Remove incomplete cost analysis.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / TailDuplication.cpp
index b6407c4bcbecc53c033f10c184a6fc22027bdc83..22d8157fc085319fc8be9593cc49cd64d662bd30 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- TailDuplication.cpp - Simplify CFG through tail duplication --------===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This pass performs a limited form of tail duplication, intended to simplify
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "tailduplicate"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Constant.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/iPHINode.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Type.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
-#include "Support/CommandLine.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/Statistic.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumEliminated, "Number of unconditional branches eliminated");
+
 namespace {
   cl::opt<unsigned>
   Threshold("taildup-threshold", cl::desc("Max block size to tail duplicate"),
             cl::init(6), cl::Hidden);
-  Statistic<> NumEliminated("tailduplicate",
-                            "Number of unconditional branches eliminated");
-  Statistic<> NumPHINodes("tailduplicate", "Number of phi nodes inserted");
-
-  class TailDup : public FunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN TailDup : public FunctionPass {
     bool runOnFunction(Function &F);
+  public:
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    TailDup() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+
   private:
     inline bool shouldEliminateUnconditionalBranch(TerminatorInst *TI);
     inline void eliminateUnconditionalBranch(BranchInst *BI);
   };
-  RegisterOpt<TailDup> X("tailduplicate", "Tail Duplication");
+  char TailDup::ID = 0;
+  RegisterPass<TailDup> X("tailduplicate", "Tail Duplication");
 }
 
 // Public interface to the Tail Duplication pass
-Pass *llvm::createTailDuplicationPass() { return new TailDup(); }
+FunctionPass *llvm::createTailDuplicationPass() { return new TailDup(); }
 
 /// runOnFunction - Top level algorithm - Loop over each unconditional branch in
 /// the function, eliminating it if it looks attractive enough.
@@ -108,18 +113,98 @@ bool TailDup::shouldEliminateUnconditionalBranch(TerminatorInst *TI) {
   BasicBlock::iterator I = Dest->begin();
   while (isa<PHINode>(*I)) ++I;
 
-  for (unsigned Size = 0; I != Dest->end(); ++Size, ++I)
-    if (Size == Threshold) return false;  // The block is too large...
+  for (unsigned Size = 0; I != Dest->end(); ++I) {
+    if (Size == Threshold) return false;  // The block is too large.
+    // Only count instructions that are not debugger intrinsics.
+    if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) ++Size;
+  }
 
   // Do not tail duplicate a block that has thousands of successors into a block
   // with a single successor if the block has many other predecessors.  This can
   // cause an N^2 explosion in CFG edges (and PHI node entries), as seen in
   // cases that have a large number of indirect gotos.
-  if (DTI->getNumSuccessors() > 8)
-    if (std::distance(PI, PE) * DTI->getNumSuccessors() > 128)
-      return false;
+  unsigned NumSuccs = DTI->getNumSuccessors();
+  if (NumSuccs > 8) {
+    unsigned TooMany = 128;
+    if (NumSuccs >= TooMany) return false;
+    TooMany = TooMany/NumSuccs;
+    for (; PI != PE; ++PI)
+      if (TooMany-- == 0) return false;
+  }
+  
+  // Finally, if this unconditional branch is a fall-through, be careful about
+  // tail duplicating it.  In particular, we don't want to taildup it if the
+  // original block will still be there after taildup is completed: doing so
+  // would eliminate the fall-through, requiring unconditional branches.
+  Function::iterator DestI = Dest;
+  if (&*--DestI == BI->getParent()) {
+    // The uncond branch is a fall-through.  Tail duplication of the block is
+    // will eliminate the fall-through-ness and end up cloning the terminator
+    // at the end of the Dest block.  Since the original Dest block will
+    // continue to exist, this means that one or the other will not be able to
+    // fall through.  One typical example that this helps with is code like:
+    // if (a)
+    //   foo();
+    // if (b)
+    //   foo();
+    // Cloning the 'if b' block into the end of the first foo block is messy.
+    
+    // The messy case is when the fall-through block falls through to other
+    // blocks.  This is what we would be preventing if we cloned the block.
+    DestI = Dest;
+    if (++DestI != Dest->getParent()->end()) {
+      BasicBlock *DestSucc = DestI;
+      // If any of Dest's successors are fall-throughs, don't do this xform.
+      for (succ_iterator SI = succ_begin(Dest), SE = succ_end(Dest);
+           SI != SE; ++SI)
+        if (*SI == DestSucc)
+          return false;
+    }
+  }
+
+  return true;
+}
+
+/// FindObviousSharedDomOf - We know there is a branch from SrcBlock to
+/// DestBlock, and that SrcBlock is not the only predecessor of DstBlock.  If we
+/// can find a predecessor of SrcBlock that is a dominator of both SrcBlock and
+/// DstBlock, return it.
+static BasicBlock *FindObviousSharedDomOf(BasicBlock *SrcBlock,
+                                          BasicBlock *DstBlock) {
+  // SrcBlock must have a single predecessor.
+  pred_iterator PI = pred_begin(SrcBlock), PE = pred_end(SrcBlock);
+  if (PI == PE || ++PI != PE) return 0;
+
+  BasicBlock *SrcPred = *pred_begin(SrcBlock);
+
+  // Look at the predecessors of DstBlock.  One of them will be SrcBlock.  If
+  // there is only one other pred, get it, otherwise we can't handle it.
+  PI = pred_begin(DstBlock); PE = pred_end(DstBlock);
+  BasicBlock *DstOtherPred = 0;
+  if (*PI == SrcBlock) {
+    if (++PI == PE) return 0;
+    DstOtherPred = *PI;
+    if (++PI != PE) return 0;
+  } else {
+    DstOtherPred = *PI;
+    if (++PI == PE || *PI != SrcBlock || ++PI != PE) return 0;
+  }
+
+  // We can handle two situations here: "if then" and "if then else" blocks.  An
+  // 'if then' situation is just where DstOtherPred == SrcPred.
+  if (DstOtherPred == SrcPred)
+    return SrcPred;
+
+  // Check to see if we have an "if then else" situation, which means that
+  // DstOtherPred will have a single predecessor and it will be SrcPred.
+  PI = pred_begin(DstOtherPred); PE = pred_end(DstOtherPred);
+  if (PI != PE && *PI == SrcPred) {
+    if (++PI != PE) return 0;  // Not a single pred.
+    return SrcPred;  // Otherwise, it's an "if then" situation.  Return the if.
+  }
 
-  return true;  
+  // Otherwise, this is something we can't handle.
+  return 0;
 }
 
 
@@ -133,8 +218,40 @@ void TailDup::eliminateUnconditionalBranch(BranchInst *Branch) {
   BasicBlock *DestBlock = Branch->getSuccessor(0);
   assert(SourceBlock != DestBlock && "Our predicate is broken!");
 
-  DEBUG(std::cerr << "TailDuplication[" << SourceBlock->getParent()->getName()
-                  << "]: Eliminating branch: " << *Branch);
+  DOUT << "TailDuplication[" << SourceBlock->getParent()->getName()
+       << "]: Eliminating branch: " << *Branch;
+
+  // See if we can avoid duplicating code by moving it up to a dominator of both
+  // blocks.
+  if (BasicBlock *DomBlock = FindObviousSharedDomOf(SourceBlock, DestBlock)) {
+    DOUT << "Found shared dominator: " << DomBlock->getName() << "\n";
+
+    // If there are non-phi instructions in DestBlock that have no operands
+    // defined in DestBlock, and if the instruction has no side effects, we can
+    // move the instruction to DomBlock instead of duplicating it.
+    BasicBlock::iterator BBI = DestBlock->begin();
+    while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
+    while (!isa<TerminatorInst>(BBI)) {
+      Instruction *I = BBI++;
+
+      bool CanHoist = !I->isTrapping() && !I->mayWriteToMemory();
+      if (CanHoist) {
+        for (unsigned op = 0, e = I->getNumOperands(); op != e; ++op)
+          if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(op)))
+            if (OpI->getParent() == DestBlock ||
+                (isa<InvokeInst>(OpI) && OpI->getParent() == DomBlock)) {
+              CanHoist = false;
+              break;
+            }
+        if (CanHoist) {
+          // Remove from DestBlock, move right before the term in DomBlock.
+          DestBlock->getInstList().remove(I);
+          DomBlock->getInstList().insert(DomBlock->getTerminator(), I);
+          DOUT << "Hoisted: " << *I;
+        }
+      }
+    }
+  }
 
   // Tail duplication can not update SSA properties correctly if the values
   // defined in the duplicated tail are used outside of the tail itself.  For
@@ -215,12 +332,12 @@ void TailDup::eliminateUnconditionalBranch(BranchInst *Branch) {
   for (succ_iterator SI = succ_begin(DestBlock), SE = succ_end(DestBlock);
        SI != SE; ++SI) {
     BasicBlock *Succ = *SI;
-    for (BasicBlock::iterator PNI = Succ->begin();
-         PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PNI); ++PNI) {
+    for (BasicBlock::iterator PNI = Succ->begin(); isa<PHINode>(PNI); ++PNI) {
+      PHINode *PN = cast<PHINode>(PNI);
       // Ok, we have a PHI node.  Figure out what the incoming value was for the
       // DestBlock.
       Value *IV = PN->getIncomingValueForBlock(DestBlock);
-      
+
       // Remap the value if necessary...
       if (Value *MappedIV = ValueMapping[IV])
         IV = MappedIV;