IR: Split Metadata from Value
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / SimplifyCFG.cpp
index 92fd56a52af08f328bdb587d1332733ad8473e0a..5f55b89b0f90f78ed92f2f2bc42247097b5f7a4c 100644 (file)
@@ -73,6 +73,7 @@ STATISTIC(NumBitMaps, "Number of switch instructions turned into bitmaps");
 STATISTIC(NumLinearMaps, "Number of switch instructions turned into linear mapping");
 STATISTIC(NumLookupTables, "Number of switch instructions turned into lookup tables");
 STATISTIC(NumLookupTablesHoles, "Number of switch instructions turned into lookup tables (holes checked)");
+STATISTIC(NumTableCmpReuses, "Number of reused switch table lookup compares");
 STATISTIC(NumSinkCommons, "Number of common instructions sunk down to the end block");
 STATISTIC(NumSpeculations, "Number of speculative executed instructions");
 
@@ -712,8 +713,7 @@ SimplifyEqualityComparisonWithOnlyPredecessor(TerminatorInst *TI,
     if (HasWeight)
       for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
            ++MD_i) {
-        ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
-        assert(CI);
+        ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
         Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
       }
     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_end(), e = SI->case_begin(); i != e;) {
@@ -818,7 +818,7 @@ static void GetBranchWeights(TerminatorInst *TI,
   MDNode *MD = TI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
   assert(MD);
   for (unsigned i = 1, e = MD->getNumOperands(); i < e; ++i) {
-    ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
+    ConstantInt *CI = mdconst::extract<ConstantInt>(MD->getOperand(i));
     Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
   }
 
@@ -2036,8 +2036,10 @@ static bool ExtractBranchMetadata(BranchInst *BI,
          "Looking for probabilities on unconditional branch?");
   MDNode *ProfileData = BI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
   if (!ProfileData || ProfileData->getNumOperands() != 3) return false;
-  ConstantInt *CITrue = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
-  ConstantInt *CIFalse = dyn_cast<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
+  ConstantInt *CITrue =
+      mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(1));
+  ConstantInt *CIFalse =
+      mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(ProfileData->getOperand(2));
   if (!CITrue || !CIFalse) return false;
   ProbTrue = CITrue->getValue().getZExtValue();
   ProbFalse = CIFalse->getValue().getZExtValue();
@@ -3982,6 +3984,89 @@ static bool ShouldBuildLookupTable(SwitchInst *SI,
   return SI->getNumCases() * 10 >= TableSize * 4;
 }
 
+/// Try to reuse the switch table index compare. Following pattern:
+/// \code
+///     if (idx < tablesize)
+///        r = table[idx]; // table does not contain default_value
+///     else
+///        r = default_value;
+///     if (r != default_value)
+///        ...
+/// \endcode
+/// Is optimized to:
+/// \code
+///     cond = idx < tablesize;
+///     if (cond)
+///        r = table[idx];
+///     else
+///        r = default_value;
+///     if (cond)
+///        ...
+/// \endcode
+/// Jump threading will then eliminate the second if(cond).
+static void reuseTableCompare(User *PhiUser, BasicBlock *PhiBlock,
+          BranchInst *RangeCheckBranch, Constant *DefaultValue,
+          const SmallVectorImpl<std::pair<ConstantInt*, Constant*> >& Values) {
+
+  ICmpInst *CmpInst = dyn_cast<ICmpInst>(PhiUser);
+  if (!CmpInst)
+    return;
+
+  // We require that the compare is in the same block as the phi so that jump
+  // threading can do its work afterwards.
+  if (CmpInst->getParent() != PhiBlock)
+    return;
+
+  Constant *CmpOp1 = dyn_cast<Constant>(CmpInst->getOperand(1));
+  if (!CmpOp1)
+    return;
+
+  Value *RangeCmp = RangeCheckBranch->getCondition();
+  Constant *TrueConst = ConstantInt::getTrue(RangeCmp->getType());
+  Constant *FalseConst = ConstantInt::getFalse(RangeCmp->getType());
+
+  // Check if the compare with the default value is constant true or false.
+  Constant *DefaultConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
+                                                 DefaultValue, CmpOp1, true);
+  if (DefaultConst != TrueConst && DefaultConst != FalseConst)
+    return;
+
+  // Check if the compare with the case values is distinct from the default
+  // compare result.
+  for (auto ValuePair : Values) {
+    Constant *CaseConst = ConstantExpr::getICmp(CmpInst->getPredicate(),
+                              ValuePair.second, CmpOp1, true);
+    if (!CaseConst || CaseConst == DefaultConst)
+      return;
+    assert((CaseConst == TrueConst || CaseConst == FalseConst) &&
+           "Expect true or false as compare result.");
+  }
+  // Check if the branch instruction dominates the phi node. It's a simple
+  // dominance check, but sufficient for our needs.
+  // Although this check is invariant in the calling loops, it's better to do it
+  // at this late stage. Practically we do it at most once for a switch.
+  BasicBlock *BranchBlock = RangeCheckBranch->getParent();
+  for (auto PI = pred_begin(PhiBlock), E = pred_end(PhiBlock); PI != E; ++PI) {
+    BasicBlock *Pred = *PI;
+    if (Pred != BranchBlock && Pred->getUniquePredecessor() != BranchBlock)
+      return;
+  }
+
+  if (DefaultConst == FalseConst) {
+    // The compare yields the same result. We can replace it.
+    CmpInst->replaceAllUsesWith(RangeCmp);
+    ++NumTableCmpReuses;
+  } else {
+    // The compare yields the same result, just inverted. We can replace it.
+    Value *InvertedTableCmp = BinaryOperator::CreateXor(RangeCmp,
+                ConstantInt::get(RangeCmp->getType(), 1), "inverted.cmp",
+                RangeCheckBranch);
+    CmpInst->replaceAllUsesWith(InvertedTableCmp);
+    ++NumTableCmpReuses;
+  }
+}
+
 /// SwitchToLookupTable - If the switch is only used to initialize one or more
 /// phi nodes in a common successor block with different constant values,
 /// replace the switch with lookup tables.
@@ -4058,11 +4143,8 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   // If the table has holes, we need a constant result for the default case
   // or a bitmask that fits in a register.
   SmallVector<std::pair<PHINode*, Constant*>, 4> DefaultResultsList;
-  bool HasDefaultResults = false;
-  if (TableHasHoles) {
-    HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(),
+  bool HasDefaultResults = GetCaseResults(SI, nullptr, SI->getDefaultDest(),
                                        &CommonDest, DefaultResultsList, DL);
-  }
 
   bool NeedMask = (TableHasHoles && !HasDefaultResults);
   if (NeedMask) {
@@ -4106,6 +4188,8 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   // lookup table BB. Otherwise, check if the condition value is within the case
   // range. If it is so, branch to the new BB. Otherwise branch to SI's default
   // destination.
+  BranchInst *RangeCheckBranch = nullptr;
+
   const bool GeneratingCoveredLookupTable = MaxTableSize == TableSize;
   if (GeneratingCoveredLookupTable) {
     Builder.CreateBr(LookupBB);
@@ -4116,7 +4200,7 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   } else {
     Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(TableIndex, ConstantInt::get(
                                        MinCaseVal->getType(), TableSize));
-    Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
+    RangeCheckBranch = Builder.CreateCondBr(Cmp, LookupBB, SI->getDefaultDest());
   }
 
   // Populate the BB that does the lookups.
@@ -4167,11 +4251,11 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
   bool ReturnedEarly = false;
   for (size_t I = 0, E = PHIs.size(); I != E; ++I) {
     PHINode *PHI = PHIs[I];
+    const ResultListTy &ResultList = ResultLists[PHI];
 
     // If using a bitmask, use any value to fill the lookup table holes.
     Constant *DV = NeedMask ? ResultLists[PHI][0].second : DefaultResults[PHI];
-    SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultLists[PHI],
-                            DV, DL);
+    SwitchLookupTable Table(Mod, TableSize, MinCaseVal, ResultList, DV, DL);
 
     Value *Result = Table.BuildLookup(TableIndex, Builder);
 
@@ -4184,6 +4268,16 @@ static bool SwitchToLookupTable(SwitchInst *SI,
       break;
     }
 
+    // Do a small peephole optimization: re-use the switch table compare if
+    // possible.
+    if (!TableHasHoles && HasDefaultResults && RangeCheckBranch) {
+      BasicBlock *PhiBlock = PHI->getParent();
+      // Search for compare instructions which use the phi.
+      for (auto *User : PHI->users()) {
+        reuseTableCompare(User, PhiBlock, RangeCheckBranch, DV, ResultList);
+      }
+    }
+
     PHI->addIncoming(Result, LookupBB);
   }