OSDN Git Service

983df4330a72ee4e253796c79ad77b6b47b3322e
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / profile.c
1 /* Calculate branch probabilities, and basic block execution counts.
2    Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1996, 1997, 1998, 1999,
3    2000, 2001  Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by James E. Wilson, UC Berkeley/Cygnus Support;
5    based on some ideas from Dain Samples of UC Berkeley.
6    Further mangling by Bob Manson, Cygnus Support.
7
8 This file is part of GNU CC.
9
10 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
22 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
23 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
24
25 /* ??? Register allocation should use basic block execution counts to
26    give preference to the most commonly executed blocks.  */
27
28 /* ??? The .da files are not safe.  Changing the program after creating .da
29    files or using different options when compiling with -fbranch-probabilities
30    can result the arc data not matching the program.  Maybe add instrumented
31    arc count to .bbg file?  Maybe check whether PFG matches the .bbg file?  */
32
33 /* ??? Should calculate branch probabilities before instrumenting code, since
34    then we can use arc counts to help decide which arcs to instrument.  */
35
36 #include "config.h"
37 #include "system.h"
38 #include "rtl.h"
39 #include "tree.h"
40 #include "flags.h"
41 #include "insn-config.h"
42 #include "output.h"
43 #include "regs.h"
44 #include "expr.h"
45 #include "function.h"
46 #include "toplev.h"
47 #include "ggc.h"
48 #include "hard-reg-set.h"
49 #include "basic-block.h"
50 #include "gcov-io.h"
51
52 /* Additional information about the edges we need.  */
53 struct edge_info
54   {
55     unsigned int count_valid : 1;
56     unsigned int on_tree : 1;
57     unsigned int ignore : 1;
58   };
59 struct bb_info
60   {
61     unsigned int count_valid : 1;
62     gcov_type succ_count;
63     gcov_type pred_count;
64   };
65
66 #define EDGE_INFO(e)  ((struct edge_info *) (e)->aux)
67 #define BB_INFO(b)  ((struct bb_info *) (b)->aux)
68
69 /* Keep all basic block indexes nonnegative in the gcov output.  Index 0
70    is used for entry block, last block exit block.   */
71 #define GCOV_INDEX_TO_BB(i)  ((i) == 0 ? ENTRY_BLOCK_PTR                \
72                               : (((i) == n_basic_blocks + 1)            \
73                                  ? EXIT_BLOCK_PTR : BASIC_BLOCK ((i)-1)))
74 #define BB_TO_GCOV_INDEX(bb)  ((bb) == ENTRY_BLOCK_PTR ? 0              \
75                                : ((bb) == EXIT_BLOCK_PTR                \
76                                   ? n_basic_blocks + 1 : (bb)->index + 1))
77
78 /* Name and file pointer of the output file for the basic block graph.  */
79
80 static FILE *bbg_file;
81
82 /* Name and file pointer of the input file for the arc count data.  */
83
84 static FILE *da_file;
85
86 /* Pointer of the output file for the basic block/line number map. */
87 static FILE *bb_file;
88
89 /* Last source file name written to bb_file. */
90
91 static char *last_bb_file_name;
92
93 /* Used by final, for allocating the proper amount of storage for the
94    instrumented arc execution counts.  */
95
96 int count_instrumented_edges;
97
98 /* Collect statistics on the performance of this pass for the entire source
99    file.  */
100
101 static int total_num_blocks;
102 static int total_num_edges;
103 static int total_num_edges_ignored;
104 static int total_num_edges_instrumented;
105 static int total_num_blocks_created;
106 static int total_num_passes;
107 static int total_num_times_called;
108 static int total_hist_br_prob[20];
109 static int total_num_never_executed;
110 static int total_num_branches;
111
112 /* Forward declarations.  */
113 static void find_spanning_tree PARAMS ((struct edge_list *));
114 static void init_edge_profiler PARAMS ((void));
115 static rtx gen_edge_profiler PARAMS ((int));
116 static void instrument_edges PARAMS ((struct edge_list *));
117 static void output_gcov_string PARAMS ((const char *, long));
118 static void compute_branch_probabilities PARAMS ((void));
119 static basic_block find_group PARAMS ((basic_block));
120 static void union_groups PARAMS ((basic_block, basic_block));
121
122 /* If non-zero, we need to output a constructor to set up the
123    per-object-file data. */
124 static int need_func_profiler = 0;
125 \f
126 /* Add edge instrumentation code to the entire insn chain.
127
128    F is the first insn of the chain.
129    NUM_BLOCKS is the number of basic blocks found in F.  */
130
131 static void
132 instrument_edges (el)
133      struct edge_list *el;
134 {
135   int i;
136   int num_instr_edges = 0;
137   int num_edges = NUM_EDGES (el);
138   remove_fake_edges ();
139
140   for (i = 0; i < n_basic_blocks + 2; i++)
141     {
142       basic_block bb = GCOV_INDEX_TO_BB (i);
143       edge e = bb->succ;
144       while (e)
145         {
146           struct edge_info *inf = EDGE_INFO (e);
147           if (!inf->ignore && !inf->on_tree)
148             {
149               if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
150                 abort ();
151               if (rtl_dump_file)
152                 fprintf (rtl_dump_file, "Edge %d to %d instrumented%s\n",
153                          e->src->index, e->dest->index,
154                          e->flags & EDGE_CRITICAL ? " (and split)" : "");
155               need_func_profiler = 1;
156               insert_insn_on_edge (
157                          gen_edge_profiler (total_num_edges_instrumented
158                                             + num_instr_edges++), e);
159             }
160           e = e->succ_next;
161         }
162     }
163
164   total_num_edges_instrumented += num_instr_edges;
165   count_instrumented_edges = total_num_edges_instrumented;
166
167   total_num_blocks_created += num_edges;
168   if (rtl_dump_file)
169     fprintf (rtl_dump_file, "%d edges instrumented\n", num_instr_edges);
170
171   commit_edge_insertions ();
172 }
173
174 /* Output STRING to bb_file, surrounded by DELIMITER.  */
175
176 static void
177 output_gcov_string (string, delimiter)
178      const char *string;
179      long delimiter;
180 {
181   long temp;
182
183   /* Write a delimiter to indicate that a file name follows.  */
184   __write_long (delimiter, bb_file, 4);
185
186   /* Write the string.  */
187   temp = strlen (string) + 1;
188   fwrite (string, temp, 1, bb_file);
189
190   /* Append a few zeros, to align the output to a 4 byte boundary.  */
191   temp = temp & 0x3;
192   if (temp)
193     {
194       char c[4];
195
196       c[0] = c[1] = c[2] = c[3] = 0;
197       fwrite (c, sizeof (char), 4 - temp, bb_file);
198     }
199
200   /* Store another delimiter in the .bb file, just to make it easy to find
201      the end of the file name.  */
202   __write_long (delimiter, bb_file, 4);
203 }
204 \f
205
206 /* Compute the branch probabilities for the various branches.
207    Annotate them accordingly.  */
208
209 static void
210 compute_branch_probabilities ()
211 {
212   int i;
213   int num_edges = 0;
214   int changes;
215   int passes;
216   int hist_br_prob[20];
217   int num_never_executed;
218   int num_branches;
219   struct bb_info *bb_infos;
220
221   /* Attach extra info block to each bb.  */
222
223   bb_infos = (struct bb_info *)
224     xcalloc (n_basic_blocks + 2, sizeof (struct bb_info));
225   for (i = 0; i < n_basic_blocks + 2; i++)
226     {
227       basic_block bb = GCOV_INDEX_TO_BB (i);
228       edge e;
229
230       bb->aux = &bb_infos[i];
231       for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
232         if (!EDGE_INFO (e)->ignore)
233           BB_INFO (bb)->succ_count++;
234       for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
235         if (!EDGE_INFO (e)->ignore)
236           BB_INFO (bb)->pred_count++;
237     }
238
239   /* Avoid predicting entry on exit nodes.  */
240   BB_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->succ_count = 2;
241   BB_INFO (ENTRY_BLOCK_PTR)->pred_count = 2;
242
243   /* For each edge not on the spanning tree, set its execution count from
244      the .da file.  */
245
246   /* The first count in the .da file is the number of times that the function
247      was entered.  This is the exec_count for block zero.  */
248
249   for (i = 0; i < n_basic_blocks + 2; i++)
250     {
251       basic_block bb = GCOV_INDEX_TO_BB (i);
252       edge e;
253       for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
254         if (!EDGE_INFO (e)->ignore && !EDGE_INFO (e)->on_tree)
255           {
256             num_edges++;
257             if (da_file)
258               {
259                 gcov_type value;
260                 __read_gcov_type (&value, da_file, 8);
261                 e->count = value;
262               }
263             else
264               e->count = 0;
265             EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
266             BB_INFO (bb)->succ_count--;
267             BB_INFO (e->dest)->pred_count--;
268             if (rtl_dump_file)
269               {
270                 fprintf (rtl_dump_file, "\nRead edge from %i to %i, count:",
271                          bb->index, e->dest->index);
272                 fprintf (rtl_dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
273                          (HOST_WIDEST_INT) e->count);
274               }
275           }
276     }
277
278   if (rtl_dump_file)
279     fprintf (rtl_dump_file, "\n%d edge counts read\n", num_edges);
280
281   /* For every block in the file,
282      - if every exit/entrance edge has a known count, then set the block count
283      - if the block count is known, and every exit/entrance edge but one has
284      a known execution count, then set the count of the remaining edge
285
286      As edge counts are set, decrement the succ/pred count, but don't delete
287      the edge, that way we can easily tell when all edges are known, or only
288      one edge is unknown.  */
289
290   /* The order that the basic blocks are iterated through is important.
291      Since the code that finds spanning trees starts with block 0, low numbered
292      edges are put on the spanning tree in preference to high numbered edges.
293      Hence, most instrumented edges are at the end.  Graph solving works much
294      faster if we propagate numbers from the end to the start.
295
296      This takes an average of slightly more than 3 passes.  */
297
298   changes = 1;
299   passes = 0;
300   while (changes)
301     {
302       passes++;
303       changes = 0;
304       for (i = n_basic_blocks + 1; i >= 0; i--)
305         {
306           basic_block bb = GCOV_INDEX_TO_BB (i);
307           struct bb_info *bi = BB_INFO (bb);
308           if (! bi->count_valid)
309             {
310               if (bi->succ_count == 0)
311                 {
312                   edge e;
313                   gcov_type total = 0;
314
315                   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
316                     total += e->count;
317                   bb->count = total;
318                   bi->count_valid = 1;
319                   changes = 1;
320                 }
321               else if (bi->pred_count == 0)
322                 {
323                   edge e;
324                   gcov_type total = 0;
325
326                   for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
327                     total += e->count;
328                   bb->count = total;
329                   bi->count_valid = 1;
330                   changes = 1;
331                 }
332             }
333           if (bi->count_valid)
334             {
335               if (bi->succ_count == 1)
336                 {
337                   edge e;
338                   gcov_type total = 0;
339
340                   /* One of the counts will be invalid, but it is zero,
341                      so adding it in also doesn't hurt.  */
342                   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
343                     total += e->count;
344
345                   /* Seedgeh for the invalid edge, and set its count.  */
346                   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
347                     if (! EDGE_INFO (e)->count_valid && ! EDGE_INFO (e)->ignore)
348                       break;
349
350                   /* Calculate count for remaining edge by conservation.  */
351                   total = bb->count - total;
352
353                   if (! e)
354                     abort ();
355                   EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
356                   e->count = total;
357                   bi->succ_count--;
358
359                   BB_INFO (e->dest)->pred_count--;
360                   changes = 1;
361                 }
362               if (bi->pred_count == 1)
363                 {
364                   edge e;
365                   gcov_type total = 0;
366
367                   /* One of the counts will be invalid, but it is zero,
368                      so adding it in also doesn't hurt.  */
369                   for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
370                     total += e->count;
371
372                   /* Seedgeh for the invalid edge, and set its count.  */
373                   for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
374                     if (! EDGE_INFO (e)->count_valid && ! EDGE_INFO (e)->ignore)
375                       break;
376
377                   /* Calculate count for remaining edge by conservation.  */
378                   total = bb->count - total + e->count;
379
380                   if (! e)
381                     abort ();
382                   EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
383                   e->count = total;
384                   bi->pred_count--;
385
386                   BB_INFO (e->src)->succ_count--;
387                   changes = 1;
388                 }
389             }
390         }
391     }
392   if (rtl_dump_file)
393     dump_flow_info (rtl_dump_file);
394
395   total_num_passes += passes;
396   if (rtl_dump_file)
397     fprintf (rtl_dump_file, "Graph solving took %d passes.\n\n", passes);
398
399   /* If the graph has been correctly solved, every block will have a
400      succ and pred count of zero.  */
401   for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
402     {
403       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
404       if (BB_INFO (bb)->succ_count || BB_INFO (bb)->pred_count)
405         abort ();
406     }
407
408   /* For every edge, calculate its branch probability and add a reg_note
409      to the branch insn to indicate this.  */
410
411   for (i = 0; i < 20; i++)
412     hist_br_prob[i] = 0;
413   num_never_executed = 0;
414   num_branches = 0;
415
416   for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
417     {
418       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
419       edge e;
420       gcov_type total;
421       rtx note;
422
423       total = bb->count;
424       if (total)
425         for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
426           {
427               e->probability = (e->count * REG_BR_PROB_BASE + total / 2) / total;
428               if (e->probability < 0 || e->probability > REG_BR_PROB_BASE)
429                 {
430                   error ("Corrupted profile info: prob for %d-%d thought to be %d\n",
431                          e->src->index, e->dest->index, e->probability);
432                   e->probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
433                 }
434           }
435       if (any_condjump_p (bb->end)
436           && bb->succ->succ_next)
437         {
438           int prob;
439           edge e;
440
441           if (total == 0)
442             prob = -1;
443           else
444           if (total == -1)
445             num_never_executed++;
446           else
447             {
448               int index;
449
450               /* Find the branch edge.  It is possible that we do have fake
451                  edges here.  */
452               for (e = bb->succ; e->flags & (EDGE_FAKE | EDGE_FALLTHRU);
453                    e = e->succ_next)
454                 continue; /* Loop body has been intentionally left blank.  */
455
456               prob = e->probability;
457               index = prob * 20 / REG_BR_PROB_BASE;
458
459               if (index == 20)
460                 index = 19;
461               hist_br_prob[index]++;
462
463               note = find_reg_note (bb->end, REG_BR_PROB, 0);
464               /* There may be already note put by some other pass, such
465                  as builtin_expect expander.  */
466               if (note)
467                 XEXP (note, 0) = GEN_INT (prob);
468               else
469                 REG_NOTES (bb->end)
470                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_BR_PROB, GEN_INT (prob),
471                                        REG_NOTES (bb->end));
472             }
473           num_branches++;
474
475         }
476     }
477
478   if (rtl_dump_file)
479     {
480       fprintf (rtl_dump_file, "%d branches\n", num_branches);
481       fprintf (rtl_dump_file, "%d branches never executed\n",
482                num_never_executed);
483       if (num_branches)
484         for (i = 0; i < 10; i++)
485           fprintf (rtl_dump_file, "%d%% branches in range %d-%d%%\n",
486                    (hist_br_prob[i] + hist_br_prob[19-i]) * 100 / num_branches,
487                    5 * i, 5 * i + 5);
488
489       total_num_branches += num_branches;
490       total_num_never_executed += num_never_executed;
491       for (i = 0; i < 20; i++)
492         total_hist_br_prob[i] += hist_br_prob[i];
493
494       fputc ('\n', rtl_dump_file);
495       fputc ('\n', rtl_dump_file);
496     }
497
498   free (bb_infos);
499 }
500
501 /* Instrument and/or analyze program behavior based on program flow graph.
502    In either case, this function builds a flow graph for the function being
503    compiled.  The flow graph is stored in BB_GRAPH.
504
505    When FLAG_PROFILE_ARCS is nonzero, this function instruments the edges in
506    the flow graph that are needed to reconstruct the dynamic behavior of the
507    flow graph.
508
509    When FLAG_BRANCH_PROBABILITIES is nonzero, this function reads auxiliary
510    information from a data file containing edge count information from previous
511    executions of the function being compiled.  In this case, the flow graph is
512    annotated with actual execution counts, which are later propagated into the
513    rtl for optimization purposes.
514
515    Main entry point of this file.  */
516
517 void
518 branch_prob ()
519 {
520   int i;
521   int num_edges, ignored_edges;
522   struct edge_info *edge_infos;
523   struct edge_list *el;
524
525   /* Start of a function.  */
526   if (flag_test_coverage)
527     output_gcov_string (current_function_name, (long) -2);
528
529   total_num_times_called++;
530
531   flow_call_edges_add (NULL);
532
533   /* We can't handle cyclic regions constructed using abnormal edges.
534      To avoid these we replace every source of abnormal edge by a fake
535      edge from entry node and every destination by fake edge to exit.
536      This keeps graph acyclic and our calculation exact for all normal
537      edges except for exit and entrance ones.
538
539      We also add fake exit edges for each call and asm statement in the
540      basic, since it may not return.  */
541
542   for (i = 0; i < n_basic_blocks ; i++)
543     {
544       int need_exit_edge = 0, need_entry_edge = 0;
545       int have_exit_edge = 0, have_entry_edge = 0;
546       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
547       rtx insn;
548       edge e;
549
550       /* Add fake edges from entry block to the call insns that may return
551          twice.  The CFG is not quite correct then, as call insn plays more
552          role of CODE_LABEL, but for our purposes, everything should be OK,
553          as we never insert code to the beggining of basic block.  */
554       for (insn = bb->head; insn != NEXT_INSN (bb->end);
555            insn = NEXT_INSN (insn))
556         {
557           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
558               && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL))
559             {
560               if (GET_CODE (bb->head) == CODE_LABEL
561                   || insn != NEXT_INSN (bb->head))
562                 {
563                   e = split_block (bb, PREV_INSN (insn));
564                   make_edge (NULL, ENTRY_BLOCK_PTR, e->dest, EDGE_FAKE);
565                   break;
566                 }
567               else
568                 {
569                   /* We should not get abort here, as call to setjmp should not
570                      be the very first instruction of function.  */
571                   if (!i)
572                     abort ();
573                   make_edge (NULL, ENTRY_BLOCK_PTR, bb, EDGE_FAKE);
574                 }
575             }
576         }
577
578       for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
579         {
580           if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
581                && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
582             need_exit_edge = 1;
583           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
584             have_exit_edge = 1;
585         }
586       for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
587         {
588           if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
589                && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR)
590             need_entry_edge = 1;
591           if (e->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
592             have_entry_edge = 1;
593         }
594
595       if (need_exit_edge && !have_exit_edge)
596         {
597           if (rtl_dump_file)
598             fprintf (rtl_dump_file, "Adding fake exit edge to bb %i\n",
599                      bb->index);
600           make_edge (NULL, bb, EXIT_BLOCK_PTR, EDGE_FAKE);
601         }
602       if (need_entry_edge && !have_entry_edge)
603         {
604           if (rtl_dump_file)
605             fprintf (rtl_dump_file, "Adding fake entry edge to bb %i\n",
606                      bb->index);
607           make_edge (NULL, ENTRY_BLOCK_PTR, bb, EDGE_FAKE);
608         }
609     }
610
611   el = create_edge_list ();
612   num_edges = NUM_EDGES (el);
613   edge_infos = (struct edge_info *)
614     xcalloc (num_edges, sizeof (struct edge_info));
615
616   ignored_edges = 0;
617   for (i = 0 ; i < num_edges ; i++)
618     {
619       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
620       e->count = 0;
621       e->aux = &edge_infos[i];
622
623       /* Mark edges we've replaced by fake edges above as ignored.  */
624       if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
625           && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
626         {
627           EDGE_INFO (e)->ignore = 1;
628           ignored_edges++;
629         }
630     }
631
632 #ifdef ENABLE_CHECKING
633   verify_flow_info ();
634 #endif
635
636   /* Output line number information about each basic block for
637      GCOV utility.  */
638   if (flag_test_coverage)
639     {
640       int i = 0;
641       for (i = 0 ; i < n_basic_blocks; i++)
642         {
643           basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
644           rtx insn = bb->head;
645           static int ignore_next_note = 0;
646
647           /* We are looking for line number notes.  Search backward before
648              basic block to find correct ones.  */
649           insn = prev_nonnote_insn (insn);
650           if (!insn)
651             insn = get_insns ();
652           else
653             insn = NEXT_INSN (insn);
654
655           /* Output a zero to the .bb file to indicate that a new
656              block list is starting.  */
657           __write_long (0, bb_file, 4);
658
659           while (insn != bb->end)
660             {
661               if (GET_CODE (insn) == NOTE)
662                 {
663                   /* Must ignore the line number notes that immediately
664                      follow the end of an inline function to avoid counting
665                      it twice.  There is a note before the call, and one
666                      after the call.  */
667                   if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_REPEATED_LINE_NUMBER)
668                     ignore_next_note = 1;
669                   else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) > 0)
670                     {
671                       if (ignore_next_note)
672                         ignore_next_note = 0;
673                       else
674                         {
675                           /* If this is a new source file, then output the
676                              file's name to the .bb file.  */
677                           if (! last_bb_file_name
678                               || strcmp (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
679                                          last_bb_file_name))
680                             {
681                               if (last_bb_file_name)
682                                 free (last_bb_file_name);
683                               last_bb_file_name
684                                 = xstrdup (NOTE_SOURCE_FILE (insn));
685                               output_gcov_string (NOTE_SOURCE_FILE (insn),
686                                                   (long)-1);
687                             }
688                           /* Output the line number to the .bb file.  Must be
689                              done after the output_bb_profile_data() call, and
690                              after the file name is written, to ensure that it
691                              is correctly handled by gcov.  */
692                           __write_long (NOTE_LINE_NUMBER (insn), bb_file, 4);
693                         }
694                     }
695                 }
696               insn = NEXT_INSN (insn);
697             }
698         }
699       __write_long (0, bb_file, 4);
700     }
701
702   /* Create spanning tree from basic block graph, mark each edge that is
703      on the spanning tree.  We insert as many abnormal and critical edges
704      as possible to minimize number of edge splits necesary. */
705
706   find_spanning_tree (el);
707
708   /* Fake edges that are not on the tree will not be instrumented, so
709      mark them ignored. */
710   for (i = 0; i < num_edges; i++)
711     {
712       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
713       struct edge_info *inf = EDGE_INFO (e);
714       if ((e->flags & EDGE_FAKE) && !inf->ignore && !inf->on_tree)
715         {
716           inf->ignore = 1;
717           ignored_edges++;
718         }
719     }
720
721   total_num_blocks += n_basic_blocks + 2;
722   if (rtl_dump_file)
723     fprintf (rtl_dump_file, "%d basic blocks\n", n_basic_blocks);
724
725   total_num_edges += num_edges;
726   if (rtl_dump_file)
727     fprintf (rtl_dump_file, "%d edges\n", num_edges);
728
729   total_num_edges_ignored += ignored_edges;
730   if (rtl_dump_file)
731     fprintf (rtl_dump_file, "%d ignored edges\n", ignored_edges);
732
733   /* Create a .bbg file from which gcov can reconstruct the basic block
734      graph.  First output the number of basic blocks, and then for every
735      edge output the source and target basic block numbers.
736      NOTE: The format of this file must be compatible with gcov.  */
737
738   if (flag_test_coverage)
739     {
740       int flag_bits;
741
742       /* The plus 2 stands for entry and exit block.  */
743       __write_long (n_basic_blocks + 2, bbg_file, 4);
744       __write_long (num_edges - ignored_edges + 1, bbg_file, 4);
745
746       for (i = 0; i < n_basic_blocks + 1; i++)
747         {
748           basic_block bb = GCOV_INDEX_TO_BB (i);
749           edge e;
750           long count = 0;
751
752           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
753             if (!EDGE_INFO (e)->ignore)
754               count++;
755           __write_long (count, bbg_file, 4);
756
757           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
758             {
759               struct edge_info *i = EDGE_INFO (e);
760               if (!i->ignore)
761                 {
762                   flag_bits = 0;
763                   if (i->on_tree)
764                     flag_bits |= 0x1;
765                   if (e->flags & EDGE_FAKE)
766                     flag_bits |= 0x2;
767                   if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
768                     flag_bits |= 0x4;
769
770                   __write_long (BB_TO_GCOV_INDEX (e->dest), bbg_file, 4);
771                   __write_long (flag_bits, bbg_file, 4);
772                 }
773             }
774         }
775       /* Emit fake loopback edge for EXIT block to maitain compatibility with
776          old gcov format.  */
777       __write_long (1, bbg_file, 4);
778       __write_long (0, bbg_file, 4);
779       __write_long (0x1, bbg_file, 4);
780
781       /* Emit a -1 to separate the list of all edges from the list of
782          loop back edges that follows.  */
783       __write_long (-1, bbg_file, 4);
784     }
785
786   if (flag_branch_probabilities)
787     compute_branch_probabilities ();
788
789   /* For each edge not on the spanning tree, add counting code as rtl.  */
790
791   if (profile_arc_flag)
792     {
793       instrument_edges (el);
794       allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
795     }
796
797   remove_fake_edges ();
798   /* Re-merge split basic blocks and the mess introduced by
799      insert_insn_on_edge.  */
800   cleanup_cfg (profile_arc_flag ? CLEANUP_EXPENSIVE : 0);
801   if (rtl_dump_file)
802     dump_flow_info (rtl_dump_file);
803
804   free (edge_infos);
805   free_edge_list (el);
806 }
807 \f
808 /* Union find algorithm implementation for the basic blocks using
809    aux fields. */
810
811 static basic_block
812 find_group (bb)
813      basic_block bb;
814 {
815   basic_block group = bb, bb1;
816
817   while ((basic_block) group->aux != group)
818     group = (basic_block) group->aux;
819
820   /* Compress path.  */
821   while ((basic_block) bb->aux != group)
822     {
823       bb1 = (basic_block) bb->aux;
824       bb->aux = (void *) group;
825       bb = bb1;
826     }
827   return group;
828 }
829
830 static void
831 union_groups (bb1, bb2)
832      basic_block bb1, bb2;
833 {
834   basic_block bb1g = find_group (bb1);
835   basic_block bb2g = find_group (bb2);
836
837   /* ??? I don't have a place for the rank field.  OK.  Lets go w/o it,
838      this code is unlikely going to be performance problem anyway.  */
839   if (bb1g == bb2g)
840     abort ();
841
842   bb1g->aux = bb2g;
843 }
844 \f
845 /* This function searches all of the edges in the program flow graph, and puts
846    as many bad edges as possible onto the spanning tree.  Bad edges include
847    abnormals edges, which can't be instrumented at the moment.  Since it is
848    possible for fake edges to form an cycle, we will have to develop some
849    better way in the future.  Also put critical edges to the tree, since they
850    are more expensive to instrument.  */
851
852 static void
853 find_spanning_tree (el)
854      struct edge_list *el;
855 {
856   int i;
857   int num_edges = NUM_EDGES (el);
858
859   /* We use aux field for standard union-find algorithm.  */
860   EXIT_BLOCK_PTR->aux = EXIT_BLOCK_PTR;
861   ENTRY_BLOCK_PTR->aux = ENTRY_BLOCK_PTR;
862   for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
863     BASIC_BLOCK (i)->aux = BASIC_BLOCK (i);
864
865   /* Add fake edge exit to entry we can't instrument.  */
866   union_groups (EXIT_BLOCK_PTR, ENTRY_BLOCK_PTR);
867
868   /* First add all abnormal edges to the tree unless they form an cycle.  */
869   for (i = 0; i < num_edges; i++)
870     {
871       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
872       if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL | EDGE_FAKE))
873           && !EDGE_INFO (e)->ignore
874           && (find_group (e->src) != find_group (e->dest)))
875         {
876           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
877           union_groups (e->src, e->dest);
878         }
879     }
880
881   /* Now insert all critical edges to the tree unless they form an cycle.  */
882   for (i = 0; i < num_edges; i++)
883     {
884       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
885       if ((e->flags & EDGE_CRITICAL)
886           && !EDGE_INFO (e)->ignore
887           && (find_group (e->src) != find_group (e->dest)))
888         {
889           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
890           union_groups (e->src, e->dest);
891         }
892     }
893
894   /* And now the rest.  */
895   for (i = 0; i < num_edges; i++)
896     {
897       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
898       if (find_group (e->src) != find_group (e->dest)
899           && !EDGE_INFO (e)->ignore)
900         {
901           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
902           union_groups (e->src, e->dest);
903         }
904     }
905 }
906 \f
907 /* Perform file-level initialization for branch-prob processing.  */
908
909 void
910 init_branch_prob (filename)
911   const char *filename;
912 {
913   long len;
914   int i;
915
916   if (flag_test_coverage)
917     {
918       int len = strlen (filename);
919       char *data_file, *bbg_file_name;
920
921       /* Open an output file for the basic block/line number map.  */
922       data_file = (char *) alloca (len + 4);
923       strcpy (data_file, filename);
924       strip_off_ending (data_file, len);
925       strcat (data_file, ".bb");
926       if ((bb_file = fopen (data_file, "wb")) == 0)
927         fatal_io_error ("can't open %s", data_file);
928
929       /* Open an output file for the program flow graph.  */
930       bbg_file_name = (char *) alloca (len + 5);
931       strcpy (bbg_file_name, filename);
932       strip_off_ending (bbg_file_name, len);
933       strcat (bbg_file_name, ".bbg");
934       if ((bbg_file = fopen (bbg_file_name, "wb")) == 0)
935         fatal_io_error ("can't open %s", bbg_file_name);
936
937       /* Initialize to zero, to ensure that the first file name will be
938          written to the .bb file.  */
939       last_bb_file_name = 0;
940     }
941
942   if (flag_branch_probabilities)
943     {
944       char *da_file_name;
945
946       len = strlen (filename);
947       da_file_name = (char *) alloca (len + 4);
948       strcpy (da_file_name, filename);
949       strip_off_ending (da_file_name, len);
950       strcat (da_file_name, ".da");
951       if ((da_file = fopen (da_file_name, "rb")) == 0)
952         warning ("file %s not found, execution counts assumed to be zero.",
953                  da_file_name);
954
955       /* The first word in the .da file gives the number of instrumented
956          edges, which is not needed for our purposes.  */
957
958       if (da_file)
959         __read_long (&len, da_file, 8);
960     }
961
962   if (profile_arc_flag)
963     init_edge_profiler ();
964
965   total_num_blocks = 0;
966   total_num_edges = 0;
967   total_num_edges_ignored = 0;
968   total_num_edges_instrumented = 0;
969   total_num_blocks_created = 0;
970   total_num_passes = 0;
971   total_num_times_called = 0;
972   total_num_branches = 0;
973   total_num_never_executed = 0;
974   for (i = 0; i < 20; i++)
975     total_hist_br_prob[i] = 0;
976 }
977
978 /* Performs file-level cleanup after branch-prob processing
979    is completed.  */
980
981 void
982 end_branch_prob ()
983 {
984   if (flag_test_coverage)
985     {
986       fclose (bb_file);
987       fclose (bbg_file);
988     }
989
990   if (flag_branch_probabilities)
991     {
992       if (da_file)
993         {
994           long temp;
995           /* This seems slightly dangerous, as it presumes the EOF
996              flag will not be set until an attempt is made to read
997              past the end of the file. */
998           if (feof (da_file))
999             error (".da file contents exhausted too early");
1000           /* Should be at end of file now.  */
1001           if (__read_long (&temp, da_file, 8) == 0)
1002             error (".da file contents not exhausted");
1003           fclose (da_file);
1004         }
1005     }
1006
1007   if (rtl_dump_file)
1008     {
1009       fprintf (rtl_dump_file, "\n");
1010       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of blocks: %d\n",
1011                total_num_blocks);
1012       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of edges: %d\n", total_num_edges);
1013       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of ignored edges: %d\n",
1014                total_num_edges_ignored);
1015       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of instrumented edges: %d\n",
1016                total_num_edges_instrumented);
1017       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of blocks created: %d\n",
1018                total_num_blocks_created);
1019       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of graph solution passes: %d\n",
1020                total_num_passes);
1021       if (total_num_times_called != 0)
1022         fprintf (rtl_dump_file, "Average number of graph solution passes: %d\n",
1023                  (total_num_passes + (total_num_times_called  >> 1))
1024                  / total_num_times_called);
1025       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of branches: %d\n",
1026                total_num_branches);
1027       fprintf (rtl_dump_file, "Total number of branches never executed: %d\n",
1028                total_num_never_executed);
1029       if (total_num_branches)
1030         {
1031           int i;
1032
1033           for (i = 0; i < 10; i++)
1034             fprintf (rtl_dump_file, "%d%% branches in range %d-%d%%\n",
1035                      (total_hist_br_prob[i] + total_hist_br_prob[19-i]) * 100
1036                      / total_num_branches, 5*i, 5*i+5);
1037         }
1038     }
1039 }
1040 \f
1041 /* The label used by the edge profiling code.  */
1042
1043 static rtx profiler_label;
1044
1045 /* Initialize the profiler_label.  */
1046
1047 static void
1048 init_edge_profiler ()
1049 {
1050   /* Generate and save a copy of this so it can be shared.  */
1051   char buf[20];
1052   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (buf, "LPBX", 2);
1053   profiler_label = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, ggc_strdup (buf));
1054   ggc_add_rtx_root (&profiler_label, 1);
1055 }
1056
1057 /* Output instructions as RTL to increment the edge execution count.  */
1058
1059 static rtx
1060 gen_edge_profiler (edgeno)
1061      int edgeno;
1062 {
1063   enum machine_mode mode = mode_for_size (GCOV_TYPE_SIZE, MODE_INT, 0);
1064   rtx mem_ref, tmp;
1065   rtx sequence;
1066
1067   start_sequence ();
1068
1069   tmp = force_reg (Pmode, profiler_label);
1070   tmp = plus_constant (tmp, GCOV_TYPE_SIZE / BITS_PER_UNIT * edgeno);
1071   mem_ref = validize_mem (gen_rtx_MEM (mode, tmp));
1072
1073   tmp = expand_binop (mode, add_optab, mem_ref, const1_rtx,
1074                       mem_ref, 0, OPTAB_WIDEN);
1075
1076   if (tmp != mem_ref)
1077     emit_move_insn (copy_rtx (mem_ref), tmp);
1078
1079   sequence = gen_sequence ();
1080   end_sequence ();
1081   return sequence;
1082 }
1083
1084 /* Output code for a constructor that will invoke __bb_init_func, if
1085    this has not already been done. */
1086
1087 void
1088 output_func_start_profiler ()
1089 {
1090   tree fnname, fndecl;
1091   char *name;
1092   char buf[20];
1093   const char *cfnname;
1094   rtx table_address;
1095   enum machine_mode mode = mode_for_size (GCOV_TYPE_SIZE, MODE_INT, 0);
1096   int save_flag_inline_functions = flag_inline_functions;
1097   int save_flag_test_coverage = flag_test_coverage;
1098   int save_profile_arc_flag = profile_arc_flag;
1099   int save_flag_branch_probabilities = flag_branch_probabilities;
1100
1101   /* It's either already been output, or we don't need it because we're
1102      not doing profile-edges. */
1103   if (! need_func_profiler)
1104     return;
1105
1106   need_func_profiler = 0;
1107
1108   /* Synthesize a constructor function to invoke __bb_init_func with a
1109      pointer to this object file's profile block. */
1110
1111   /* Try and make a unique name given the "file function name".
1112
1113      And no, I don't like this either. */
1114
1115   fnname = get_file_function_name ('I');
1116   cfnname = IDENTIFIER_POINTER (fnname);
1117   name = concat (cfnname, "GCOV", NULL);
1118   fnname = get_identifier (name);
1119   free (name);
1120
1121   fndecl = build_decl (FUNCTION_DECL, fnname,
1122                        build_function_type (void_type_node, NULL_TREE));
1123   DECL_EXTERNAL (fndecl) = 0;
1124
1125 #if defined(ASM_OUTPUT_CONSTRUCTOR) && defined(ASM_OUTPUT_DESTRUCTOR)
1126   /* It can be a static function as long as collect2 does not have
1127      to scan the object file to find its ctor/dtor routine.  */
1128   TREE_PUBLIC (fndecl) = 0;
1129 #else
1130   TREE_PUBLIC (fndecl) = 1;
1131 #endif
1132
1133   DECL_RESULT (fndecl) = build_decl (RESULT_DECL, NULL_TREE, void_type_node);
1134
1135   fndecl = pushdecl (fndecl);
1136   rest_of_decl_compilation (fndecl, 0, 1, 0);
1137   announce_function (fndecl);
1138   current_function_decl = fndecl;
1139   DECL_INITIAL (fndecl) = error_mark_node;
1140   make_decl_rtl (fndecl, NULL);
1141   init_function_start (fndecl, input_filename, lineno);
1142   pushlevel (0);
1143   expand_function_start (fndecl, 0);
1144
1145   /* Actually generate the code to call __bb_init_func. */
1146   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (buf, "LPBX", 0);
1147   table_address = force_reg (Pmode,
1148                              gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, ggc_strdup (buf)));
1149   emit_library_call (gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "__bb_init_func"), 0,
1150                      mode, 1, table_address, Pmode);
1151
1152   expand_function_end (input_filename, lineno, 0);
1153   poplevel (1, 0, 1);
1154
1155   /* Since fndecl isn't in the list of globals, it would never be emitted
1156      when it's considered to be 'safe' for inlining, so turn off
1157      flag_inline_functions.  */
1158   flag_inline_functions = 0;
1159
1160   /* Don't instrument the function that turns on instrumentation.  Which
1161      is also handy since we'd get silly warnings about not consuming all
1162      of our da_file input.  */
1163   flag_test_coverage = 0;
1164   profile_arc_flag = 0;
1165   flag_branch_probabilities = 0;
1166
1167   rest_of_compilation (fndecl);
1168
1169   /* Reset flag_inline_functions to its original value.  */
1170   flag_inline_functions = save_flag_inline_functions;
1171   flag_test_coverage = save_flag_test_coverage;
1172   profile_arc_flag = save_profile_arc_flag;
1173   flag_branch_probabilities = save_flag_branch_probabilities;
1174
1175   if (! quiet_flag)
1176     fflush (asm_out_file);
1177   current_function_decl = NULL_TREE;
1178
1179   assemble_constructor (XEXP (DECL_RTL (fndecl), 0), DEFAULT_INIT_PRIORITY);
1180 }