Redefs.addLiveIns(NextBBI->BB);
+
+  DontKill.clear();
+
+  bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != nullptr;
+  BranchProbability CvtNext, CvtFalse, BBNext, BBCvt;
+
+  if (HasEarlyExit) {
+    // Get probabilities before modifying CvtBBI->BB and BBI.BB.
+    CvtNext = MBPI->getEdgeProbability(CvtBBI->BB, NextBBI->BB);
+    CvtFalse = MBPI->getEdgeProbability(CvtBBI->BB, CvtBBI->FalseBB);
+    BBNext = MBPI->getEdgeProbability(BBI.BB, NextBBI->BB);
+    BBCvt = MBPI->getEdgeProbability(BBI.BB, CvtBBI->BB);
+  }
 
-  bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
     // Copy instructions in the true block, predicate them, and add them to
     // the entry block.
-    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, Redefs, true);
+    CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, true);
+
+    // RemoveExtraEdges won't work if the block has an unanalyzable branch, so
+    // explicitly remove CvtBBI as a successor.
+    BBI.BB->removeSuccessor(CvtBBI->BB);
   } else {
     // Predicate the 'true' block after removing its branch.
     CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
-    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond, Redefs);
+    PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 
     // Now merge the entry of the triangle with the true block.
     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
@@ -1162,8 +1243,23 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
                                            CvtBBI->BrCond.end());
     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
       llvm_unreachable("Unable to reverse branch condition!");
-    TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond, dl);
-    BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
+
+    // Update the edge probability for both CvtBBI->FalseBB and NextBBI.
+    // NewNext = New_Prob(BBI.BB, NextBBI->BB) =
+    //   Prob(BBI.BB, NextBBI->BB) +
+    //   Prob(BBI.BB, CvtBBI->BB) * Prob(CvtBBI->BB, NextBBI->BB)
+    // NewFalse = New_Prob(BBI.BB, CvtBBI->FalseBB) =
+    //   Prob(BBI.BB, CvtBBI->BB) * Prob(CvtBBI->BB, CvtBBI->FalseBB)
+    auto NewTrueBB = getNextBlock(BBI.BB);
+    auto NewNext = BBNext + BBCvt * CvtNext;
+    auto NewTrueBBIter =
+        std::find(BBI.BB->succ_begin(), BBI.BB->succ_end(), NewTrueBB);
+    if (NewTrueBBIter != BBI.BB->succ_end())
+      BBI.BB->setSuccProbability(NewTrueBBIter, NewNext);
+
+    auto NewFalse = BBCvt * CvtFalse;
+    TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, nullptr, RevCond, dl);
+    BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB, NewFalse);
   }
 
   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
@@ -1176,7 +1272,8 @@ bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
     // ifcvt the blocks.
     if (!HasEarlyExit &&
-        NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough) {
+        NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough &&
+        !NextBBI->BB->hasAddressTaken()) {
       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
       FalseBBDead = true;
     } else {
@@ -1226,6 +1323,10 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
     return false;
   }
 
+  if (TrueBBI.BB->hasAddressTaken() || FalseBBI.BB->hasAddressTaken())
+    // Conservatively abort if-conversion if either BB has its address taken.
+    return false;
+
   // Put the predicated instructions from the 'true' block before the
   // instructions from the 'false' block, unless the true block would clobber
   // the predicate, in which case, do the opposite.
@@ -1255,19 +1356,13 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 
   // Initialize liveins to the first BB. These are potentially redefined by
   // predicated instructions.
-  SmallSet<unsigned, 4> Redefs;
-  InitPredRedefs(BBI1->BB, Redefs, TRI);
+  Redefs.init(TRI);
+  Redefs.addLiveIns(BBI1->BB);
 
   // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
-  MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
-  MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
-  MachineBasicBlock::iterator DIE1 = BBI1->BB->end();
-  MachineBasicBlock::iterator DIE2 = BBI2->BB->end();
   // Skip dbg_value instructions
-  while (DI1 != DIE1 && DI1->isDebugValue())
-    ++DI1;
-  while (DI2 != DIE2 && DI2->isDebugValue())
-    ++DI2;
+  MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->getFirstNonDebugInstr();
+  MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->getFirstNonDebugInstr();
   BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
   BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
 
@@ -1283,7 +1378,20 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
       --NumDups1;
   }
 
-  UpdatePredRedefs(BBI1->BB->begin(), DI1, Redefs, TRI);
+  // Compute a set of registers which must not be killed by instructions in BB1:
+  // This is everything used+live in BB2 after the duplicated instructions. We
+  // can compute this set by simulating liveness backwards from the end of BB2.
+  DontKill.init(TRI);
+  for (MachineBasicBlock::reverse_iterator I = BBI2->BB->rbegin(),
+       E = MachineBasicBlock::reverse_iterator(DI2); I != E; ++I) {
+    DontKill.stepBackward(*I);
+  }
+
+  for (MachineBasicBlock::const_iterator I = BBI1->BB->begin(), E = DI1; I != E;
+       ++I) {
+    SmallVector<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>, 4> IgnoredClobbers;
+    Redefs.stepForward(*I, IgnoredClobbers);
+  }
   BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
   BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
 
@@ -1301,6 +1409,10 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
   }
   BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
 
+  // Kill flags in the true block for registers living into the false block
+  // must be removed.
+  RemoveKills(BBI1->BB->begin(), BBI1->BB->end(), DontKill, *TRI);
+
   // Remove 'false' block branch and find the last instruction to predicate.
   BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
   DI2 = BBI2->BB->end();
@@ -1341,8 +1453,8 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
         } else if (!RedefsByFalse.count(Reg)) {
           // These are defined before ctrl flow reach the 'false' instructions.
           // They cannot be modified by the 'true' instructions.
-          ExtUses.insert(Reg);
-          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+               SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
             ExtUses.insert(*SubRegs);
         }
       }
@@ -1350,8 +1462,8 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
       for (unsigned i = 0, e = Defs.size(); i != e; ++i) {
         unsigned Reg = Defs[i];
         if (!ExtUses.count(Reg)) {
-          RedefsByFalse.insert(Reg);
-          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+          for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+               SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
             RedefsByFalse.insert(*SubRegs);
         }
       }
@@ -1359,14 +1471,14 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
   }
 
   // Predicate the 'true' block.
-  PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1, Redefs, &RedefsByFalse);
+  PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1, &RedefsByFalse);
 
   // Predicate the 'false' block.
-  PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2, Redefs);
+  PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2);
 
   // Merge the true block into the entry of the diamond.
-  MergeBlocks(BBI, *BBI1, TailBB == 0);
-  MergeBlocks(BBI, *BBI2, TailBB == 0);
+  MergeBlocks(BBI, *BBI1, TailBB == nullptr);
+  MergeBlocks(BBI, *BBI2, TailBB == nullptr);
 
   // If the if-converted block falls through or unconditionally branches into
   // the tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
@@ -1374,7 +1486,8 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
   // tail, add a unconditional branch to it.
   if (TailBB) {
     BBInfo &TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
-    bool CanMergeTail = !TailBBI.HasFallThrough;
+    bool CanMergeTail = !TailBBI.HasFallThrough &&
+      !TailBBI.BB->hasAddressTaken();
     // There may still be a fall-through edge from BBI1 or BBI2 to TailBB;
     // check if there are any other predecessors besides those.
     unsigned NumPreds = TailBB->pred_size();
@@ -1389,7 +1502,7 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
       MergeBlocks(BBI, TailBBI);
       TailBBI.IsDone = true;
     } else {
-      BBI.BB->addSuccessor(TailBB);
+      BBI.BB->addSuccessor(TailBB, BranchProbability::getOne());
       InsertUncondBranch(BBI.BB, TailBB, TII);
       BBI.HasFallThrough = false;
     }
@@ -1411,10 +1524,9 @@ bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 }
 
 static bool MaySpeculate(const MachineInstr *MI,
-                         SmallSet<unsigned, 4> &LaterRedefs,
-                         const TargetInstrInfo *TII) {
+                         SmallSet<unsigned, 4> &LaterRedefs) {
   bool SawStore = true;
-  if (!MI->isSafeToMove(TII, 0, SawStore))
+  if (!MI->isSafeToMove(nullptr, SawStore))
     return false;
 
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
@@ -1436,17 +1548,16 @@ static bool MaySpeculate(const MachineInstr *MI,
 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
                                  MachineBasicBlock::iterator E,
                                  SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
-                                 SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
                                  SmallSet<unsigned, 4> *LaterRedefs) {
   bool AnyUnpred = false;
-  bool MaySpec = LaterRedefs != 0;
+  bool MaySpec = LaterRedefs != nullptr;
   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
     if (I->isDebugValue() || TII->isPredicated(I))
       continue;
     // It may be possible not to predicate an instruction if it's the 'true'
     // side of a diamond and the 'false' side may re-define the instruction's
     // defs.
-    if (MaySpec && MaySpeculate(I, *LaterRedefs, TII)) {
+    if (MaySpec && MaySpeculate(I, *LaterRedefs)) {
       AnyUnpred = true;
       continue;
     }
@@ -1457,15 +1568,15 @@ void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 #ifndef NDEBUG
       dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
 #endif
-      llvm_unreachable(0);
+      llvm_unreachable(nullptr);
     }
 
     // If the predicated instruction now redefines a register as the result of
     // if-conversion, add an implicit kill.
-    UpdatePredRedefs(I, Redefs, TRI, true);
+    UpdatePredRedefs(I, Redefs);
   }
 
-  std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
+  BBI.Predicate.append(Cond.begin(), Cond.end());
 
   BBI.IsAnalyzed = false;
   BBI.NonPredSize = 0;
@@ -1479,7 +1590,6 @@ void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 /// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
 void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
                                         SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
-                                        SmallSet<unsigned, 4> &Redefs,
                                         bool IgnoreBr) {
   MachineFunction &MF = *ToBBI.BB->getParent();
 
@@ -1492,8 +1602,8 @@ void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
     MachineInstr *MI = MF.CloneMachineInstr(I);
     ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
     ToBBI.NonPredSize++;
-    unsigned ExtraPredCost = 0;
-    unsigned NumCycles = TII->getInstrLatency(InstrItins, &*I, &ExtraPredCost);
+    unsigned ExtraPredCost = TII->getPredicationCost(&*I);
+    unsigned NumCycles = SchedModel.computeInstrLatency(&*I, false);
     if (NumCycles > 1)
       ToBBI.ExtraCost += NumCycles-1;
     ToBBI.ExtraCost2 += ExtraPredCost;
@@ -1503,20 +1613,24 @@ void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 #ifndef NDEBUG
         dbgs() << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
 #endif
-        llvm_unreachable(0);
+        llvm_unreachable(nullptr);
       }
     }
 
     // If the predicated instruction now redefines a register as the result of
     // if-conversion, add an implicit kill.
-    UpdatePredRedefs(MI, Redefs, TRI, true);
+    UpdatePredRedefs(MI, Redefs);
+
+    // Some kill flags may not be correct anymore.
+    if (!DontKill.empty())
+      RemoveKills(*MI, DontKill);
   }
 
   if (!IgnoreBr) {
     std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
                                            FromBBI.BB->succ_end());
     MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
-    MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
+    MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : nullptr;
 
     for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
       MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
@@ -1527,9 +1641,8 @@ void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
     }
   }
 
-  std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
-            std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
-  std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
+  ToBBI.Predicate.append(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end());
+  ToBBI.Predicate.append(Cond.begin(), Cond.end());
 
   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
   ToBBI.IsAnalyzed = false;
@@ -1543,30 +1656,91 @@ void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 /// i.e., when FromBBI's branch is being moved, add those successor edges to
 /// ToBBI.
 void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI, bool AddEdges) {
+  assert(!FromBBI.BB->hasAddressTaken() &&
+         "Removing a BB whose address is taken!");
+
   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
 
-  std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
-                                         FromBBI.BB->succ_end());
+  SmallVector<MachineBasicBlock *, 4> FromSuccs(FromBBI.BB->succ_begin(),
+                                                FromBBI.BB->succ_end());
   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
-  MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
+  MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : nullptr;
+  // The edge probability from ToBBI.BB to FromBBI.BB, which is only needed when
+  // AddEdges is true and FromBBI.BB is a successor of ToBBI.BB.
+  auto To2FromProb = BranchProbability::getZero();
+  if (AddEdges && ToBBI.BB->isSuccessor(FromBBI.BB)) {
+    To2FromProb = MBPI->getEdgeProbability(ToBBI.BB, FromBBI.BB);
+    // Set the edge probability from ToBBI.BB to FromBBI.BB to zero to avoid the
+    // edge probability being merged to other edges when this edge is removed
+    // later.
+    ToBBI.BB->setSuccProbability(
+        std::find(ToBBI.BB->succ_begin(), ToBBI.BB->succ_end(), FromBBI.BB),
+        BranchProbability::getZero());
+  }
 
-  for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
-    MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
+  for (unsigned i = 0, e = FromSuccs.size(); i != e; ++i) {
+    MachineBasicBlock *Succ = FromSuccs[i];
     // Fallthrough edge can't be transferred.
     if (Succ == FallThrough)
       continue;
+
+    auto NewProb = BranchProbability::getZero();
+    if (AddEdges) {
+      // Calculate the edge probability for the edge from ToBBI.BB to Succ,
+      // which is a portion of the edge probability from FromBBI.BB to Succ. The
+      // portion ratio is the edge probability from ToBBI.BB to FromBBI.BB (if
+      // FromBBI is a successor of ToBBI.BB. See comment below for excepion).
+      NewProb = MBPI->getEdgeProbability(FromBBI.BB, Succ);
+
+      // To2FromProb is 0 when FromBBI.BB is not a successor of ToBBI.BB. This
+      // only happens when if-converting a diamond CFG and FromBBI.BB is the
+      // tail BB.  In this case FromBBI.BB post-dominates ToBBI.BB and hence we
+      // could just use the probabilities on FromBBI.BB's out-edges when adding
+      // new successors.
+      if (!To2FromProb.isZero())
+        NewProb *= To2FromProb;
+    }
+
     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
-    if (AddEdges && !ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
-      ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
+
+    if (AddEdges) {
+      // If the edge from ToBBI.BB to Succ already exists, update the
+      // probability of this edge by adding NewWeight to it. An example is shown
+      // below, in which A is ToBBI.BB and B is FromBBI.BB. In this case we
+      // don't have to set C as A's successor as it already is. We only need to
+      // update the edge probability on A->C. Note that B will not be
+      // immediately removed from A's successors. It is possible that B->D is
+      // not removed either if D is a fallthrough of B. Later the edge A->D
+      // (generated here) and B->D will be combined into one edge. To maintain
+      // correct edge probability of this combined edge, we need to set the edge
+      // probability of A->B to zero, which is already done above. The edge
+      // probability on A->D is calculated by scaling the original probability
+      // on A->B by the probability of B->D.
+      //
+      // Before ifcvt:      After ifcvt (assume B->D is kept):
+      //
+      //       A                A
+      //      /|               /|\
+      //     / B              / B|
+      //    | /|             |  ||
+      //    |/ |             |  |/
+      //    C  D             C  D
+      //
+      if (ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
+        ToBBI.BB->setSuccProbability(
+            std::find(ToBBI.BB->succ_begin(), ToBBI.BB->succ_end(), Succ),
+            MBPI->getEdgeProbability(ToBBI.BB, Succ) + NewProb);
+      else
+        ToBBI.BB->addSuccessor(Succ, NewProb);
+    }
   }
 
   // Now FromBBI always falls through to the next block!
   if (NBB && !FromBBI.BB->isSuccessor(NBB))
     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
 
-  std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
-            std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
+  ToBBI.Predicate.append(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end());
   FromBBI.Predicate.clear();
 
   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
@@ -1581,3 +1755,8 @@ void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI, bool AddEdges) {
   ToBBI.IsAnalyzed = false;
   FromBBI.IsAnalyzed = false;
 }
+
+FunctionPass *
+llvm::createIfConverter(std::function<bool(const Function &)> Ftor) {
+  return new IfConverter(Ftor);
+}