Revert "blockfreq: Approximate irreducible control flow"
authorDuncan P. N. Exon Smith <dexonsmith@apple.com>
Fri, 25 Apr 2014 23:16:58 +0000 (23:16 +0000)
committerDuncan P. N. Exon Smith <dexonsmith@apple.com>
Fri, 25 Apr 2014 23:16:58 +0000 (23:16 +0000)
This reverts commit r207286.  It causes an ICE on the
cmake-llvm-x86_64-linux buildbot [1]:

    llvm/lib/Analysis/BlockFrequencyInfo.cpp: In lambda function:
    llvm/lib/Analysis/BlockFrequencyInfo.cpp:182:1: internal compiler error: in get_expr_operands, at tree-ssa-operands.c:1035

[1]: http://bb.pgr.jp/builders/cmake-llvm-x86_64-linux/builds/12093/steps/build_llvm/logs/stdio

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@207287 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

include/llvm/Analysis/BlockFrequencyInfoImpl.h
lib/Analysis/BlockFrequencyInfoImpl.cpp
test/Analysis/BlockFrequencyInfo/irreducible.ll

index 5e9920660c86ba1407954735d6aae1845edbb246..e5e9b47952346167e6ffdb4e6c968cef2696b846 100644 (file)
@@ -8,7 +8,6 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // Shared implementation of BlockFrequency for IR and Machine Instructions.
-// See the documentation below for BlockFrequencyInfoImpl for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -17,7 +16,6 @@
 
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
-#include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
 #include "llvm/Support/BlockFrequency.h"
@@ -898,10 +896,6 @@ class MachineFunction;
 class MachineLoop;
 class MachineLoopInfo;
 
-namespace bfi_detail {
-struct IrreducibleGraph;
-}
-
 /// \brief Base class for BlockFrequencyInfoImpl
 ///
 /// BlockFrequencyInfoImplBase has supporting data structures and some
@@ -954,7 +948,6 @@ public:
     typedef SmallVector<BlockNode, 4> NodeList;
     LoopData *Parent;       ///< The parent loop.
     bool IsPackaged;        ///< Whether this has been packaged.
-    uint32_t NumHeaders;    ///< Number of headers.
     ExitMap Exits;          ///< Successor edges (and weights).
     NodeList Nodes;         ///< Header and the members of the loop.
     BlockMass BackedgeMass; ///< Mass returned to loop header.
@@ -962,26 +955,11 @@ public:
     Float Scale;
 
     LoopData(LoopData *Parent, const BlockNode &Header)
-        : Parent(Parent), IsPackaged(false), NumHeaders(1), Nodes(1, Header) {}
-    template <class It1, class It2>
-    LoopData(LoopData *Parent, It1 FirstHeader, It1 LastHeader, It2 FirstOther,
-             It2 LastOther)
-        : Parent(Parent), IsPackaged(false), Nodes(FirstHeader, LastHeader) {
-      NumHeaders = Nodes.size();
-      Nodes.insert(Nodes.end(), FirstOther, LastOther);
-    }
-    bool isHeader(const BlockNode &Node) const {
-      if (isIrreducible())
-        return std::binary_search(Nodes.begin(), Nodes.begin() + NumHeaders,
-                                  Node);
-      return Node == Nodes[0];
-    }
+        : Parent(Parent), IsPackaged(false), Nodes(1, Header) {}
+    bool isHeader(const BlockNode &Node) const { return Node == Nodes[0]; }
     BlockNode getHeader() const { return Nodes[0]; }
-    bool isIrreducible() const { return NumHeaders > 1; }
 
-    NodeList::const_iterator members_begin() const {
-      return Nodes.begin() + NumHeaders;
-    }
+    NodeList::const_iterator members_begin() const { return Nodes.begin() + 1; }
     NodeList::const_iterator members_end() const { return Nodes.end(); }
     iterator_range<NodeList::const_iterator> members() const {
       return make_range(members_begin(), members_end());
@@ -997,17 +975,9 @@ public:
     WorkingData(const BlockNode &Node) : Node(Node), Loop(nullptr) {}
 
     bool isLoopHeader() const { return Loop && Loop->isHeader(Node); }
-    bool isDoubleLoopHeader() const {
-      return isLoopHeader() && Loop->Parent && Loop->Parent->isIrreducible() &&
-             Loop->Parent->isHeader(Node);
-    }
 
     LoopData *getContainingLoop() const {
-      if (!isLoopHeader())
-        return Loop;
-      if (!isDoubleLoopHeader())
-        return Loop->Parent;
-      return Loop->Parent->Parent;
+      return isLoopHeader() ? Loop->Parent : Loop;
     }
 
     /// \brief Resolve a node to its representative.
@@ -1041,22 +1011,12 @@ public:
     /// Get appropriate mass for Node.  If Node is a loop-header (whose loop
     /// has been packaged), returns the mass of its pseudo-node.  If it's a
     /// node inside a packaged loop, it returns the loop's mass.
-    BlockMass &getMass() {
-      if (!isAPackage())
-        return Mass;
-      if (!isADoublePackage())
-        return Loop->Mass;
-      return Loop->Parent->Mass;
-    }
+    BlockMass &getMass() { return isAPackage() ? Loop->Mass : Mass; }
 
     /// \brief Has ContainingLoop been packaged up?
     bool isPackaged() const { return getResolvedNode() != Node; }
     /// \brief Has Loop been packaged up?
     bool isAPackage() const { return isLoopHeader() && Loop->IsPackaged; }
-    /// \brief Has Loop been packaged up twice?
-    bool isADoublePackage() const {
-      return isDoubleLoopHeader() && Loop->Parent->IsPackaged;
-    }
   };
 
   /// \brief Unscaled probability weight.
@@ -1133,9 +1093,7 @@ public:
   ///
   /// Adds all edges from LocalLoopHead to Dist.  Calls addToDist() to add each
   /// successor edge.
-  ///
-  /// \return \c true unless there's an irreducible backedge.
-  bool addLoopSuccessorsToDist(const LoopData *OuterLoop, LoopData &Loop,
+  void addLoopSuccessorsToDist(const LoopData *OuterLoop, LoopData &Loop,
                                Distribution &Dist);
 
   /// \brief Add an edge to the distribution.
@@ -1143,9 +1101,7 @@ public:
   /// Adds an edge to Succ to Dist.  If \c LoopHead.isValid(), then whether the
   /// edge is local/exit/backedge is in the context of LoopHead.  Otherwise,
   /// every edge should be a local edge (since all the loops are packaged up).
-  ///
-  /// \return \c true unless aborted due to an irreducible backedge.
-  bool addToDist(Distribution &Dist, const LoopData *OuterLoop,
+  void addToDist(Distribution &Dist, const LoopData *OuterLoop,
                  const BlockNode &Pred, const BlockNode &Succ, uint64_t Weight);
 
   LoopData &getLoopPackage(const BlockNode &Head) {
@@ -1154,25 +1110,6 @@ public:
     return *Working[Head.Index].Loop;
   }
 
-  /// \brief Analyze irreducible SCCs.
-  ///
-  /// Separate irreducible SCCs from \c G, which is an explict graph of \c
-  /// OuterLoop (or the top-level function, if \c OuterLoop is \c nullptr).
-  /// Insert them into \a Loops before \c Insert.
-  ///
-  /// \return the \c LoopData nodes representing the irreducible SCCs.
-  iterator_range<std::list<LoopData>::iterator>
-  analyzeIrreducible(const bfi_detail::IrreducibleGraph &G, LoopData *OuterLoop,
-                     std::list<LoopData>::iterator Insert);
-
-  /// \brief Update a loop after packaging irreducible SCCs inside of it.
-  ///
-  /// Update \c OuterLoop.  Before finding irreducible control flow, it was
-  /// partway through \a computeMassInLoop(), so \a LoopData::Exits and \a
-  /// LoopData::BackedgeMass need to be reset.  Also, nodes that were packaged
-  /// up need to be removed from \a OuterLoop::Nodes.
-  void updateLoopWithIrreducible(LoopData &OuterLoop);
-
   /// \brief Distribute mass according to a distribution.
   ///
   /// Distributes the mass in Source according to Dist.  If LoopHead.isValid(),
@@ -1201,7 +1138,6 @@ public:
   void clear();
 
   virtual std::string getBlockName(const BlockNode &Node) const;
-  std::string getLoopName(const LoopData &Loop) const;
 
   virtual raw_ostream &print(raw_ostream &OS) const { return OS; }
   void dump() const { print(dbgs()); }
@@ -1261,106 +1197,6 @@ template <> inline std::string getBlockName(const BasicBlock *BB) {
   assert(BB && "Unexpected nullptr");
   return BB->getName().str();
 }
-
-/// \brief Graph of irreducible control flow.
-///
-/// This graph is used for determining the SCCs in a loop (or top-level
-/// function) that has irreducible control flow.
-///
-/// During the block frequency algorithm, the local graphs are defined in a
-/// light-weight way, deferring to the \a BasicBlock or \a MachineBasicBlock
-/// graphs for most edges, but getting others from \a LoopData::ExitMap.  The
-/// latter only has successor information.
-///
-/// \a IrreducibleGraph makes this graph explicit.  It's in a form that can use
-/// \a GraphTraits (so that \a analyzeIrreducible() can use \a scc_iterator),
-/// and it explicitly lists predecessors and successors.  The initialization
-/// that relies on \c MachineBasicBlock is defined in the header.
-struct IrreducibleGraph {
-  typedef BlockFrequencyInfoImplBase BFIBase;
-
-  BFIBase &BFI;
-
-  typedef BFIBase::BlockNode BlockNode;
-  struct IrrNode {
-    BlockNode Node;
-    unsigned NumIn;
-    std::deque<const IrrNode *> Edges;
-    IrrNode(const BlockNode &Node) : Node(Node), NumIn(0) {}
-
-    typedef typename std::deque<const IrrNode *>::const_iterator iterator;
-    iterator pred_begin() const { return Edges.begin(); }
-    iterator succ_begin() const { return Edges.begin() + NumIn; }
-    iterator pred_end() const { return succ_begin(); }
-    iterator succ_end() const { return Edges.end(); }
-  };
-  BlockNode Start;
-  const IrrNode *StartIrr;
-  std::vector<IrrNode> Nodes;
-  SmallDenseMap<uint32_t, IrrNode *, 4> Lookup;
-
-  /// \brief Construct an explicit graph containing irreducible control flow.
-  ///
-  /// Construct an explicit graph of the control flow in \c OuterLoop (or the
-  /// top-level function, if \c OuterLoop is \c nullptr).  Uses \c
-  /// addBlockEdges to add block successors that have not been packaged into
-  /// loops.
-  ///
-  /// \a BlockFrequencyInfoImpl::computeIrreducibleMass() is the only expected
-  /// user of this.
-  template <class BlockEdgesAdder>
-  IrreducibleGraph(BFIBase &BFI, const BFIBase::LoopData *OuterLoop,
-                   BlockEdgesAdder addBlockEdges)
-      : BFI(BFI), StartIrr(nullptr) {
-    initialize(OuterLoop, addBlockEdges);
-  }
-
-  template <class BlockEdgesAdder>
-  void initialize(const BFIBase::LoopData *OuterLoop,
-                  BlockEdgesAdder addBlockEdges);
-  void addNodesInLoop(const BFIBase::LoopData &OuterLoop);
-  void addNodesInFunction();
-  void addNode(const BlockNode &Node) {
-    Nodes.emplace_back(Node);
-    BFI.Working[Node.Index].getMass() = BlockMass::getEmpty();
-  }
-  void indexNodes();
-  template <class BlockEdgesAdder>
-  void addEdges(const BlockNode &Node, const BFIBase::LoopData *OuterLoop,
-                BlockEdgesAdder addBlockEdges);
-  void addEdge(IrrNode &Irr, const BlockNode &Succ,
-               const BFIBase::LoopData *OuterLoop);
-};
-template <class BlockEdgesAdder>
-void IrreducibleGraph::initialize(const BFIBase::LoopData *OuterLoop,
-                                  BlockEdgesAdder addBlockEdges) {
-  if (OuterLoop) {
-    addNodesInLoop(*OuterLoop);
-    for (auto N : OuterLoop->Nodes)
-      addEdges(N, OuterLoop, addBlockEdges);
-  } else {
-    addNodesInFunction();
-    for (uint32_t Index = 0; Index < BFI.Working.size(); ++Index)
-      addEdges(Index, OuterLoop, addBlockEdges);
-  }
-  StartIrr = Lookup[Start.Index];
-}
-template <class BlockEdgesAdder>
-void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
-                                const BFIBase::LoopData *OuterLoop,
-                                BlockEdgesAdder addBlockEdges) {
-  auto L = Lookup.find(Node.Index);
-  if (L == Lookup.end())
-    return;
-  IrrNode &Irr = *L->second;
-  const auto &Working = BFI.Working[Node.Index];
-
-  if (Working.isAPackage())
-    for (const auto &I : Working.Loop->Exits)
-      addEdge(Irr, I.first, OuterLoop);
-  else
-    addBlockEdges(*this, Irr, OuterLoop);
-}
 }
 
 /// \brief Shared implementation for block frequency analysis.
@@ -1369,22 +1205,6 @@ void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
 /// MachineBlockFrequencyInfo, and calculates the relative frequencies of
 /// blocks.
 ///
-/// LoopInfo defines a loop as a "non-trivial" SCC dominated by a single block,
-/// which is called the header.  A given loop, L, can have sub-loops, which are
-/// loops within the subgraph of L that exclude its header.  (A "trivial" SCC
-/// consists of a single block that does not have a self-edge.)
-///
-/// In addition to loops, this algorithm has limited support for irreducible
-/// SCCs, which are SCCs with multiple entry blocks.  Irreducible SCCs are
-/// discovered on they fly, and modelled as loops with multiple headers.
-///
-/// The headers of irreducible sub-SCCs consist of its entry blocks and all
-/// nodes that are targets of a backedge within it (excluding backedges within
-/// true sub-loops).  Block frequency calculations act as if a block is
-/// inserted that intercepts all the edges to the headers.  All backedges and
-/// entries point to this block.  Its successors are the headers, which split
-/// the frequency evenly.
-///
 /// This algorithm leverages BlockMass and UnsignedFloat to maintain precision,
 /// separates mass distribution from loop scaling, and dithers to eliminate
 /// probability mass loss.
@@ -1408,7 +1228,7 @@ void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
 ///     All other stages make use of this ordering.  Save a lookup from BlockT
 ///     to BlockNode (the index into RPOT) in Nodes.
 ///
-///  1. Loop initialization (\a initializeLoops()).
+///  1. Loop indexing (\a initializeLoops()).
 ///
 ///     Translate LoopInfo/MachineLoopInfo into a form suitable for the rest of
 ///     the algorithm.  In particular, store the immediate members of each loop
@@ -1419,9 +1239,11 @@ void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
 ///     For each loop (bottom-up), distribute mass through the DAG resulting
 ///     from ignoring backedges and treating sub-loops as a single pseudo-node.
 ///     Track the backedge mass distributed to the loop header, and use it to
-///     calculate the loop scale (number of loop iterations).  Immediate
-///     members that represent sub-loops will already have been visited and
-///     packaged into a pseudo-node.
+///     calculate the loop scale (number of loop iterations).
+///
+///     Visiting loops bottom-up is a post-order traversal of loop headers.
+///     For each loop, immediate members that represent sub-loops will already
+///     have been visited and packaged into a pseudo-node.
 ///
 ///     Distributing mass in a loop is a reverse-post-order traversal through
 ///     the loop.  Start by assigning full mass to the Loop header.  For each
@@ -1438,11 +1260,6 @@ void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
 ///           The weight, the successor, and its category are stored in \a
 ///           Distribution.  There can be multiple edges to each successor.
 ///
-///         - If there's a backedge to a non-header, there's an irreducible SCC.
-///           The usual flow is temporarily aborted.  \a
-///           computeIrreducibleMass() finds the irreducible SCCs within the
-///           loop, packages them up, and restarts the flow.
-///
 ///         - Normalize the distribution:  scale weights down so that their sum
 ///           is 32-bits, and coalesce multiple edges to the same node.
 ///
@@ -1457,62 +1274,39 @@ void IrreducibleGraph::addEdges(const BlockNode &Node,
 ///     loops in the function.  This uses the same algorithm as distributing
 ///     mass in a loop, except that there are no exit or backedge edges.
 ///
-///  4. Unpackage loops (\a unwrapLoops()).
-///
-///     Initialize each block's frequency to a floating point representation of
-///     its mass.
+///  4. Loop unpackaging and cleanup (\a finalizeMetrics()).
 ///
-///     Visit loops top-down, scaling the frequencies of its immediate members
-///     by the loop's pseudo-node's frequency.
+///     Initialize the frequency to a floating point representation of its
+///     mass.
 ///
-///  5. Convert frequencies to a 64-bit range (\a finalizeMetrics()).
+///     Visit loops top-down (reverse post-order), scaling the loop header's
+///     frequency by its psuedo-node's mass and loop scale.  Keep track of the
+///     minimum and maximum final frequencies.
 ///
 ///     Using the min and max frequencies as a guide, translate floating point
 ///     frequencies to an appropriate range in uint64_t.
 ///
 /// It has some known flaws.
 ///
-///   - Loop scale is limited to 4096 per loop (2^12) to avoid exhausting
-///     BlockFrequency's 64-bit integer precision.
-///
-///   - The model of irreducible control flow is a rough approximation.
+///   - Irreducible control flow isn't modelled correctly.  In particular,
+///     LoopInfo and MachineLoopInfo ignore irreducible backedges.  The main
+///     result is that irreducible SCCs will under-scaled.  No mass is lost,
+///     but the computed branch weights for the loop pseudo-node will be
+///     incorrect.
 ///
 ///     Modelling irreducible control flow exactly involves setting up and
 ///     solving a group of infinite geometric series.  Such precision is
 ///     unlikely to be worthwhile, since most of our algorithms give up on
 ///     irreducible control flow anyway.
 ///
-///     Nevertheless, we might find that we need to get closer.  Here's a sort
-///     of TODO list for the model with diminishing returns, to be completed as
-///     necessary.
-///
-///       - The headers for the \a LoopData representing an irreducible SCC
-///         include non-entry blocks.  When these extra blocks exist, they
-///         indicate a self-contained irreducible sub-SCC.  We could treat them
-///         as sub-loops, rather than arbitrarily shoving the problematic
-///         blocks into the headers of the main irreducible SCC.
-///
-///       - Backedge frequencies are assumed to be evenly split between the
-///         headers of a given irreducible SCC.  Instead, we could track the
-///         backedge mass separately for each header, and adjust their relative
-///         frequencies.
+///     Nevertheless, we might find that we need to get closer.  If
+///     LoopInfo/MachineLoopInfo flags loops with irreducible control flow
+///     (and/or the function as a whole), we can find the SCCs, compute an
+///     approximate exit frequency for the SCC as a whole, and scale up
+///     accordingly.
 ///
-///       - Entry frequencies are assumed to be evenly split between the
-///         headers of a given irreducible SCC, which is the only option if we
-///         need to compute mass in the SCC before its parent loop.  Instead,
-///         we could partially compute mass in the parent loop, and stop when
-///         we get to the SCC.  Here, we have the correct ratio of entry
-///         masses, which we can use to adjust their relative frequencies.
-///         Compute mass in the SCC, and then continue propagation in the
-///         parent.
-///
-///       - We can propagate mass iteratively through the SCC, for some fixed
-///         number of iterations.  Each iteration starts by assigning the entry
-///         blocks their backedge mass from the prior iteration.  The final
-///         mass for each block (and each exit, and the total backedge mass
-///         used for computing loop scale) is the sum of all iterations.
-///         (Running this until fixed point would "solve" the geometric
-///         series by simulation.)
+///   - Loop scale is limited to 4096 per loop (2^12) to avoid exhausting
+///     BlockFrequency's 64-bit integer precision.
 template <class BT> class BlockFrequencyInfoImpl : BlockFrequencyInfoImplBase {
   typedef typename bfi_detail::TypeMap<BT>::BlockT BlockT;
   typedef typename bfi_detail::TypeMap<BT>::FunctionT FunctionT;
@@ -1567,9 +1361,7 @@ template <class BT> class BlockFrequencyInfoImpl : BlockFrequencyInfoImplBase {
   ///
   /// In the context of distributing mass through \c OuterLoop, divide the mass
   /// currently assigned to \c Node between its successors.
-  ///
-  /// \return \c true unless there's an irreducible backedge.
-  bool propagateMassToSuccessors(LoopData *OuterLoop, const BlockNode &Node);
+  void propagateMassToSuccessors(LoopData *OuterLoop, const BlockNode &Node);
 
   /// \brief Compute mass in a particular loop.
   ///
@@ -1578,51 +1370,20 @@ template <class BT> class BlockFrequencyInfoImpl : BlockFrequencyInfoImplBase {
   /// that have not been packaged into sub-loops.
   ///
   /// \pre \a computeMassInLoop() has been called for each subloop of \c Loop.
-  /// \return \c true unless there's an irreducible backedge.
-  bool computeMassInLoop(LoopData &Loop);
-
-  /// \brief Try to compute mass in the top-level function.
-  ///
-  /// Assign mass to the entry block, and then for each block in reverse
-  /// post-order, distribute mass to its successors.  Skips nodes that have
-  /// been packaged into loops.
-  ///
-  /// \pre \a computeMassInLoops() has been called.
-  /// \return \c true unless there's an irreducible backedge.
-  bool tryToComputeMassInFunction();
-
-  /// \brief Compute mass in (and package up) irreducible SCCs.
-  ///
-  /// Find the irreducible SCCs in \c OuterLoop, add them to \a Loops (in front
-  /// of \c Insert), and call \a computeMassInLoop() on each of them.
-  ///
-  /// If \c OuterLoop is \c nullptr, it refers to the top-level function.
-  ///
-  /// \pre \a computeMassInLoop() has been called for each subloop of \c
-  /// OuterLoop.
-  /// \pre \c Insert points at the the last loop successfully processed by \a
-  /// computeMassInLoop().
-  /// \pre \c OuterLoop has irreducible SCCs.
-  void computeIrreducibleMass(LoopData *OuterLoop,
-                              std::list<LoopData>::iterator Insert);
+  void computeMassInLoop(LoopData &Loop);
 
   /// \brief Compute mass in all loops.
   ///
   /// For each loop bottom-up, call \a computeMassInLoop().
-  ///
-  /// \a computeMassInLoop() aborts (and returns \c false) on loops that
-  /// contain a irreducible sub-SCCs.  Use \a computeIrreducibleMass() and then
-  /// re-enter \a computeMassInLoop().
-  ///
-  /// \post \a computeMassInLoop() has returned \c true for every loop.
   void computeMassInLoops();
 
   /// \brief Compute mass in the top-level function.
   ///
-  /// Uses \a tryToComputeMassInFunction() and \a computeIrreducibleMass() to
-  /// compute mass in the top-level function.
+  /// Assign mass to the entry block, and then for each block in reverse
+  /// post-order, distribute mass to its successors.  Skips nodes that have
+  /// been packaged into loops.
   ///
-  /// \post \a tryToComputeMassInFunction() has returned \c true.
+  /// \pre \a computeMassInLoops() has been called.
   void computeMassInFunction();
 
   std::string getBlockName(const BlockNode &Node) const override {
@@ -1769,50 +1530,27 @@ template <class BT> void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::initializeLoops() {
 
 template <class BT> void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeMassInLoops() {
   // Visit loops with the deepest first, and the top-level loops last.
-  for (auto L = Loops.rbegin(), E = Loops.rend(); L != E; ++L) {
-    if (computeMassInLoop(*L))
-      continue;
-    auto Next = std::next(L);
-    computeIrreducibleMass(&*L, L.base());
-    L = std::prev(Next);
-    if (computeMassInLoop(*L))
-      continue;
-    llvm_unreachable("unhandled irreducible control flow");
-  }
+  for (auto L = Loops.rbegin(), E = Loops.rend(); L != E; ++L)
+    computeMassInLoop(*L);
 }
 
 template <class BT>
-bool BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeMassInLoop(LoopData &Loop) {
+void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeMassInLoop(LoopData &Loop) {
   // Compute mass in loop.
-  DEBUG(dbgs() << "compute-mass-in-loop: " << getLoopName(Loop) << "\n");
-
-  if (Loop.isIrreducible()) {
-    BlockMass Remaining = BlockMass::getFull();
-    for (uint32_t H = 0; H < Loop.NumHeaders; ++H) {
-      auto &Mass = Working[Loop.Nodes[H].Index].getMass();
-      Mass = Remaining * BranchProbability(1, Loop.NumHeaders - H);
-      Remaining -= Mass;
-    }
-    for (const BlockNode &M : Loop.Nodes)
-      if (!propagateMassToSuccessors(&Loop, M))
-        llvm_unreachable("unhandled irreducible control flow");
-  } else {
-    Working[Loop.getHeader().Index].getMass() = BlockMass::getFull();
-    if (!propagateMassToSuccessors(&Loop, Loop.getHeader()))
-      llvm_unreachable("irreducible control flow to loop header!?");
-    for (const BlockNode &M : Loop.members())
-      if (!propagateMassToSuccessors(&Loop, M))
-        // Irreducible backedge.
-        return false;
-  }
+  DEBUG(dbgs() << "compute-mass-in-loop: " << getBlockName(Loop.getHeader())
+               << "\n");
+
+  Working[Loop.getHeader().Index].getMass() = BlockMass::getFull();
+  propagateMassToSuccessors(&Loop, Loop.getHeader());
+
+  for (const BlockNode &M : Loop.members())
+    propagateMassToSuccessors(&Loop, M);
 
   computeLoopScale(Loop);
   packageLoop(Loop);
-  return true;
 }
 
-template <class BT>
-bool BlockFrequencyInfoImpl<BT>::tryToComputeMassInFunction() {
+template <class BT> void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeMassInFunction() {
   // Compute mass in function.
   DEBUG(dbgs() << "compute-mass-in-function\n");
   assert(!Working.empty() && "no blocks in function");
@@ -1825,48 +1563,12 @@ bool BlockFrequencyInfoImpl<BT>::tryToComputeMassInFunction() {
     if (Working[Node.Index].isPackaged())
       continue;
 
-    if (!propagateMassToSuccessors(nullptr, Node))
-      return false;
+    propagateMassToSuccessors(nullptr, Node);
   }
-  return true;
-}
-
-template <class BT> void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeMassInFunction() {
-  if (tryToComputeMassInFunction())
-    return;
-  computeIrreducibleMass(nullptr, Loops.begin());
-  if (tryToComputeMassInFunction())
-    return;
-  llvm_unreachable("unhandled irreducible control flow");
 }
 
 template <class BT>
-void BlockFrequencyInfoImpl<BT>::computeIrreducibleMass(
-    LoopData *OuterLoop, std::list<LoopData>::iterator Insert) {
-  DEBUG(dbgs() << "analyze-irreducible-in-";
-        if (OuterLoop) dbgs() << "loop: " << getLoopName(*OuterLoop) << "\n";
-        else dbgs() << "function\n");
-
-  using bfi_detail::IrreducibleGraph;
-  auto addBlockEdges = [&](IrreducibleGraph &G, IrreducibleGraph::IrrNode &Irr,
-                           const LoopData *OuterLoop) {
-    const BlockT *BB = RPOT[Irr.Node.Index];
-    for (auto I = Successor::child_begin(BB), E = Successor::child_end(BB);
-         I != E; ++I)
-      G.addEdge(Irr, getNode(*I), OuterLoop);
-  };
-  IrreducibleGraph G(*this, OuterLoop, addBlockEdges);
-
-  for (auto &L : analyzeIrreducible(G, OuterLoop, Insert))
-    computeMassInLoop(L);
-
-  if (!OuterLoop)
-    return;
-  updateLoopWithIrreducible(*OuterLoop);
-}
-
-template <class BT>
-bool
+void
 BlockFrequencyInfoImpl<BT>::propagateMassToSuccessors(LoopData *OuterLoop,
                                                       const BlockNode &Node) {
   DEBUG(dbgs() << " - node: " << getBlockName(Node) << "\n");
@@ -1874,25 +1576,20 @@ BlockFrequencyInfoImpl<BT>::propagateMassToSuccessors(LoopData *OuterLoop,
   Distribution Dist;
   if (auto *Loop = Working[Node.Index].getPackagedLoop()) {
     assert(Loop != OuterLoop && "Cannot propagate mass in a packaged loop");
-    if (!addLoopSuccessorsToDist(OuterLoop, *Loop, Dist))
-      // Irreducible backedge.
-      return false;
+    addLoopSuccessorsToDist(OuterLoop, *Loop, Dist);
   } else {
     const BlockT *BB = getBlock(Node);
     for (auto SI = Successor::child_begin(BB), SE = Successor::child_end(BB);
          SI != SE; ++SI)
       // Do not dereference SI, or getEdgeWeight() is linear in the number of
       // successors.
-      if (!addToDist(Dist, OuterLoop, Node, getNode(*SI),
-                     BPI->getEdgeWeight(BB, SI)))
-        // Irreducible backedge.
-        return false;
+      addToDist(Dist, OuterLoop, Node, getNode(*SI),
+                BPI->getEdgeWeight(BB, SI));
   }
 
   // Distribute mass to successors, saving exit and backedge data in the
   // loop header.
   distributeMass(Node, OuterLoop, Dist);
-  return true;
 }
 
 template <class BT>
index a12128318e248e7ebbd0ad6d69faec2634fe822f..2fcd9b8377b7ed8b0c7d792d4526e1f7a0481a53 100644 (file)
@@ -17,7 +17,6 @@
 #include <deque>
 
 using namespace llvm;
-using namespace llvm::bfi_detail;
 
 #define DEBUG_TYPE "block-freq"
 
@@ -569,7 +568,7 @@ static void cleanup(BlockFrequencyInfoImplBase &BFI) {
   BFI.Freqs = std::move(SavedFreqs);
 }
 
-bool BlockFrequencyInfoImplBase::addToDist(Distribution &Dist,
+void BlockFrequencyInfoImplBase::addToDist(Distribution &Dist,
                                            const LoopData *OuterLoop,
                                            const BlockNode &Pred,
                                            const BlockNode &Succ,
@@ -599,48 +598,34 @@ bool BlockFrequencyInfoImplBase::addToDist(Distribution &Dist,
   if (isLoopHeader(Resolved)) {
     DEBUG(debugSuccessor("backedge"));
     Dist.addBackedge(OuterLoop->getHeader(), Weight);
-    return true;
+    return;
   }
 
   if (Working[Resolved.Index].getContainingLoop() != OuterLoop) {
     DEBUG(debugSuccessor("  exit  "));
     Dist.addExit(Resolved, Weight);
-    return true;
+    return;
   }
 
   if (Resolved < Pred) {
-    if (!isLoopHeader(Pred)) {
-      // If OuterLoop is an irreducible loop, we can't actually handle this.
-      assert((!OuterLoop || !OuterLoop->isIrreducible()) &&
-             "unhandled irreducible control flow");
-
-      // Irreducible backedge.  Abort.
-      DEBUG(debugSuccessor("abort!!!"));
-      return false;
-    }
-
-    // If "Pred" is a loop header, then this isn't really a backedge; rather,
-    // OuterLoop must be irreducible.  These false backedges can come only from
-    // secondary loop headers.
-    assert(OuterLoop && OuterLoop->isIrreducible() && !isLoopHeader(Resolved) &&
-           "unhandled irreducible control flow");
+    // Irreducible backedge.  Skip.
+    DEBUG(debugSuccessor("  skip  "));
+    return;
   }
 
   DEBUG(debugSuccessor(" local  "));
   Dist.addLocal(Resolved, Weight);
-  return true;
 }
 
-bool BlockFrequencyInfoImplBase::addLoopSuccessorsToDist(
+void BlockFrequencyInfoImplBase::addLoopSuccessorsToDist(
     const LoopData *OuterLoop, LoopData &Loop, Distribution &Dist) {
   // Copy the exit map into Dist.
   for (const auto &I : Loop.Exits)
-    if (!addToDist(Dist, OuterLoop, Loop.getHeader(), I.first,
-                   I.second.getMass()))
-      // Irreducible backedge.
-      return false;
+    addToDist(Dist, OuterLoop, Loop.getHeader(), I.first, I.second.getMass());
 
-  return true;
+  // We don't need this map any more.  Clear it to prevent quadratic memory
+  // usage in deeply nested loops with irreducible control flow.
+  Loop.Exits.clear();
 }
 
 /// \brief Get the maximum allowed loop scale.
@@ -652,7 +637,8 @@ static Float getMaxLoopScale() { return Float(1, 12); }
 /// \brief Compute the loop scale for a loop.
 void BlockFrequencyInfoImplBase::computeLoopScale(LoopData &Loop) {
   // Compute loop scale.
-  DEBUG(dbgs() << "compute-loop-scale: " << getLoopName(Loop) << "\n");
+  DEBUG(dbgs() << "compute-loop-scale: " << getBlockName(Loop.getHeader())
+               << "\n");
 
   // LoopScale == 1 / ExitMass
   // ExitMass == HeadMass - BackedgeMass
@@ -673,15 +659,12 @@ void BlockFrequencyInfoImplBase::computeLoopScale(LoopData &Loop) {
 
 /// \brief Package up a loop.
 void BlockFrequencyInfoImplBase::packageLoop(LoopData &Loop) {
-  DEBUG(dbgs() << "packaging-loop: " << getLoopName(Loop) << "\n");
-
-  // Clear the subloop exits to prevent quadratic memory usage.
-  for (const BlockNode &M : Loop.Nodes) {
-    if (auto *Loop = Working[M.Index].getPackagedLoop())
-      Loop->Exits.clear();
-    DEBUG(dbgs() << " - node: " << getBlockName(M.Index) << "\n");
-  }
+  DEBUG(dbgs() << "packaging-loop: " << getBlockName(Loop.getHeader()) << "\n");
   Loop.IsPackaged = true;
+  DEBUG(for (const BlockNode &M
+             : Loop.members()) {
+               dbgs() << " - node: " << getBlockName(M.Index) << "\n";
+             });
 }
 
 void BlockFrequencyInfoImplBase::distributeMass(const BlockNode &Source,
@@ -762,7 +745,7 @@ static void convertFloatingToInteger(BlockFrequencyInfoImplBase &BFI,
 /// Visits all the members of a loop, adjusting their BlockData according to
 /// the loop's pseudo-node.
 static void unwrapLoop(BlockFrequencyInfoImplBase &BFI, LoopData &Loop) {
-  DEBUG(dbgs() << "unwrap-loop-package: " << BFI.getLoopName(Loop)
+  DEBUG(dbgs() << "unwrap-loop-package: " << BFI.getBlockName(Loop.getHeader())
                << ": mass = " << Loop.Mass << ", scale = " << Loop.Scale
                << "\n");
   Loop.Scale *= Loop.Mass.toFloat();
@@ -774,7 +757,7 @@ static void unwrapLoop(BlockFrequencyInfoImplBase &BFI, LoopData &Loop) {
   // final head scale will be used for updated the rest of the members.
   for (const BlockNode &N : Loop.Nodes) {
     const auto &Working = BFI.Working[N.Index];
-    Float &F = Working.isAPackage() ? Working.getPackagedLoop()->Scale
+    Float &F = Working.isAPackage() ? BFI.getLoopPackage(N).Scale
                                     : BFI.Freqs[N.Index].Floating;
     Float New = Loop.Scale * F;
     DEBUG(dbgs() << " - " << BFI.getBlockName(N) << ": " << F << " => " << New
@@ -830,10 +813,6 @@ std::string
 BlockFrequencyInfoImplBase::getBlockName(const BlockNode &Node) const {
   return std::string();
 }
-std::string
-BlockFrequencyInfoImplBase::getLoopName(const LoopData &Loop) const {
-  return getBlockName(Loop.getHeader()) + (Loop.isIrreducible() ? "**" : "*");
-}
 
 raw_ostream &
 BlockFrequencyInfoImplBase::printBlockFreq(raw_ostream &OS,
@@ -849,172 +828,3 @@ BlockFrequencyInfoImplBase::printBlockFreq(raw_ostream &OS,
 
   return OS << Block / Entry;
 }
-
-void IrreducibleGraph::addNodesInLoop(const BFIBase::LoopData &OuterLoop) {
-  Start = OuterLoop.getHeader();
-  Nodes.reserve(OuterLoop.Nodes.size());
-  for (auto N : OuterLoop.Nodes)
-    addNode(N);
-  indexNodes();
-}
-void IrreducibleGraph::addNodesInFunction() {
-  Start = 0;
-  for (uint32_t Index = 0; Index < BFI.Working.size(); ++Index)
-    if (!BFI.Working[Index].isPackaged())
-      addNode(Index);
-  indexNodes();
-}
-void IrreducibleGraph::indexNodes() {
-  for (auto &I : Nodes)
-    Lookup[I.Node.Index] = &I;
-}
-void IrreducibleGraph::addEdge(IrrNode &Irr, const BlockNode &Succ,
-                               const BFIBase::LoopData *OuterLoop) {
-  if (OuterLoop && OuterLoop->isHeader(Succ))
-    return;
-  auto L = Lookup.find(Succ.Index);
-  if (L == Lookup.end())
-    return;
-  IrrNode &SuccIrr = *L->second;
-  Irr.Edges.push_back(&SuccIrr);
-  SuccIrr.Edges.push_front(&Irr);
-  ++SuccIrr.NumIn;
-}
-
-namespace llvm {
-template <> struct GraphTraits<IrreducibleGraph> {
-  typedef bfi_detail::IrreducibleGraph GraphT;
-
-  typedef const typename GraphT::IrrNode NodeType;
-  typedef typename GraphT::IrrNode::iterator ChildIteratorType;
-
-  static const NodeType *getEntryNode(const GraphT &G) {
-    return G.StartIrr;
-  }
-  static ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) { return N->succ_begin(); }
-  static ChildIteratorType child_end(NodeType *N) { return N->succ_end(); }
-};
-}
-
-/// \brief Find extra irreducible headers.
-///
-/// Find entry blocks and other blocks with backedges, which exist when \c G
-/// contains irreducible sub-SCCs.
-static void findIrreducibleHeaders(
-    const BlockFrequencyInfoImplBase &BFI,
-    const IrreducibleGraph &G,
-    const std::vector<const IrreducibleGraph::IrrNode *> &SCC,
-    LoopData::NodeList &Headers, LoopData::NodeList &Others) {
-  // Map from nodes in the SCC to whether it's an entry block.
-  SmallDenseMap<const IrreducibleGraph::IrrNode *, bool, 8> InSCC;
-
-  // InSCC also acts the set of nodes in the graph.  Seed it.
-  for (const auto *I : SCC)
-    InSCC[I] = false;
-
-  for (auto I = InSCC.begin(), E = InSCC.end(); I != E; ++I) {
-    auto &Irr = *I->first;
-    for (const auto *P : make_range(Irr.pred_begin(), Irr.pred_end())) {
-      if (InSCC.count(P))
-        continue;
-
-      // This is an entry block.
-      I->second = true;
-      Headers.push_back(Irr.Node);
-      DEBUG(dbgs() << "  => entry = " << BFI.getBlockName(Irr.Node) << "\n");
-      break;
-    }
-  }
-  assert(Headers.size() >= 2 && "Should be irreducible");
-  if (Headers.size() == InSCC.size()) {
-    // Every block is a header.
-    std::sort(Headers.begin(), Headers.end());
-    return;
-  }
-
-  // Look for extra headers from irreducible sub-SCCs.
-  for (const auto &I : InSCC) {
-    // Entry blocks are already headers.
-    if (I.second)
-      continue;
-
-    auto &Irr = *I.first;
-    for (const auto *P : make_range(Irr.pred_begin(), Irr.pred_end())) {
-      // Skip forward edges.
-      if (P->Node < Irr.Node)
-        continue;
-
-      // Skip predecessors from entry blocks.  These can have inverted
-      // ordering.
-      if (InSCC.lookup(P))
-        continue;
-
-      // Store the extra header.
-      Headers.push_back(Irr.Node);
-      DEBUG(dbgs() << "  => extra = " << BFI.getBlockName(Irr.Node) << "\n");
-      break;
-    }
-    if (Headers.back() == Irr.Node)
-      // Added this as a header.
-      continue;
-
-    // This is not a header.
-    Others.push_back(Irr.Node);
-    DEBUG(dbgs() << "  => other = " << BFI.getBlockName(Irr.Node) << "\n");
-  }
-  std::sort(Headers.begin(), Headers.end());
-  std::sort(Others.begin(), Others.end());
-}
-
-static void createIrreducibleLoop(
-    BlockFrequencyInfoImplBase &BFI, const IrreducibleGraph &G,
-    LoopData *OuterLoop, std::list<LoopData>::iterator Insert,
-    const std::vector<const IrreducibleGraph::IrrNode *> &SCC) {
-  // Translate the SCC into RPO.
-  DEBUG(dbgs() << " - found-scc\n");
-
-  LoopData::NodeList Headers;
-  LoopData::NodeList Others;
-  findIrreducibleHeaders(BFI, G, SCC, Headers, Others);
-
-  auto Loop = BFI.Loops.emplace(Insert, OuterLoop, Headers.begin(),
-                                Headers.end(), Others.begin(), Others.end());
-
-  // Update loop hierarchy.
-  for (const auto &N : Loop->Nodes)
-    if (BFI.Working[N.Index].isLoopHeader())
-      BFI.Working[N.Index].Loop->Parent = &*Loop;
-    else
-      BFI.Working[N.Index].Loop = &*Loop;
-}
-
-iterator_range<std::list<LoopData>::iterator>
-BlockFrequencyInfoImplBase::analyzeIrreducible(
-    const IrreducibleGraph &G, LoopData *OuterLoop,
-    std::list<LoopData>::iterator Insert) {
-  assert((OuterLoop == nullptr) == (Insert == Loops.begin()));
-  auto Prev = OuterLoop ? std::prev(Insert) : Loops.end();
-
-  for (auto I = scc_begin(G); !I.isAtEnd(); ++I) {
-    if (I->size() < 2)
-      continue;
-
-    // Translate the SCC into RPO.
-    createIrreducibleLoop(*this, G, OuterLoop, Insert, *I);
-  }
-
-  if (OuterLoop)
-    return make_range(std::next(Prev), Insert);
-  return make_range(Loops.begin(), Insert);
-}
-
-void
-BlockFrequencyInfoImplBase::updateLoopWithIrreducible(LoopData &OuterLoop) {
-  OuterLoop.Exits.clear();
-  OuterLoop.BackedgeMass = BlockMass::getEmpty();
-  auto O = OuterLoop.Nodes.begin() + 1;
-  for (auto I = O, E = OuterLoop.Nodes.end(); I != E; ++I)
-    if (!Working[I->Index].isPackaged())
-      *O++ = *I;
-  OuterLoop.Nodes.erase(O, OuterLoop.Nodes.end());
-}
index af4ad15d9c1d89a45cd7e7c9dc6a07e4b0ab3b01..dd4dd9ed792e2e96bf039522acf83cc6667e4984 100644 (file)
@@ -34,28 +34,16 @@ return:
 !0 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 7}
 !1 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 4}
 
-; Irreducible control flow
-; ========================
+; The current BlockFrequencyInfo algorithm doesn't handle multiple entrances
+; into a loop very well.  The frequencies assigned to blocks in the loop are
+; predictable (and not absurd), but also not correct and therefore not worth
+; testing.
 ;
-; LoopInfo defines a loop as a non-trivial SCC dominated by a single block,
-; called the header.  A given loop, L, can have sub-loops, which are loops
-; within the subgraph of L that excludes the header.
+; There are two testcases below.
 ;
-; In addition to loops, -block-freq has limited support for irreducible SCCs,
-; which are SCCs with multiple entry blocks.  Irreducible SCCs are discovered
-; on they fly, and modelled as loops with multiple headers.
-;
-; The headers of irreducible sub-SCCs consist of its entry blocks and all nodes
-; that are targets of a backedge within it (excluding backedges within true
-; sub-loops).
-;
-; -block-freq is currently designed to act like a block is inserted that
-; intercepts all the edges to the headers.  All backedges and entries point to
-; this block.  Its successors are the headers, which split the frequency
-; evenly.
-;
-; There are a number of testcases below.  Only the first two have detailed
-; explanations.
+; For each testcase, I use a CHECK-NEXT/NOT combo like an XFAIL with the
+; granularity of a single check.  If/when this behaviour is fixed, we'll know
+; about it, and the test should be updated.
 ;
 ; Testcase #1
 ; ===========
@@ -89,31 +77,36 @@ return:
 ; loop as a whole is 1/4, so the loop scale should be 4.  Summing c1 and c2
 ; gives 28/7, or 4.0, which is nice confirmation of the math above.
 ;
-; -block-freq currently treats the two nodes as equals.
-define void @multientry(i1 %x) {
+; However, assuming c1 precedes c2 in reverse post-order, the current algorithm
+; returns 3/4 and 13/16, respectively.  LoopInfo ignores edges between loops
+; (and doesn't see any loops here at all), and -block-freq ignores the
+; irreducible edge from c2 to c1.
+;
 ; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'multientry':
 ; CHECK-NEXT: block-frequency-info: multientry
-entry:
+define void @multientry(i1 %x) {
 ; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
+entry:
   br i1 %x, label %c1, label %c2, !prof !2
 
+; This is like a single-line XFAIL (see above).
+; CHECK-NEXT: c1:
+; CHECK-NOT: float = 2.142857{{[0-9]*}},
 c1:
-; CHECK-NEXT: c1: float = 2.0,
-; The "correct" answer is: float = 2.142857{{[0-9]*}},
   br i1 %x, label %c2, label %exit, !prof !2
 
+; This is like a single-line XFAIL (see above).
+; CHECK-NEXT: c2:
+; CHECK-NOT: float = 1.857142{{[0-9]*}},
 c2:
-; CHECK-NEXT: c2: float = 2.0,
-; The "correct" answer is: float = 1.857142{{[0-9]*}},
   br i1 %x, label %c1, label %exit, !prof !2
 
-exit:
+; We still shouldn't lose any frequency.
 ; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
+exit:
   ret void
 }
 
-!2 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-
 ; Testcase #2
 ; ===========
 ;
@@ -131,291 +124,73 @@ exit:
 ; step, c1 and c2 each get 1/3 of what's left in c1 and c2 combined.  This
 ; infinite series sums to 1.
 ;
-; Since the currently algorithm *always* assumes entry blocks are equal,
-; -block-freq gets the right answers here.
-define void @crossloops(i2 %x) {
+; However, assuming c1 precedes c2 in reverse post-order, the current algorithm
+; returns 1/2 and 3/4, respectively.  LoopInfo ignores edges between loops (and
+; treats c1 and c2 as self-loops only), and -block-freq ignores the irreducible
+; edge from c2 to c1.
+;
+; Below I use a CHECK-NEXT/NOT combo like an XFAIL with the granularity of a
+; single check.  If/when this behaviour is fixed, we'll know about it, and the
+; test should be updated.
+;
 ; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'crossloops':
 ; CHECK-NEXT: block-frequency-info: crossloops
-entry:
+define void @crossloops(i2 %x) {
 ; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
+entry:
   switch i2 %x, label %exit [ i2 1, label %c1
                               i2 2, label %c2 ], !prof !3
 
+; This is like a single-line XFAIL (see above).
+; CHECK-NEXT: c1:
+; CHECK-NOT: float = 1.0,
 c1:
-; CHECK-NEXT: c1: float = 1.0,
   switch i2 %x, label %exit [ i2 1, label %c1
                               i2 2, label %c2 ], !prof !3
 
+; This is like a single-line XFAIL (see above).
+; CHECK-NEXT: c2:
+; CHECK-NOT: float = 1.0,
 c2:
-; CHECK-NEXT: c2: float = 1.0,
   switch i2 %x, label %exit [ i2 1, label %c1
                               i2 2, label %c2 ], !prof !3
 
-exit:
+; We still shouldn't lose any frequency.
 ; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
+exit:
   ret void
 }
 
+!2 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
 !3 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 2, i32 2, i32 2}
 
-; A true loop with irreducible control flow inside.
-define void @loop_around_irreducible(i1 %x) {
+; A reducible loop with irreducible control flow inside should still have
+; correct exit frequency.
+;
 ; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'loop_around_irreducible':
 ; CHECK-NEXT: block-frequency-info: loop_around_irreducible
-entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br label %loop
-
-loop:
-; CHECK-NEXT: loop: float = 4.0, int = [[HEAD:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !4
-
-left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 8.0,
-  br i1 %x, label %right, label %loop.end, !prof !5
-
-right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 8.0,
-  br i1 %x, label %left, label %loop.end, !prof !5
-
-loop.end:
-; CHECK-NEXT: loop.end: float = 4.0, int = [[HEAD]]
-  br i1 %x, label %loop, label %exit, !prof !5
-
-exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!4 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-!5 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-
-; Two unrelated irreducible SCCs.
-define void @two_sccs(i1 %x) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'two_sccs':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: two_sccs
-entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %a, label %b, !prof !6
-
-a:
-; CHECK-NEXT: a: float = 0.75,
-  br i1 %x, label %a.left, label %a.right, !prof !7
-
-a.left:
-; CHECK-NEXT: a.left: float = 1.5,
-  br i1 %x, label %a.right, label %exit, !prof !6
-
-a.right:
-; CHECK-NEXT: a.right: float = 1.5,
-  br i1 %x, label %a.left, label %exit, !prof !6
-
-b:
-; CHECK-NEXT: b: float = 0.25,
-  br i1 %x, label %b.left, label %b.right, !prof !7
-
-b.left:
-; CHECK-NEXT: b.left: float = 0.625,
-  br i1 %x, label %b.right, label %exit, !prof !8
-
-b.right:
-; CHECK-NEXT: b.right: float = 0.625,
-  br i1 %x, label %b.left, label %exit, !prof !8
-
-exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!6 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-!7 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-!8 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 4, i32 1}
-
-; A true loop inside irreducible control flow.
-define void @loop_inside_irreducible(i1 %x) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'loop_inside_irreducible':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: loop_inside_irreducible
-entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !9
-
-left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 2.0,
-  br i1 %x, label %right, label %exit, !prof !10
-
-right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 2.0, int = [[RIGHT:[0-9]+]]
-  br label %loop
-
-loop:
-; CHECK-NEXT: loop: float = 6.0,
-  br i1 %x, label %loop, label %right.end, !prof !11
-
-right.end:
-; CHECK-NEXT: right.end: float = 2.0, int = [[RIGHT]]
-  br i1 %x, label %left, label %exit, !prof !10
-
-exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!9 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-!10 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-!11 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 2, i32 1}
-
-; Irreducible control flow in a branch that's in a true loop.
-define void @loop_around_branch_with_irreducible(i1 %x) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'loop_around_branch_with_irreducible':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: loop_around_branch_with_irreducible
-entry:
+define void @loop_around_irreducible(i1 %x) {
 ; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br label %loop
-
-loop:
-; CHECK-NEXT: loop: float = 2.0, int = [[LOOP:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %normal, label %irreducible.entry, !prof !12
-
-normal:
-; CHECK-NEXT: normal: float = 1.5,
-  br label %loop.end
-
-irreducible.entry:
-; CHECK-NEXT: irreducible.entry: float = 0.5, int = [[IRREDUCIBLE:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !13
-
-left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %right, label %irreducible.exit, !prof !12
-
-right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %left, label %irreducible.exit, !prof !12
-
-irreducible.exit:
-; CHECK-NEXT: irreducible.exit: float = 0.5, int = [[IRREDUCIBLE]]
-  br label %loop.end
-
-loop.end:
-; CHECK-NEXT: loop.end: float = 2.0, int = [[LOOP]]
-  br i1 %x, label %loop, label %exit, !prof !13
-
-exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!12 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-!13 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-
-; Irreducible control flow between two true loops.
-define void @loop_around_branch_with_irreducible_around_loop(i1 %x) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'loop_around_branch_with_irreducible_around_loop':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: loop_around_branch_with_irreducible_around_loop
 entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
   br label %loop
 
+; CHECK-NEXT: loop: float = [[HEAD:[0-9.]+]], int = [[HEADINT:[0-9]+]]
 loop:
-; CHECK-NEXT: loop: float = 3.0, int = [[LOOP:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %normal, label %irreducible, !prof !14
-
-normal:
-; CHECK-NEXT: normal: float = 2.0,
-  br label %loop.end
-
-irreducible:
-; CHECK-NEXT: irreducible: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !15
+  br i1 %x, label %left, label %right
 
+; CHECK-NEXT: left:
 left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 2.0,
-  br i1 %x, label %right, label %loop.end, !prof !16
+  br i1 %x, label %right, label %loop.end
 
+; CHECK-NEXT: right:
 right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 2.0, int = [[RIGHT:[0-9]+]]
-  br label %right.loop
-
-right.loop:
-; CHECK-NEXT: right.loop: float = 10.0,
-  br i1 %x, label %right.loop, label %right.end, !prof !17
-
-right.end:
-; CHECK-NEXT: right.end: float = 2.0, int = [[RIGHT]]
-  br i1 %x, label %left, label %loop.end, !prof !16
+  br i1 %x, label %left, label %loop.end
 
+; CHECK-NEXT: loop.end: float = [[HEAD]], int = [[HEADINT]]
 loop.end:
-; CHECK-NEXT: loop.end: float = 3.0, int = [[LOOP]]
-  br i1 %x, label %loop, label %exit, !prof !14
-
-exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!14 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 2, i32 1}
-!15 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-!16 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-!17 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 4, i32 1}
-
-; An irreducible SCC with a non-header.
-define void @nonheader(i1 %x) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'nonheader':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: nonheader
-entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !18
-
-left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %bottom, label %exit, !prof !19
-
-right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %bottom, label %exit, !prof !20
-
-bottom:
-; CHECK-NEXT: bottom: float = 1.0,
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !18
+  br i1 %x, label %loop, label %exit
 
+; CHECK-NEXT: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
 exit:
-; CHECK-NEXT: exit: float = 1.0, int = [[ENTRY]]
-  ret void
-}
-!18 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 1}
-!19 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 1, i32 3}
-!20 = metadata !{metadata !"branch_weights", i32 3, i32 1}
-
-; An irreducible SCC with an irreducible sub-SCC.  In the current version of
-; -block-freq, this means an extra header.
-;
-; This testcases uses non-trivial branch weights.  The CHECK statements here
-; will start to fail if we change -block-freq to be more accurate.  Currently,
-; we expect left, right and top to be treated as equal headers.
-define void @nonentry_header(i1 %x, i2 %y) {
-; CHECK-LABEL: Printing analysis {{.*}} for function 'nonentry_header':
-; CHECK-NEXT: block-frequency-info: nonentry_header
-entry:
-; CHECK-NEXT: entry: float = 1.0, int = [[ENTRY:[0-9]+]]
-  br i1 %x, label %left, label %right, !prof !21
-
-left:
-; CHECK-NEXT: left: float = 3.0,
-  br i1 %x, label %top, label %bottom, !prof !22
-
-right:
-; CHECK-NEXT: right: float = 3.0,
-  br i1 %x, label %top, label %bottom, !prof !22
-
-top:
-; CHECK-NEXT: top: float = 3.0,
-  switch i2 %y, label %exit [ i2 0, label %left
-                              i2 1, label %right
-                              i2 2, label %bottom ], !prof !23
-
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