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[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / BranchProbabilityInfo.h
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 #ifndef LLVM_ANALYSIS_BRANCHPROBABILITYINFO_H
 #define LLVM_ANALYSIS_BRANCHPROBABILITYINFO_H
 
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/InitializePasses.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/Support/BranchProbability.h"
 
 namespace llvm {
 class LoopInfo;
 class raw_ostream;
 
+/// \brief Analysis pass providing branch probability information.
+///
+/// This is a function analysis pass which provides information on the relative
+/// probabilities of each "edge" in the function's CFG where such an edge is
+/// defined by a pair (PredBlock and an index in the successors). The
+/// probability of an edge from one block is always relative to the
+/// probabilities of other edges from the block. The probabilites of all edges
+/// from a block sum to exactly one (100%).
+/// We use a pair (PredBlock and an index in the successors) to uniquely
+/// identify an edge, since we can have multiple edges from Src to Dst.
+/// As an example, we can have a switch which jumps to Dst with value 0 and
+/// value 10.
 class BranchProbabilityInfo : public FunctionPass {
 public:
   static char ID;
@@ -35,34 +48,69 @@ public:
   bool runOnFunction(Function &F);
   void print(raw_ostream &OS, const Module *M = 0) const;
 
-  // Returned value is between 1 and UINT32_MAX. Look at
-  // BranchProbabilityInfo.cpp for details.
-  uint32_t getEdgeWeight(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const;
+  /// \brief Get an edge's probability, relative to other out-edges of the Src.
+  ///
+  /// This routine provides access to the fractional probability between zero
+  /// (0%) and one (100%) of this edge executing, relative to other edges
+  /// leaving the 'Src' block. The returned probability is never zero, and can
+  /// only be one if the source block has only one successor.
+  BranchProbability getEdgeProbability(const BasicBlock *Src,
+                                       unsigned IndexInSuccessors) const;
 
-  // Look at BranchProbabilityInfo.cpp for details. Use it with caution!
-  void setEdgeWeight(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst,
-                     uint32_t Weight);
+  /// \brief Get the probability of going from Src to Dst.
+  ///
+  /// It returns the sum of all probabilities for edges from Src to Dst.
+  BranchProbability getEdgeProbability(const BasicBlock *Src,
+                                       const BasicBlock *Dst) const;
 
-  // A 'Hot' edge is an edge which probability is >= 80%.
+  /// \brief Test if an edge is hot relative to other out-edges of the Src.
+  ///
+  /// Check whether this edge out of the source block is 'hot'. We define hot
+  /// as having a relative probability >= 80%.
   bool isEdgeHot(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const;
 
-  // Return a hot successor for the block BB or null if there isn't one.
+  /// \brief Retrieve the hot successor of a block if one exists.
+  ///
+  /// Given a basic block, look through its successors and if one exists for
+  /// which \see isEdgeHot would return true, return that successor block.
   BasicBlock *getHotSucc(BasicBlock *BB) const;
 
-  // Return a probability as a fraction between 0 (0% probability) and
-  // 1 (100% probability), however the value is never equal to 0, and can be 1
-  // only iff SRC block has only one successor.
-  BranchProbability getEdgeProbability(const BasicBlock *Src,
-                                       const BasicBlock *Dst) const;
-
-  // Print value between 0 (0% probability) and 1 (100% probability),
-  // however the value is never equal to 0, and can be 1 only iff SRC block
-  // has only one successor.
+  /// \brief Print an edge's probability.
+  ///
+  /// Retrieves an edge's probability similarly to \see getEdgeProbability, but
+  /// then prints that probability to the provided stream. That stream is then
+  /// returned.
   raw_ostream &printEdgeProbability(raw_ostream &OS, const BasicBlock *Src,
                                     const BasicBlock *Dst) const;
 
+  /// \brief Get the raw edge weight calculated for the edge.
+  ///
+  /// This returns the raw edge weight. It is guaranteed to fall between 1 and
+  /// UINT32_MAX. Note that the raw edge weight is not meaningful in isolation.
+  /// This interface should be very carefully, and primarily by routines that
+  /// are updating the analysis by later calling setEdgeWeight.
+  uint32_t getEdgeWeight(const BasicBlock *Src,
+                         unsigned IndexInSuccessors) const;
+
+  /// \brief Get the raw edge weight calculated for the block pair.
+  ///
+  /// This returns the sum of all raw edge weights from Src to Dst.
+  /// It is guaranteed to fall between 1 and UINT32_MAX.
+  uint32_t getEdgeWeight(const BasicBlock *Src, const BasicBlock *Dst) const;
+
+  /// \brief Set the raw edge weight for a given edge.
+  ///
+  /// This allows a pass to explicitly set the edge weight for an edge. It can
+  /// be used when updating the CFG to update and preserve the branch
+  /// probability information. Read the implementation of how these edge
+  /// weights are calculated carefully before using!
+  void setEdgeWeight(const BasicBlock *Src, unsigned IndexInSuccessors,
+                     uint32_t Weight);
+
 private:
-  typedef std::pair<const BasicBlock *, const BasicBlock *> Edge;
+  // Since we allow duplicate edges from one basic block to another, we use
+  // a pair (PredBlock and an index in the successors) to specify an edge.
+  typedef std::pair<const BasicBlock *, unsigned> Edge;
 
   // Default weight value. Used when we don't have information about the edge.
   // TODO: DEFAULT_WEIGHT makes sense during static predication, when none of
@@ -80,15 +128,19 @@ private:
   /// \brief Track the last function we run over for printing.
   Function *LastF;
 
+  /// \brief Track the set of blocks directly succeeded by a returning block.
+  SmallPtrSet<BasicBlock *, 16> PostDominatedByUnreachable;
+
   /// \brief Get sum of the block successors' weights.
   uint32_t getSumForBlock(const BasicBlock *BB) const;
 
+  bool calcUnreachableHeuristics(BasicBlock *BB);
   bool calcMetadataWeights(BasicBlock *BB);
-  bool calcReturnHeuristics(BasicBlock *BB);
   bool calcPointerHeuristics(BasicBlock *BB);
   bool calcLoopBranchHeuristics(BasicBlock *BB);
   bool calcZeroHeuristics(BasicBlock *BB);
   bool calcFloatingPointHeuristics(BasicBlock *BB);
+  bool calcInvokeHeuristics(BasicBlock *BB);
 };
 
 }