lib/CodeGen/IfConversion.cpp

   1 //===-- IfConversion.cpp - Machine code if conversion pass. ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the Evan Cheng and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the machine instruction level if-conversion pass.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "ifcvt"
  15 #include "llvm/Function.h"
  16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  22 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  23 #include "llvm/Support/Debug.h"
  24 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  26 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 namespace {
  30   // Hidden options for help debugging.
  31   cl::opt<int> IfCvtFnStart("ifcvt-fn-start", cl::init(-1), cl::Hidden);
  32   cl::opt<int> IfCvtFnStop("ifcvt-fn-stop", cl::init(-1), cl::Hidden);
  33   cl::opt<int> IfCvtLimit("ifcvt-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  34   cl::opt<bool> DisableSimple("disable-ifcvt-simple",
  35                               cl::init(false), cl::Hidden);
  36   cl::opt<bool> DisableSimpleF("disable-ifcvt-simple-false",
  37                                cl::init(false), cl::Hidden);
  38   cl::opt<bool> DisableTriangle("disable-ifcvt-triangle",
  39                                 cl::init(false), cl::Hidden);
  40   cl::opt<bool> DisableTriangleR("disable-ifcvt-triangle-rev",
  41                                  cl::init(false), cl::Hidden);
  42   cl::opt<bool> DisableTriangleF("disable-ifcvt-triangle-false",
  43                                  cl::init(false), cl::Hidden);
  44   cl::opt<bool> DisableTriangleFR("disable-ifcvt-triangle-false-rev",
  45                                   cl::init(false), cl::Hidden);
  46   cl::opt<bool> DisableDiamond("disable-ifcvt-diamond",
  47                                cl::init(false), cl::Hidden);
  48 }
  49
  50 STATISTIC(NumSimple,       "Number of simple if-conversions performed");
  51 STATISTIC(NumSimpleFalse,  "Number of simple (F) if-conversions performed");
  52 STATISTIC(NumTriangle,     "Number of triangle if-conversions performed");
  53 STATISTIC(NumTriangleRev,  "Number of triangle (R) if-conversions performed");
  54 STATISTIC(NumTriangleFalse,"Number of triangle (F) if-conversions performed");
  55 STATISTIC(NumTriangleFRev, "Number of triangle (F/R) if-conversions performed");
  56 STATISTIC(NumDiamonds,     "Number of diamond if-conversions performed");
  57 STATISTIC(NumIfConvBBs,    "Number of if-converted blocks");
  58 STATISTIC(NumDupBBs,       "Number of duplicated blocks");
  59
  60 namespace {
  61   class IfConverter : public MachineFunctionPass {
  62     enum IfcvtKind {
  63       ICNotClassfied,  // BB data valid, but not classified.
  64       ICSimpleFalse,   // Same as ICSimple, but on the false path.
  65       ICSimple,        // BB is entry of an one split, no rejoin sub-CFG.
  66       ICTriangleFRev,  // Same as ICTriangleFalse, but false path rev condition.
  67       ICTriangleRev,   // Same as ICTriangle, but true path rev condition.
  68       ICTriangleFalse, // Same as ICTriangle, but on the false path.
  69       ICTriangle,      // BB is entry of a triangle sub-CFG.
  70       ICDiamond        // BB is entry of a diamond sub-CFG.
  71     };
  72
  73     /// BBInfo - One per MachineBasicBlock, this is used to cache the result
  74     /// if-conversion feasibility analysis. This includes results from
  75     /// TargetInstrInfo::AnalyzeBranch() (i.e. TBB, FBB, and Cond), and its
  76     /// classification, and common tail block of its successors (if it's a
  77     /// diamond shape), its size, whether it's predicable, and whether any
  78     /// instruction can clobber the 'would-be' predicate.
  79     ///
  80     /// IsDone          - True if BB is not to be considered for ifcvt.
  81     /// IsBeingAnalyzed - True if BB is currently being analyzed.
  82     /// IsAnalyzed      - True if BB has been analyzed (info is still valid).
  83     /// IsEnqueued      - True if BB has been enqueued to be ifcvt'ed.
  84     /// IsBrAnalyzable  - True if AnalyzeBranch() returns false.
  85     /// HasFallThrough  - True if BB may fallthrough to the following BB.
  86     /// IsUnpredicable  - True if BB is known to be unpredicable.
  87     /// ClobbersPredicate- True if BB would modify the predicate (e.g. has
  88     ///                   cmp, call, etc.)
  89     /// NonPredSize     - Number of non-predicated instructions.
  90     /// BB              - Corresponding MachineBasicBlock.
  91     /// TrueBB / FalseBB- See AnalyzeBranch().
  92     /// BrCond          - Conditions for end of block conditional branches.
  93     /// Predicate       - Predicate used in the BB.
  94     struct BBInfo {
  95       bool IsDone          : 1;
  96       bool IsBeingAnalyzed : 1;
  97       bool IsAnalyzed      : 1;
  98       bool IsEnqueued      : 1;
  99       bool IsBrAnalyzable  : 1;
 100       bool HasFallThrough  : 1;
 101       bool IsUnpredicable  : 1;
 102       bool CannotBeCopied  : 1;
 103       bool ClobbersPred    : 1;
 104       unsigned NonPredSize;
 105       MachineBasicBlock *BB;
 106       MachineBasicBlock *TrueBB;
 107       MachineBasicBlock *FalseBB;
 108       std::vector<MachineOperand> BrCond;
 109       std::vector<MachineOperand> Predicate;
 110       BBInfo() : IsDone(false), IsBeingAnalyzed(false),
 111                  IsAnalyzed(false), IsEnqueued(false), IsBrAnalyzable(false),
 112                  HasFallThrough(false), IsUnpredicable(false),
 113                  CannotBeCopied(false), ClobbersPred(false), NonPredSize(0),
 114                  BB(0), TrueBB(0), FalseBB(0) {}
 115     };
 116
 117     /// IfcvtToken - Record information about pending if-conversions to attemp:
 118     /// BBI             - Corresponding BBInfo.
 119     /// Kind            - Type of block. See IfcvtKind.
 120     /// NeedSubsumsion  - True if the to be predicated BB has already been
 121     ///                   predicated.
 122     /// NumDups      - Number of instructions that would be duplicated due
 123     ///                   to this if-conversion. (For diamonds, the number of
 124     ///                   identical instructions at the beginnings of both
 125     ///                   paths).
 126     /// NumDups2     - For diamonds, the number of identical instructions
 127     ///                   at the ends of both paths.
 128     struct IfcvtToken {
 129       BBInfo &BBI;
 130       IfcvtKind Kind;
 131       bool NeedSubsumsion;
 132       unsigned NumDups;
 133       unsigned NumDups2;
 134       IfcvtToken(BBInfo &b, IfcvtKind k, bool s, unsigned d, unsigned d2 = 0)
 135         : BBI(b), Kind(k), NeedSubsumsion(s), NumDups(d), NumDups2(d2) {}
 136     };
 137
 138     /// Roots - Basic blocks that do not have successors. These are the starting
 139     /// points of Graph traversal.
 140     std::vector<MachineBasicBlock*> Roots;
 141
 142     /// BBAnalysis - Results of if-conversion feasibility analysis indexed by
 143     /// basic block number.
 144     std::vector<BBInfo> BBAnalysis;
 145
 146     const TargetLowering *TLI;
 147     const TargetInstrInfo *TII;
 148     bool MadeChange;
 149   public:
 150     static char ID;
 151     IfConverter() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
 152
 153     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 154     virtual const char *getPassName() const { return "If converter"; }
 155
 156   private:
 157     bool ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI);
 158     bool ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const;
 159     bool ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 160                        bool FalseBranch, unsigned &Dups) const;
 161     bool ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 162                       unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const;
 163     void ScanInstructions(BBInfo &BBI);
 164     BBInfo &AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 165                          std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 166     bool FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI, std::vector<MachineOperand> &Cond,
 167                              bool isTriangle = false, bool RevBranch = false);
 168     bool AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 169                        std::vector<IfcvtToken*> &Tokens);
 170     void InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB);
 171     void RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI);
 172     bool IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 173     bool IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind);
 174     bool IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 175                           unsigned NumDups1, unsigned NumDups2);
 176     void PredicateBlock(BBInfo &BBI,
 177                         MachineBasicBlock::iterator E,
 178                         std::vector<MachineOperand> &Cond);
 179     void CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
 180                                std::vector<MachineOperand> &Cond,
 181                                bool IgnoreBr = false);
 182     void MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI);
 183
 184     bool MeetIfcvtSizeLimit(unsigned Size) const {
 185       return Size > 0 && Size <= TLI->getIfCvtBlockSizeLimit();
 186     }
 187
 188     // blockAlwaysFallThrough - Block ends without a terminator.
 189     bool blockAlwaysFallThrough(BBInfo &BBI) const {
 190       return BBI.IsBrAnalyzable && BBI.TrueBB == NULL;
 191     }
 192
 193     // IfcvtTokenCmp - Used to sort if-conversion candidates.
 194     static bool IfcvtTokenCmp(IfcvtToken *C1, IfcvtToken *C2) {
 195       int Incr1 = (C1->Kind == ICDiamond)
 196         ? -(int)(C1->NumDups + C1->NumDups2) : (int)C1->NumDups;
 197       int Incr2 = (C2->Kind == ICDiamond)
 198         ? -(int)(C2->NumDups + C2->NumDups2) : (int)C2->NumDups;
 199       if (Incr1 > Incr2)
 200         return true;
 201       else if (Incr1 == Incr2) {
 202         // Favors subsumsion.
 203         if (C1->NeedSubsumsion == false && C2->NeedSubsumsion == true)
 204           return true;
 205         else if (C1->NeedSubsumsion == C2->NeedSubsumsion) {
 206           // Favors diamond over triangle, etc.
 207           if ((unsigned)C1->Kind < (unsigned)C2->Kind)
 208             return true;
 209           else if (C1->Kind == C2->Kind)
 210             return C1->BBI.BB->getNumber() < C2->BBI.BB->getNumber();
 211         }
 212       }
 213       return false;
 214     }
 215   };
 216
 217   char IfConverter::ID = 0;
 218 }
 219
 220 FunctionPass *llvm::createIfConverterPass() { return new IfConverter(); }
 221
 222 bool IfConverter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 223   TLI = MF.getTarget().getTargetLowering();
 224   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 225   if (!TII) return false;
 226
 227   static int FnNum = -1;
 228   DOUT << "\nIfcvt: function (" << ++FnNum <<  ") \'"
 229        << MF.getFunction()->getName() << "\'";
 230
 231   if (FnNum < IfCvtFnStart || (IfCvtFnStop != -1 && FnNum > IfCvtFnStop)) {
 232     DOUT << " skipped\n";
 233     return false;
 234   }
 235   DOUT << "\n";
 236
 237   MF.RenumberBlocks();
 238   BBAnalysis.resize(MF.getNumBlockIDs());
 239
 240   // Look for root nodes, i.e. blocks without successors.
 241   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 242     if (I->succ_size() == 0)
 243       Roots.push_back(I);
 244
 245   std::vector<IfcvtToken*> Tokens;
 246   MadeChange = false;
 247   unsigned NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle +
 248     NumTriangleRev + NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 249   while (IfCvtLimit == -1 || (int)NumIfCvts < IfCvtLimit) {
 250     // Do an intial analysis for each basic block and finding all the potential
 251     // candidates to perform if-convesion.
 252     bool Change = AnalyzeBlocks(MF, Tokens);
 253     while (!Tokens.empty()) {
 254       IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 255       Tokens.pop_back();
 256       BBInfo &BBI = Token->BBI;
 257       IfcvtKind Kind = Token->Kind;
 258
 259       // If the block has been evicted out of the queue or it has already been
 260       // marked dead (due to it being predicated), then skip it.
 261       if (BBI.IsDone)
 262         BBI.IsEnqueued = false;
 263       if (!BBI.IsEnqueued)
 264         continue;
 265
 266       BBI.IsEnqueued = false;
 267
 268       bool RetVal = false;
 269       switch (Kind) {
 270       default: assert(false && "Unexpected!");
 271         break;
 272       case ICSimple:
 273       case ICSimpleFalse: {
 274         bool isFalse = Kind == ICSimpleFalse;
 275         if ((isFalse && DisableSimpleF) || (!isFalse && DisableSimple)) break;
 276         DOUT << "Ifcvt (Simple" << (Kind == ICSimpleFalse ? " false" :"")
 277              << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " ("
 278              << ((Kind == ICSimpleFalse)
 279                  ? BBI.FalseBB->getNumber()
 280                  : BBI.TrueBB->getNumber()) << ") ";
 281         RetVal = IfConvertSimple(BBI, Kind);
 282         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 283         if (RetVal)
 284           if (isFalse) NumSimpleFalse++;
 285           else         NumSimple++;
 286        break;
 287       }
 288       case ICTriangle:
 289       case ICTriangleRev:
 290       case ICTriangleFalse:
 291       case ICTriangleFRev: {
 292         bool isFalse = Kind == ICTriangleFalse;
 293         bool isRev   = (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev);
 294         if (DisableTriangle && !isFalse && !isRev) break;
 295         if (DisableTriangleR && !isFalse && isRev) break;
 296         if (DisableTriangleF && isFalse && !isRev) break;
 297         if (DisableTriangleFR && isFalse && isRev) break;
 298         DOUT << "Ifcvt (Triangle";
 299         if (isFalse)
 300           DOUT << " false";
 301         if (isRev)
 302           DOUT << " rev";
 303         DOUT << "): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 304              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 305              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 306         RetVal = IfConvertTriangle(BBI, Kind);
 307         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 308         if (RetVal) {
 309           if (isFalse) {
 310             if (isRev) NumTriangleFRev++;
 311             else       NumTriangleFalse++;
 312           } else {
 313             if (isRev) NumTriangleRev++;
 314             else       NumTriangle++;
 315           }
 316         }
 317         break;
 318       }
 319       case ICDiamond: {
 320         if (DisableDiamond) break;
 321         DOUT << "Ifcvt (Diamond): BB#" << BBI.BB->getNumber() << " (T:"
 322              << BBI.TrueBB->getNumber() << ",F:"
 323              << BBI.FalseBB->getNumber() << ") ";
 324         RetVal = IfConvertDiamond(BBI, Kind, Token->NumDups, Token->NumDups2);
 325         DOUT << (RetVal ? "succeeded!" : "failed!") << "\n";
 326         if (RetVal) NumDiamonds++;
 327         break;
 328       }
 329       }
 330
 331       Change |= RetVal;
 332
 333       NumIfCvts = NumSimple + NumSimpleFalse + NumTriangle + NumTriangleRev +
 334         NumTriangleFalse + NumTriangleFRev + NumDiamonds;
 335       if (IfCvtLimit != -1 && (int)NumIfCvts >= IfCvtLimit)
 336         break;
 337     }
 338
 339     if (!Change)
 340       break;
 341     MadeChange |= Change;
 342   }
 343
 344   // Delete tokens in case of early exit.
 345   while (!Tokens.empty()) {
 346     IfcvtToken *Token = Tokens.back();
 347     Tokens.pop_back();
 348     delete Token;
 349   }
 350
 351   Tokens.clear();
 352   Roots.clear();
 353   BBAnalysis.clear();
 354
 355   return MadeChange;
 356 }
 357
 358 /// findFalseBlock - BB has a fallthrough. Find its 'false' successor given
 359 /// its 'true' successor.
 360 static MachineBasicBlock *findFalseBlock(MachineBasicBlock *BB,
 361                                          MachineBasicBlock *TrueBB) {
 362   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
 363          E = BB->succ_end(); SI != E; ++SI) {
 364     MachineBasicBlock *SuccBB = *SI;
 365     if (SuccBB != TrueBB)
 366       return SuccBB;
 367   }
 368   return NULL;
 369 }
 370
 371 /// ReverseBranchCondition - Reverse the condition of the end of the block
 372 /// branchs. Swap block's 'true' and 'false' successors.
 373 bool IfConverter::ReverseBranchCondition(BBInfo &BBI) {
 374   if (!TII->ReverseBranchCondition(BBI.BrCond)) {
 375     TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 376     TII->InsertBranch(*BBI.BB, BBI.FalseBB, BBI.TrueBB, BBI.BrCond);
 377     std::swap(BBI.TrueBB, BBI.FalseBB);
 378     return true;
 379   }
 380   return false;
 381 }
 382
 383 /// getNextBlock - Returns the next block in the function blocks ordering. If
 384 /// it is the end, returns NULL.
 385 static inline MachineBasicBlock *getNextBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 386   MachineFunction::iterator I = BB;
 387   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 388   if (++I == E)
 389     return NULL;
 390   return I;
 391 }
 392
 393 /// ValidSimple - Returns true if the 'true' block (along with its
 394 /// predecessor) forms a valid simple shape for ifcvt. It also returns the
 395 /// number of instructions that the ifcvt would need to duplicate if performed
 396 /// in Dups.
 397 bool IfConverter::ValidSimple(BBInfo &TrueBBI, unsigned &Dups) const {
 398   Dups = 0;
 399   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 400     return false;
 401
 402   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 403     if (TrueBBI.CannotBeCopied ||
 404         TrueBBI.NonPredSize > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 405       return false;
 406     Dups = TrueBBI.NonPredSize;
 407   }
 408
 409   return !blockAlwaysFallThrough(TrueBBI) && TrueBBI.BrCond.size() == 0;
 410 }
 411
 412 /// ValidTriangle - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 413 /// with their common predecessor) forms a valid triangle shape for ifcvt.
 414 /// If 'FalseBranch' is true, it checks if 'true' block's false branch
 415 /// branches to the false branch rather than the other way around. It also
 416 /// returns the number of instructions that the ifcvt would need to duplicate
 417 /// if performed in 'Dups'.
 418 bool IfConverter::ValidTriangle(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 419                                 bool FalseBranch, unsigned &Dups) const {
 420   Dups = 0;
 421   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone)
 422     return false;
 423
 424   if (TrueBBI.BB->pred_size() > 1) {
 425     if (TrueBBI.CannotBeCopied)
 426       return false;
 427
 428     unsigned Size = TrueBBI.NonPredSize;
 429     if (TrueBBI.IsBrAnalyzable) {
 430       if (TrueBBI.TrueBB && TrueBBI.BrCond.size() == 0)
 431         // End with an unconditional branch. It will be removed.
 432         --Size;
 433       else {
 434         MachineBasicBlock *FExit = FalseBranch
 435           ? TrueBBI.TrueBB : TrueBBI.FalseBB;
 436         if (FExit)
 437           // Require a conditional branch
 438           ++Size;
 439       }
 440     }
 441     if (Size > TLI->getIfCvtDupBlockSizeLimit())
 442       return false;
 443     Dups = Size;
 444   }
 445
 446   MachineBasicBlock *TExit = FalseBranch ? TrueBBI.FalseBB : TrueBBI.TrueBB;
 447   if (!TExit && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI)) {
 448     MachineFunction::iterator I = TrueBBI.BB;
 449     if (++I == TrueBBI.BB->getParent()->end())
 450       return false;
 451     TExit = I;
 452   }
 453   return TExit && TExit == FalseBBI.BB;
 454 }
 455
 456 static
 457 MachineBasicBlock::iterator firstNonBranchInst(MachineBasicBlock *BB,
 458                                                const TargetInstrInfo *TII) {
 459   MachineBasicBlock::iterator I = BB->end();
 460   while (I != BB->begin()) {
 461     --I;
 462     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
 463     if ((TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) == 0)
 464       break;
 465   }
 466   return I;
 467 }
 468
 469 /// ValidDiamond - Returns true if the 'true' and 'false' blocks (along
 470 /// with their common predecessor) forms a valid diamond shape for ifcvt.
 471 bool IfConverter::ValidDiamond(BBInfo &TrueBBI, BBInfo &FalseBBI,
 472                                unsigned &Dups1, unsigned &Dups2) const {
 473   Dups1 = Dups2 = 0;
 474   if (TrueBBI.IsBeingAnalyzed || TrueBBI.IsDone ||
 475       FalseBBI.IsBeingAnalyzed || FalseBBI.IsDone)
 476     return false;
 477
 478   MachineBasicBlock *TT = TrueBBI.TrueBB;
 479   MachineBasicBlock *FT = FalseBBI.TrueBB;
 480
 481   if (!TT && blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
 482     TT = getNextBlock(TrueBBI.BB);
 483   if (!FT && blockAlwaysFallThrough(FalseBBI))
 484     FT = getNextBlock(FalseBBI.BB);
 485   if (TT != FT)
 486     return false;
 487   if (TT == NULL && (TrueBBI.IsBrAnalyzable || FalseBBI.IsBrAnalyzable))
 488     return false;
 489   // FIXME: Allow false block to have an early exit?
 490   if  (TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
 491        FalseBBI.BB->pred_size() > 1 ||
 492        TrueBBI.FalseBB || FalseBBI.FalseBB ||
 493        (TrueBBI.ClobbersPred && FalseBBI.ClobbersPred))
 494     return false;
 495
 496   MachineBasicBlock::iterator TI = TrueBBI.BB->begin();
 497   MachineBasicBlock::iterator FI = FalseBBI.BB->begin();
 498   while (TI != TrueBBI.BB->end() && FI != FalseBBI.BB->end()) {
 499     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 500       break;
 501     ++Dups1;
 502     ++TI;
 503     ++FI;
 504   }
 505
 506   TI = firstNonBranchInst(TrueBBI.BB, TII);
 507   FI = firstNonBranchInst(FalseBBI.BB, TII);
 508   while (TI != TrueBBI.BB->begin() && FI != FalseBBI.BB->begin()) {
 509     if (!TI->isIdenticalTo(FI))
 510       break;
 511     ++Dups2;
 512     --TI;
 513     --FI;
 514   }
 515
 516   return true;
 517 }
 518
 519 /// ScanInstructions - Scan all the instructions in the block to determine if
 520 /// the block is predicable. In most cases, that means all the instructions
 521 /// in the block has M_PREDICABLE flag. Also checks if the block contains any
 522 /// instruction which can clobber a predicate (e.g. condition code register).
 523 /// If so, the block is not predicable unless it's the last instruction.
 524 void IfConverter::ScanInstructions(BBInfo &BBI) {
 525   if (BBI.IsDone)
 526     return;
 527
 528   // First analyze the end of BB branches.
 529   BBI.TrueBB = BBI.FalseBB = NULL;
 530   BBI.BrCond.clear();
 531   BBI.IsBrAnalyzable =
 532     !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, BBI.TrueBB, BBI.FalseBB, BBI.BrCond);
 533   BBI.HasFallThrough = BBI.IsBrAnalyzable && BBI.FalseBB == NULL;
 534
 535   if (BBI.BrCond.size()) {
 536     // No false branch. This BB must end with a conditional branch and a
 537     // fallthrough.
 538     if (!BBI.FalseBB)
 539       BBI.FalseBB = findFalseBlock(BBI.BB, BBI.TrueBB);
 540     assert(BBI.FalseBB && "Expected to find the fallthrough block!");
 541   }
 542
 543   // Then scan all the instructions.
 544   BBI.NonPredSize = 0;
 545   BBI.ClobbersPred = false;
 546   bool SeenCondBr = false;
 547   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(), E = BBI.BB->end();
 548        I != E; ++I) {
 549     if (!BBI.CannotBeCopied && !TII->CanBeDuplicated(I))
 550       BBI.CannotBeCopied = true;
 551
 552     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
 553     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
 554     bool isCondBr = BBI.IsBrAnalyzable &&
 555       (TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) != 0 && (TID->Flags & M_BARRIER_FLAG) == 0;
 556
 557     if (!isPredicated && !isCondBr)
 558       BBI.NonPredSize++;
 559
 560     if (BBI.ClobbersPred && !isPredicated) {
 561       // Predicate modification instruction should end the block (except for
 562       // already predicated instructions and end of block branches).
 563       if (isCondBr) {
 564         SeenCondBr = true;
 565
 566         // Conditional branches is not predicable. But it may be eliminated.
 567         continue;
 568       }
 569
 570       // Predicate may have been modified, the subsequent (currently)
 571       // unpredocated instructions cannot be correctly predicated.
 572       BBI.IsUnpredicable = true;
 573       return;
 574     }
 575
 576     if (TID->Flags & M_CLOBBERS_PRED)
 577       BBI.ClobbersPred = true;
 578
 579     if ((TID->Flags & M_PREDICABLE) == 0) {
 580       BBI.IsUnpredicable = true;
 581       return;
 582     }
 583   }
 584 }
 585
 586 /// FeasibilityAnalysis - Determine if the block is a suitable candidate to be
 587 /// predicated by the specified predicate.
 588 bool IfConverter::FeasibilityAnalysis(BBInfo &BBI,
 589                                       std::vector<MachineOperand> &Pred,
 590                                       bool isTriangle, bool RevBranch) {
 591   // If the block is dead or unpredicable, then it cannot be predicated.
 592   if (BBI.IsDone || BBI.IsUnpredicable)
 593     return false;
 594
 595   // If it is already predicated, check if its predicate subsumes the new
 596   // predicate.
 597   if (BBI.Predicate.size() && !TII->SubsumesPredicate(BBI.Predicate, Pred))
 598     return false;
 599
 600   if (BBI.BrCond.size()) {
 601     if (!isTriangle)
 602       return false;
 603
 604     // Test predicate subsumsion.
 605     std::vector<MachineOperand> RevPred(Pred);
 606     std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 607     if (RevBranch) {
 608       if (TII->ReverseBranchCondition(Cond))
 609         return false;
 610     }
 611     if (TII->ReverseBranchCondition(RevPred) ||
 612         !TII->SubsumesPredicate(Cond, RevPred))
 613       return false;
 614   }
 615
 616   return true;
 617 }
 618
 619 /// AnalyzeBlock - Analyze the structure of the sub-CFG starting from
 620 /// the specified block. Record its successors and whether it looks like an
 621 /// if-conversion candidate.
 622 IfConverter::BBInfo &IfConverter::AnalyzeBlock(MachineBasicBlock *BB,
 623                                              std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 624   BBInfo &BBI = BBAnalysis[BB->getNumber()];
 625
 626   if (BBI.IsAnalyzed || BBI.IsBeingAnalyzed)
 627     return BBI;
 628
 629   BBI.BB = BB;
 630   BBI.IsBeingAnalyzed = true;
 631
 632   ScanInstructions(BBI);
 633
 634   // Unanalyable or ends with fallthrough or unconditional branch.
 635   if (!BBI.IsBrAnalyzable || BBI.BrCond.size() == 0) {
 636     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 637     BBI.IsAnalyzed = true;
 638     return BBI;
 639   }
 640
 641   // Do not ifcvt if either path is a back edge to the entry block.
 642   if (BBI.TrueBB == BB || BBI.FalseBB == BB) {
 643     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 644     BBI.IsAnalyzed = true;
 645     return BBI;
 646   }
 647
 648   BBInfo &TrueBBI  = AnalyzeBlock(BBI.TrueBB, Tokens);
 649   BBInfo &FalseBBI = AnalyzeBlock(BBI.FalseBB, Tokens);
 650
 651   if (TrueBBI.IsDone && FalseBBI.IsDone) {
 652     BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 653     BBI.IsAnalyzed = true;
 654     return BBI;
 655   }
 656
 657   std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
 658   bool CanRevCond = !TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
 659
 660   unsigned Dups = 0;
 661   unsigned Dups2 = 0;
 662   bool TNeedSub = TrueBBI.Predicate.size() > 0;
 663   bool FNeedSub = FalseBBI.Predicate.size() > 0;
 664   bool Enqueued = false;
 665   if (CanRevCond && ValidDiamond(TrueBBI, FalseBBI, Dups, Dups2) &&
 666       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 667       MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize - (Dups + Dups2)) &&
 668       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond) &&
 669       FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 670     // Diamond:
 671     //   EBB
 672     //   / \_
 673     //  |   |
 674     // TBB FBB
 675     //   \ /
 676     //  TailBB
 677     // Note TailBB can be empty.
 678     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICDiamond, TNeedSub|FNeedSub, Dups,
 679                                     Dups2));
 680     Enqueued = true;
 681   }
 682
 683   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, false, Dups) &&
 684       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 685       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true)) {
 686     // Triangle:
 687     //   EBB
 688     //   | \_
 689     //   |  |
 690     //   | TBB
 691     //   |  /
 692     //   FBB
 693     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangle, TNeedSub, Dups));
 694     Enqueued = true;
 695   }
 696
 697   if (ValidTriangle(TrueBBI, FalseBBI, true, Dups) &&
 698       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 699       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond, true, true)) {
 700     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleRev, TNeedSub, Dups));
 701     Enqueued = true;
 702   }
 703
 704   if (ValidSimple(TrueBBI, Dups) &&
 705       MeetIfcvtSizeLimit(TrueBBI.NonPredSize) &&
 706       FeasibilityAnalysis(TrueBBI, BBI.BrCond)) {
 707     // Simple (split, no rejoin):
 708     //   EBB
 709     //   | \_
 710     //   |  |
 711     //   | TBB---> exit
 712     //   |
 713     //   FBB
 714     Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimple, TNeedSub, Dups));
 715     Enqueued = true;
 716   }
 717
 718   if (CanRevCond) {
 719     // Try the other path...
 720     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, false, Dups) &&
 721         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 722         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true)) {
 723       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFalse, FNeedSub, Dups));
 724       Enqueued = true;
 725     }
 726
 727     if (ValidTriangle(FalseBBI, TrueBBI, true, Dups) &&
 728         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 729         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond, true, true)) {
 730       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICTriangleFRev, FNeedSub, Dups));
 731       Enqueued = true;
 732     }
 733
 734     if (ValidSimple(FalseBBI, Dups) &&
 735         MeetIfcvtSizeLimit(FalseBBI.NonPredSize) &&
 736         FeasibilityAnalysis(FalseBBI, RevCond)) {
 737       Tokens.push_back(new IfcvtToken(BBI, ICSimpleFalse, FNeedSub, Dups));
 738       Enqueued = true;
 739     }
 740   }
 741
 742   BBI.IsEnqueued = Enqueued;
 743   BBI.IsBeingAnalyzed = false;
 744   BBI.IsAnalyzed = true;
 745   return BBI;
 746 }
 747
 748 /// AnalyzeBlocks - Analyze all blocks and find entries for all if-conversion
 749 /// candidates. It returns true if any CFG restructuring is done to expose more
 750 /// if-conversion opportunities.
 751 bool IfConverter::AnalyzeBlocks(MachineFunction &MF,
 752                                 std::vector<IfcvtToken*> &Tokens) {
 753   bool Change = false;
 754   std::set<MachineBasicBlock*> Visited;
 755   for (unsigned i = 0, e = Roots.size(); i != e; ++i) {
 756     for (idf_ext_iterator<MachineBasicBlock*> I=idf_ext_begin(Roots[i],Visited),
 757            E = idf_ext_end(Roots[i], Visited); I != E; ++I) {
 758       MachineBasicBlock *BB = *I;
 759       AnalyzeBlock(BB, Tokens);
 760     }
 761   }
 762
 763   // Sort to favor more complex ifcvt scheme.
 764   std::stable_sort(Tokens.begin(), Tokens.end(), IfcvtTokenCmp);
 765
 766   return Change;
 767 }
 768
 769 /// canFallThroughTo - Returns true either if ToBB is the next block after BB or
 770 /// that all the intervening blocks are empty (given BB can fall through to its
 771 /// next block).
 772 static bool canFallThroughTo(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB) {
 773   MachineFunction::iterator I = BB;
 774   MachineFunction::iterator TI = ToBB;
 775   MachineFunction::iterator E = BB->getParent()->end();
 776   while (++I != TI)
 777     if (I == E || !I->empty())
 778       return false;
 779   return true;
 780 }
 781
 782 /// InvalidatePreds - Invalidate predecessor BB info so it would be re-analyzed
 783 /// to determine if it can be if-converted. If predecessor is already enqueued,
 784 /// dequeue it!
 785 void IfConverter::InvalidatePreds(MachineBasicBlock *BB) {
 786   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = BB->pred_begin(),
 787          E = BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 788     BBInfo &PBBI = BBAnalysis[(*PI)->getNumber()];
 789     if (PBBI.IsDone || PBBI.BB == BB)
 790       continue;
 791     PBBI.IsAnalyzed = false;
 792     PBBI.IsEnqueued = false;
 793   }
 794 }
 795
 796 /// InsertUncondBranch - Inserts an unconditional branch from BB to ToBB.
 797 ///
 798 static void InsertUncondBranch(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock *ToBB,
 799                                const TargetInstrInfo *TII) {
 800   std::vector<MachineOperand> NoCond;
 801   TII->InsertBranch(*BB, ToBB, NULL, NoCond);
 802 }
 803
 804 /// RemoveExtraEdges - Remove true / false edges if either / both are no longer
 805 /// successors.
 806 void IfConverter::RemoveExtraEdges(BBInfo &BBI) {
 807   MachineBasicBlock *TBB = NULL, *FBB = NULL;
 808   std::vector<MachineOperand> Cond;
 809   bool isAnalyzable = !TII->AnalyzeBranch(*BBI.BB, TBB, FBB, Cond);
 810   bool CanFallthrough = isAnalyzable && (TBB == NULL || FBB == NULL);
 811   if (BBI.TrueBB && BBI.BB->isSuccessor(BBI.TrueBB))
 812     if (!(BBI.TrueBB == TBB || BBI.TrueBB == FBB ||
 813           (CanFallthrough && getNextBlock(BBI.BB) == BBI.TrueBB)))
 814       BBI.BB->removeSuccessor(BBI.TrueBB);
 815   if (BBI.FalseBB && BBI.BB->isSuccessor(BBI.FalseBB))
 816     if (!(BBI.FalseBB == TBB || BBI.FalseBB == FBB ||
 817           (CanFallthrough && getNextBlock(BBI.BB) == BBI.FalseBB)))
 818       BBI.BB->removeSuccessor(BBI.FalseBB);
 819 }
 820
 821 /// IfConvertSimple - If convert a simple (split, no rejoin) sub-CFG.
 822 ///
 823 bool IfConverter::IfConvertSimple(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 824   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 825   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 826   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 827   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 828
 829   std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 830   if (Kind == ICSimpleFalse)
 831     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 832
 833   if (CvtBBI->IsDone ||
 834       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 835     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 836     BBI.IsAnalyzed = false;
 837     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 838     return false;
 839   }
 840
 841   if (Kind == ICSimpleFalse)
 842     TII->ReverseBranchCondition(Cond);
 843
 844   if (CvtBBI->BB->pred_size() > 1) {
 845     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 846     // Copy instructions in the true block, predicate them add them to
 847     // the entry block.
 848     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond);
 849   } else {
 850     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 851
 852     // Merge converted block into entry block.
 853     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 854     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 855   }
 856
 857   bool IterIfcvt = true;
 858   if (!canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB)) {
 859     InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 860     BBI.HasFallThrough = false;
 861     // Now ifcvt'd block will look like this:
 862     // BB:
 863     // ...
 864     // t, f = cmp
 865     // if t op
 866     // b BBf
 867     //
 868     // We cannot further ifcvt this block because the unconditional branch
 869     // will have to be predicated on the new condition, that will not be
 870     // available if cmp executes.
 871     IterIfcvt = false;
 872   }
 873
 874   RemoveExtraEdges(BBI);
 875
 876   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
 877   if (!IterIfcvt)
 878     BBI.IsDone = true;
 879   InvalidatePreds(BBI.BB);
 880   CvtBBI->IsDone = true;
 881
 882   // FIXME: Must maintain LiveIns.
 883   return true;
 884 }
 885
 886 /// IfConvertTriangle - If convert a triangle sub-CFG.
 887 ///
 888 bool IfConverter::IfConvertTriangle(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind) {
 889   BBInfo &TrueBBI = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 890   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
 891   BBInfo *CvtBBI = &TrueBBI;
 892   BBInfo *NextBBI = &FalseBBI;
 893
 894   std::vector<MachineOperand> Cond(BBI.BrCond);
 895   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 896     std::swap(CvtBBI, NextBBI);
 897
 898   if (CvtBBI->IsDone ||
 899       (CvtBBI->CannotBeCopied && CvtBBI->BB->pred_size() > 1)) {
 900     // Something has changed. It's no longer safe to predicate this block.
 901     BBI.IsAnalyzed = false;
 902     CvtBBI->IsAnalyzed = false;
 903     return false;
 904   }
 905
 906   if (Kind == ICTriangleFalse || Kind == ICTriangleFRev)
 907     TII->ReverseBranchCondition(Cond);
 908
 909   if (Kind == ICTriangleRev || Kind == ICTriangleFRev) {
 910     ReverseBranchCondition(*CvtBBI);
 911     // BB has been changed, modify its predecessors (except for this
 912     // one) so they don't get ifcvt'ed based on bad intel.
 913     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = CvtBBI->BB->pred_begin(),
 914            E = CvtBBI->BB->pred_end(); PI != E; ++PI) {
 915       MachineBasicBlock *PBB = *PI;
 916       if (PBB == BBI.BB)
 917         continue;
 918       BBInfo &PBBI = BBAnalysis[PBB->getNumber()];
 919       if (PBBI.IsEnqueued) {
 920         PBBI.IsAnalyzed = false;
 921         PBBI.IsEnqueued = false;
 922       }
 923     }
 924   }
 925
 926   bool HasEarlyExit = CvtBBI->FalseBB != NULL;
 927   bool DupBB = CvtBBI->BB->pred_size() > 1;
 928   if (DupBB) {
 929     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 930     // Copy instructions in the true block, predicate them add them to
 931     // the entry block.
 932     CopyAndPredicateBlock(BBI, *CvtBBI, Cond, true);
 933   } else {
 934     // Predicate the 'true' block after removing its branch.
 935     CvtBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*CvtBBI->BB);
 936     PredicateBlock(*CvtBBI, CvtBBI->BB->end(), Cond);
 937   }
 938
 939   // If 'true' block has a 'false' successor, add an exit branch to it.
 940   if (HasEarlyExit) {
 941     std::vector<MachineOperand> RevCond(CvtBBI->BrCond);
 942     if (TII->ReverseBranchCondition(RevCond))
 943       assert(false && "Unable to reverse branch condition!");
 944     if (DupBB) {
 945       TII->InsertBranch(*BBI.BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond);
 946       BBI.BB->addSuccessor(CvtBBI->FalseBB);
 947     } else {
 948       TII->InsertBranch(*CvtBBI->BB, CvtBBI->FalseBB, NULL, RevCond);
 949     }
 950   }
 951
 952   if (!DupBB) {
 953     // Now merge the entry of the triangle with the true block.
 954     BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
 955     MergeBlocks(BBI, *CvtBBI);
 956   }
 957
 958   // Merge in the 'false' block if the 'false' block has no other
 959   // predecessors. Otherwise, add a unconditional branch from to 'false'.
 960   bool FalseBBDead = false;
 961   bool IterIfcvt = true;
 962   bool isFallThrough = canFallThroughTo(BBI.BB, NextBBI->BB);
 963   if (!isFallThrough) {
 964     // Only merge them if the true block does not fallthrough to the false
 965     // block. By not merging them, we make it possible to iteratively
 966     // ifcvt the blocks.
 967     if (!HasEarlyExit &&
 968         NextBBI->BB->pred_size() == 1 && !NextBBI->HasFallThrough) {
 969       MergeBlocks(BBI, *NextBBI);
 970       FalseBBDead = true;
 971     } else {
 972       InsertUncondBranch(BBI.BB, NextBBI->BB, TII);
 973       BBI.HasFallThrough = false;
 974     }
 975     // Mixed predicated and unpredicated code. This cannot be iteratively
 976     // predicated.
 977     IterIfcvt = false;
 978   }
 979
 980   RemoveExtraEdges(BBI);
 981
 982   // Update block info. BB can be iteratively if-converted.
 983   if (!IterIfcvt)
 984     BBI.IsDone = true;
 985   InvalidatePreds(BBI.BB);
 986   CvtBBI->IsDone = true;
 987   if (FalseBBDead)
 988     NextBBI->IsDone = true;
 989
 990   // FIXME: Must maintain LiveIns.
 991   return true;
 992 }
 993
 994 /// IfConvertDiamond - If convert a diamond sub-CFG.
 995 ///
 996 bool IfConverter::IfConvertDiamond(BBInfo &BBI, IfcvtKind Kind,
 997                                    unsigned NumDups1, unsigned NumDups2) {
 998   BBInfo &TrueBBI  = BBAnalysis[BBI.TrueBB->getNumber()];
 999   BBInfo &FalseBBI = BBAnalysis[BBI.FalseBB->getNumber()];
1000   MachineBasicBlock *TailBB = TrueBBI.TrueBB;
1001   // True block must fall through or ended with unanalyzable terminator.
1002   if (!TailBB) {
1003     if (blockAlwaysFallThrough(TrueBBI))
1004       TailBB = FalseBBI.TrueBB;
1005     assert((TailBB || !TrueBBI.IsBrAnalyzable) && "Unexpected!");
1006   }
1007
1008   if (TrueBBI.IsDone || FalseBBI.IsDone ||
1009       TrueBBI.BB->pred_size() > 1 ||
1010       FalseBBI.BB->pred_size() > 1) {
1011     // Something has changed. It's no longer safe to predicate these blocks.
1012     BBI.IsAnalyzed = false;
1013     TrueBBI.IsAnalyzed = false;
1014     FalseBBI.IsAnalyzed = false;
1015     return false;
1016   }
1017
1018   // Merge the 'true' and 'false' blocks by copying the instructions
1019   // from the 'false' block to the 'true' block. That is, unless the true
1020   // block would clobber the predicate, in that case, do the opposite.
1021   BBInfo *BBI1 = &TrueBBI;
1022   BBInfo *BBI2 = &FalseBBI;
1023   std::vector<MachineOperand> RevCond(BBI.BrCond);
1024   TII->ReverseBranchCondition(RevCond);
1025   std::vector<MachineOperand> *Cond1 = &BBI.BrCond;
1026   std::vector<MachineOperand> *Cond2 = &RevCond;
1027   bool NeedBr1 = BBI1->FalseBB != NULL;
1028   bool NeedBr2 = BBI2->FalseBB != NULL;
1029
1030   // Figure out the more profitable ordering.
1031   bool DoSwap = false;
1032   if (TrueBBI.ClobbersPred && !FalseBBI.ClobbersPred)
1033     DoSwap = true;
1034   else if (TrueBBI.ClobbersPred == FalseBBI.ClobbersPred) {
1035     if (!NeedBr1 && NeedBr2)
1036       DoSwap = true;
1037     else if (NeedBr1 == NeedBr2) {
1038       if (TrueBBI.NonPredSize > FalseBBI.NonPredSize)
1039         DoSwap = true;
1040     }
1041   }
1042   if (DoSwap) {
1043     std::swap(BBI1, BBI2);
1044     std::swap(Cond1, Cond2);
1045     std::swap(NeedBr1, NeedBr2);
1046   }
1047
1048   // Remove the conditional branch from entry to the blocks.
1049   BBI.NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI.BB);
1050
1051   // Remove the duplicated instructions at the beginnings of both paths.
1052   MachineBasicBlock::iterator DI1 = BBI1->BB->begin();
1053   MachineBasicBlock::iterator DI2 = BBI2->BB->begin();
1054   BBI1->NonPredSize -= NumDups1;
1055   BBI2->NonPredSize -= NumDups1;
1056   while (NumDups1 != 0) {
1057     ++DI1;
1058     ++DI2;
1059     --NumDups1;
1060   }
1061   BBI.BB->splice(BBI.BB->end(), BBI1->BB, BBI1->BB->begin(), DI1);
1062   BBI2->BB->erase(BBI2->BB->begin(), DI2);
1063
1064   // Predicate the 'true' block after removing its branch.
1065   BBI1->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI1->BB);
1066   DI1 = BBI1->BB->end();
1067   for (unsigned i = 0; i != NumDups2; ++i)
1068     --DI1;
1069   BBI1->BB->erase(DI1, BBI1->BB->end());
1070   PredicateBlock(*BBI1, BBI1->BB->end(), *Cond1);
1071
1072   // Add an early exit branch if needed.
1073   if (NeedBr1)
1074     TII->InsertBranch(*BBI1->BB, BBI1->FalseBB, NULL, *Cond1);
1075
1076   // Predicate the 'false' block.
1077   BBI2->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*BBI2->BB);
1078   DI2 = BBI2->BB->end();
1079   while (NumDups2 != 0) {
1080     --DI2;
1081     --NumDups2;
1082   }
1083   PredicateBlock(*BBI2, DI2, *Cond2);
1084
1085   // Add an unconditional branch from 'false' to to 'false' successor if it
1086   // will not be the fallthrough block.
1087   if (NeedBr2 && !NeedBr1) {
1088     // If BBI2 isn't going to be merged in, then the existing fallthrough
1089     // or branch is fine.
1090     if (!canFallThroughTo(BBI.BB, BBI2->FalseBB)) {
1091       InsertUncondBranch(BBI2->BB, BBI2->FalseBB, TII);
1092       BBI2->HasFallThrough = false;
1093     }
1094   }
1095
1096   // Keep them as two separate blocks if there is an early exit.
1097   if (!NeedBr1)
1098     MergeBlocks(*BBI1, *BBI2);
1099
1100   // Merge the combined block into the entry of the diamond.
1101   MergeBlocks(BBI, *BBI1);
1102
1103   // 'True' and 'false' aren't combined, see if we need to add a unconditional
1104   // branch to the 'false' block.
1105   if (NeedBr1 && !canFallThroughTo(BBI.BB, BBI2->BB)) {
1106     InsertUncondBranch(BBI.BB, BBI2->BB, TII);
1107     BBI1->HasFallThrough = false;
1108   }
1109
1110   // If the if-converted block fallthrough or unconditionally branch into the
1111   // tail block, and the tail block does not have other predecessors, then
1112   // fold the tail block in as well. Otherwise, unless it falls through to the
1113   // tail, add a unconditional branch to it.
1114   if (TailBB) {
1115     BBInfo TailBBI = BBAnalysis[TailBB->getNumber()];
1116     BBInfo *LastBBI = NeedBr1 ? BBI2 : &BBI;
1117     bool HasEarlyExit = NeedBr1 ? NeedBr2 : false;
1118     if (!HasEarlyExit &&
1119         TailBB->pred_size() == 1 && !TailBBI.HasFallThrough) {
1120       LastBBI->NonPredSize -= TII->RemoveBranch(*LastBBI->BB);
1121       MergeBlocks(*LastBBI, TailBBI);
1122       TailBBI.IsDone = true;
1123     } else {
1124       bool isFallThrough = canFallThroughTo(LastBBI->BB, TailBB);
1125       if (!isFallThrough) {
1126         InsertUncondBranch(LastBBI->BB, TailBB, TII);
1127         LastBBI->HasFallThrough = false;
1128       }
1129     }
1130   }
1131
1132   RemoveExtraEdges(BBI);
1133
1134   // Update block info.
1135   BBI.IsDone = TrueBBI.IsDone = FalseBBI.IsDone = true;
1136   InvalidatePreds(BBI.BB);
1137
1138   // FIXME: Must maintain LiveIns.
1139   return true;
1140 }
1141
1142 /// PredicateBlock - Predicate instructions from the start of the block to the
1143 /// specified end with the specified condition.
1144 void IfConverter::PredicateBlock(BBInfo &BBI,
1145                                  MachineBasicBlock::iterator E,
1146                                  std::vector<MachineOperand> &Cond) {
1147   for (MachineBasicBlock::iterator I = BBI.BB->begin(); I != E; ++I) {
1148     if (TII->isPredicated(I))
1149       continue;
1150     if (!TII->PredicateInstruction(I, Cond)) {
1151       cerr << "Unable to predicate " << *I << "!\n";
1152       abort();
1153     }
1154   }
1155
1156   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(BBI.Predicate));
1157
1158   BBI.IsAnalyzed = false;
1159   BBI.NonPredSize = 0;
1160
1161   NumIfConvBBs++;
1162 }
1163
1164 /// CopyAndPredicateBlock - Copy and predicate instructions from source BB to
1165 /// the destination block. Skip end of block branches if IgnoreBr is true.
1166 void IfConverter::CopyAndPredicateBlock(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI,
1167                                         std::vector<MachineOperand> &Cond,
1168                                         bool IgnoreBr) {
1169   for (MachineBasicBlock::iterator I = FromBBI.BB->begin(),
1170          E = FromBBI.BB->end(); I != E; ++I) {
1171     const TargetInstrDescriptor *TID = I->getInstrDescriptor();
1172     bool isPredicated = TII->isPredicated(I);
1173     // Do not copy the end of the block branches.
1174     if (IgnoreBr && !isPredicated && (TID->Flags & M_BRANCH_FLAG) != 0)
1175       break;
1176
1177     MachineInstr *MI = I->clone();
1178     ToBBI.BB->insert(ToBBI.BB->end(), MI);
1179     ToBBI.NonPredSize++;
1180
1181     if (!isPredicated)
1182       if (!TII->PredicateInstruction(MI, Cond)) {
1183         cerr << "Unable to predicate " << *MI << "!\n";
1184         abort();
1185       }
1186   }
1187
1188   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1189             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1190   std::copy(Cond.begin(), Cond.end(), std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1191
1192   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1193   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1194
1195   NumDupBBs++;
1196 }
1197
1198 /// MergeBlocks - Move all instructions from FromBB to the end of ToBB.
1199 ///
1200 void IfConverter::MergeBlocks(BBInfo &ToBBI, BBInfo &FromBBI) {
1201   ToBBI.BB->splice(ToBBI.BB->end(),
1202                    FromBBI.BB, FromBBI.BB->begin(), FromBBI.BB->end());
1203
1204   // Redirect all branches to FromBB to ToBB.
1205   std::vector<MachineBasicBlock *> Preds(FromBBI.BB->pred_begin(),
1206                                          FromBBI.BB->pred_end());
1207   for (unsigned i = 0, e = Preds.size(); i != e; ++i) {
1208     MachineBasicBlock *Pred = Preds[i];
1209     if (Pred == ToBBI.BB)
1210       continue;
1211     Pred->ReplaceUsesOfBlockWith(FromBBI.BB, ToBBI.BB);
1212   }
1213
1214   std::vector<MachineBasicBlock *> Succs(FromBBI.BB->succ_begin(),
1215                                          FromBBI.BB->succ_end());
1216   MachineBasicBlock *NBB = getNextBlock(FromBBI.BB);
1217   MachineBasicBlock *FallThrough = FromBBI.HasFallThrough ? NBB : NULL;
1218
1219   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i) {
1220     MachineBasicBlock *Succ = Succs[i];
1221     // Fallthrough edge can't be transferred.
1222     if (Succ == FallThrough)
1223       continue;
1224     FromBBI.BB->removeSuccessor(Succ);
1225     if (!ToBBI.BB->isSuccessor(Succ))
1226       ToBBI.BB->addSuccessor(Succ);
1227   }
1228
1229   // Now FromBBI always fall through to the next block!
1230   if (NBB)
1231     FromBBI.BB->addSuccessor(NBB);
1232
1233   std::copy(FromBBI.Predicate.begin(), FromBBI.Predicate.end(),
1234             std::back_inserter(ToBBI.Predicate));
1235   FromBBI.Predicate.clear();
1236
1237   ToBBI.NonPredSize += FromBBI.NonPredSize;
1238   FromBBI.NonPredSize = 0;
1239
1240   ToBBI.ClobbersPred |= FromBBI.ClobbersPred;
1241   ToBBI.HasFallThrough = FromBBI.HasFallThrough;
1242   ToBBI.IsAnalyzed = false;
1243   FromBBI.IsAnalyzed = false;
1244 }