OSDN Git Service

* doc/install.texi: Document that dejagnu 1.4.4 is required.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / bb-reorder.c
1 /* Basic block reordering routines for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 2000, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GCC.
5
6    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
7    under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
13    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
14    License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18    Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
19    02111-1307, USA.  */
20
21 /* This (greedy) algorithm constructs traces in several rounds.
22    The construction starts from "seeds".  The seed for the first round
23    is the entry point of function.  When there are more than one seed
24    that one is selected first that has the lowest key in the heap
25    (see function bb_to_key).  Then the algorithm repeatedly adds the most
26    probable successor to the end of a trace.  Finally it connects the traces.
27
28    There are two parameters: Branch Threshold and Exec Threshold.
29    If the edge to a successor of the actual basic block is lower than
30    Branch Threshold or the frequency of the successor is lower than
31    Exec Threshold the successor will be the seed in one of the next rounds.
32    Each round has these parameters lower than the previous one.
33    The last round has to have these parameters set to zero
34    so that the remaining blocks are picked up.
35
36    The algorithm selects the most probable successor from all unvisited
37    successors and successors that have been added to this trace.
38    The other successors (that has not been "sent" to the next round) will be
39    other seeds for this round and the secondary traces will start in them.
40    If the successor has not been visited in this trace it is added to the trace
41    (however, there is some heuristic for simple branches).
42    If the successor has been visited in this trace the loop has been found.
43    If the loop has many iterations the loop is rotated so that the
44    source block of the most probable edge going out from the loop
45    is the last block of the trace.
46    If the loop has few iterations and there is no edge from the last block of
47    the loop going out from loop the loop header is duplicated.
48    Finally, the construction of the trace is terminated.
49
50    When connecting traces it first checks whether there is an edge from the
51    last block of one trace to the first block of another trace.
52    When there are still some unconnected traces it checks whether there exists
53    a basic block BB such that BB is a successor of the last bb of one trace
54    and BB is a predecessor of the first block of another trace. In this case,
55    BB is duplicated and the traces are connected through this duplicate.
56    The rest of traces are simply connected so there will be a jump to the
57    beginning of the rest of trace.
58
59
60    References:
61
62    "Software Trace Cache"
63    A. Ramirez, J. Larriba-Pey, C. Navarro, J. Torrellas and M. Valero; 1999
64    http://citeseer.nj.nec.com/15361.html
65
66 */
67
68 #include "config.h"
69 #include "system.h"
70 #include "coretypes.h"
71 #include "tm.h"
72 #include "rtl.h"
73 #include "basic-block.h"
74 #include "flags.h"
75 #include "timevar.h"
76 #include "output.h"
77 #include "cfglayout.h"
78 #include "fibheap.h"
79 #include "target.h"
80 #include "function.h"
81 #include "tm_p.h"
82 #include "obstack.h"
83 #include "expr.h"
84 #include "regs.h"
85
86 /* The number of rounds.  In most cases there will only be 4 rounds, but
87    when partitioning hot and cold basic blocks into separate sections of
88    the .o file there will be an extra round.*/
89 #define N_ROUNDS 5
90
91 /* Stubs in case we don't have a return insn.
92    We have to check at runtime too, not only compiletime.  */  
93
94 #ifndef HAVE_return
95 #define HAVE_return 0
96 #define gen_return() NULL_RTX
97 #endif
98
99
100 /* Branch thresholds in thousandths (per mille) of the REG_BR_PROB_BASE.  */
101 static int branch_threshold[N_ROUNDS] = {400, 200, 100, 0, 0};
102
103 /* Exec thresholds in thousandths (per mille) of the frequency of bb 0.  */
104 static int exec_threshold[N_ROUNDS] = {500, 200, 50, 0, 0};
105
106 /* If edge frequency is lower than DUPLICATION_THRESHOLD per mille of entry
107    block the edge destination is not duplicated while connecting traces.  */
108 #define DUPLICATION_THRESHOLD 100
109
110 /* Length of unconditional jump instruction.  */
111 static int uncond_jump_length;
112
113 /* Structure to hold needed information for each basic block.  */
114 typedef struct bbro_basic_block_data_def
115 {
116   /* Which trace is the bb start of (-1 means it is not a start of a trace).  */
117   int start_of_trace;
118
119   /* Which trace is the bb end of (-1 means it is not an end of a trace).  */
120   int end_of_trace;
121
122   /* Which heap is BB in (if any)?  */
123   fibheap_t heap;
124
125   /* Which heap node is BB in (if any)?  */
126   fibnode_t node;
127 } bbro_basic_block_data;
128
129 /* The current size of the following dynamic array.  */
130 static int array_size;
131
132 /* The array which holds needed information for basic blocks.  */
133 static bbro_basic_block_data *bbd;
134
135 /* To avoid frequent reallocation the size of arrays is greater than needed,
136    the number of elements is (not less than) 1.25 * size_wanted.  */
137 #define GET_ARRAY_SIZE(X) ((((X) / 4) + 1) * 5)
138
139 /* Free the memory and set the pointer to NULL.  */
140 #define FREE(P) \
141   do { if (P) { free (P); P = 0; } else { abort (); } } while (0)
142
143 /* Structure for holding information about a trace.  */
144 struct trace
145 {
146   /* First and last basic block of the trace.  */
147   basic_block first, last;
148
149   /* The round of the STC creation which this trace was found in.  */
150   int round;
151
152   /* The length (i.e. the number of basic blocks) of the trace.  */
153   int length;
154 };
155
156 /* Maximum frequency and count of one of the entry blocks.  */
157 int max_entry_frequency;
158 gcov_type max_entry_count;
159
160 /* Local function prototypes.  */
161 static void find_traces (int *, struct trace *);
162 static basic_block rotate_loop (edge, struct trace *, int);
163 static void mark_bb_visited (basic_block, int);
164 static void find_traces_1_round (int, int, gcov_type, struct trace *, int *,
165                                  int, fibheap_t *, int);
166 static basic_block copy_bb (basic_block, edge, basic_block, int);
167 static fibheapkey_t bb_to_key (basic_block);
168 static bool better_edge_p (basic_block, edge, int, int, int, int, edge);
169 static void connect_traces (int, struct trace *);
170 static bool copy_bb_p (basic_block, int);
171 static int get_uncond_jump_length (void);
172 static bool push_to_next_round_p (basic_block, int, int, int, gcov_type);
173 static void add_unlikely_executed_notes (void);
174 static void find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge *, 
175                                                                   int *,
176                                                                   int *);
177 static void mark_bb_for_unlikely_executed_section  (basic_block);
178 static void add_labels_and_missing_jumps (edge *, int);
179 static void add_reg_crossing_jump_notes (void);
180 static void fix_up_fall_thru_edges (void);
181 static void fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *, int);
182 static void fix_crossing_conditional_branches (void);
183 static void fix_crossing_unconditional_branches (void);
184 \f
185 /* Check to see if bb should be pushed into the next round of trace
186    collections or not.  Reasons for pushing the block forward are 1).
187    If the block is cold, we are doing partitioning, and there will be
188    another round (cold partition blocks are not supposed to be
189    collected into traces until the very last round); or 2). There will
190    be another round, and the basic block is not "hot enough" for the
191    current round of trace collection.  */
192
193 static bool
194 push_to_next_round_p (basic_block bb, int round, int number_of_rounds,
195                       int exec_th, gcov_type count_th)
196 {
197   bool there_exists_another_round;
198   bool cold_block;
199   bool block_not_hot_enough;
200
201   there_exists_another_round = round < number_of_rounds - 1;
202
203   cold_block = (flag_reorder_blocks_and_partition 
204                 && bb->partition == COLD_PARTITION);
205
206   block_not_hot_enough = (bb->frequency < exec_th 
207                           || bb->count < count_th
208                           || probably_never_executed_bb_p (bb));
209
210   if (there_exists_another_round
211       && (cold_block || block_not_hot_enough))
212     return true;
213   else 
214     return false;
215 }
216
217 /* Find the traces for Software Trace Cache.  Chain each trace through
218    RBI()->next.  Store the number of traces to N_TRACES and description of
219    traces to TRACES.  */
220
221 static void
222 find_traces (int *n_traces, struct trace *traces)
223 {
224   int i;
225   int number_of_rounds;
226   edge e;
227   fibheap_t heap;
228
229   /* Add one extra round of trace collection when partitioning hot/cold
230      basic blocks into separate sections.  The last round is for all the
231      cold blocks (and ONLY the cold blocks).  */
232
233   number_of_rounds = N_ROUNDS - 1;
234   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
235     number_of_rounds = N_ROUNDS;
236
237   /* Insert entry points of function into heap.  */
238   heap = fibheap_new ();
239   max_entry_frequency = 0;
240   max_entry_count = 0;
241   for (e = ENTRY_BLOCK_PTR->succ; e; e = e->succ_next)
242     {
243       bbd[e->dest->index].heap = heap;
244       bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (heap, bb_to_key (e->dest),
245                                                     e->dest);
246       if (e->dest->frequency > max_entry_frequency)
247         max_entry_frequency = e->dest->frequency;
248       if (e->dest->count > max_entry_count)
249         max_entry_count = e->dest->count;
250     }
251
252   /* Find the traces.  */
253   for (i = 0; i < number_of_rounds; i++)
254     {
255       gcov_type count_threshold;
256
257       if (dump_file)
258         fprintf (dump_file, "STC - round %d\n", i + 1);
259
260       if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
261         count_threshold = max_entry_count * exec_threshold[i] / 1000;
262       else
263         count_threshold = max_entry_count / 1000 * exec_threshold[i];
264
265       find_traces_1_round (REG_BR_PROB_BASE * branch_threshold[i] / 1000,
266                            max_entry_frequency * exec_threshold[i] / 1000,
267                            count_threshold, traces, n_traces, i, &heap,
268                            number_of_rounds);
269     }
270   fibheap_delete (heap);
271
272   if (dump_file)
273     {
274       for (i = 0; i < *n_traces; i++)
275         {
276           basic_block bb;
277           fprintf (dump_file, "Trace %d (round %d):  ", i + 1,
278                    traces[i].round + 1);
279           for (bb = traces[i].first; bb != traces[i].last; bb = bb->rbi->next)
280             fprintf (dump_file, "%d [%d] ", bb->index, bb->frequency);
281           fprintf (dump_file, "%d [%d]\n", bb->index, bb->frequency);
282         }
283       fflush (dump_file);
284     }
285 }
286
287 /* Rotate loop whose back edge is BACK_EDGE in the tail of trace TRACE
288    (with sequential number TRACE_N).  */
289
290 static basic_block
291 rotate_loop (edge back_edge, struct trace *trace, int trace_n)
292 {
293   basic_block bb;
294
295   /* Information about the best end (end after rotation) of the loop.  */
296   basic_block best_bb = NULL;
297   edge best_edge = NULL;
298   int best_freq = -1;
299   gcov_type best_count = -1;
300   /* The best edge is preferred when its destination is not visited yet
301      or is a start block of some trace.  */
302   bool is_preferred = false;
303
304   /* Find the most frequent edge that goes out from current trace.  */
305   bb = back_edge->dest;
306   do
307     {
308       edge e;
309       for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
310         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
311             && e->dest->rbi->visited != trace_n
312             && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
313             && !(e->flags & EDGE_COMPLEX))
314         {
315           if (is_preferred)
316             {
317               /* The best edge is preferred.  */
318               if (!e->dest->rbi->visited
319                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
320                 {
321                   /* The current edge E is also preferred.  */
322                   int freq = EDGE_FREQUENCY (e);
323                   if (freq > best_freq || e->count > best_count)
324                     {
325                       best_freq = freq;
326                       best_count = e->count;
327                       best_edge = e;
328                       best_bb = bb;
329                     }
330                 }
331             }
332           else
333             {
334               if (!e->dest->rbi->visited
335                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
336                 {
337                   /* The current edge E is preferred.  */
338                   is_preferred = true;
339                   best_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
340                   best_count = e->count;
341                   best_edge = e;
342                   best_bb = bb;
343                 }
344               else
345                 {
346                   int freq = EDGE_FREQUENCY (e);
347                   if (!best_edge || freq > best_freq || e->count > best_count)
348                     {
349                       best_freq = freq;
350                       best_count = e->count;
351                       best_edge = e;
352                       best_bb = bb;
353                     }
354                 }
355             }
356         }
357       bb = bb->rbi->next;
358     }
359   while (bb != back_edge->dest);
360
361   if (best_bb)
362     {
363       /* Rotate the loop so that the BEST_EDGE goes out from the last block of
364          the trace.  */
365       if (back_edge->dest == trace->first)
366         {
367           trace->first = best_bb->rbi->next;
368         }
369       else
370         {
371           basic_block prev_bb;
372
373           for (prev_bb = trace->first;
374                prev_bb->rbi->next != back_edge->dest;
375                prev_bb = prev_bb->rbi->next)
376             ;
377           prev_bb->rbi->next = best_bb->rbi->next;
378
379           /* Try to get rid of uncond jump to cond jump.  */
380           if (prev_bb->succ && !prev_bb->succ->succ_next)
381             {
382               basic_block header = prev_bb->succ->dest;
383
384               /* Duplicate HEADER if it is a small block containing cond jump
385                  in the end.  */
386               if (any_condjump_p (BB_END (header)) && copy_bb_p (header, 0))
387                 {
388                   copy_bb (header, prev_bb->succ, prev_bb, trace_n);
389                 }
390             }
391         }
392     }
393   else
394     {
395       /* We have not found suitable loop tail so do no rotation.  */
396       best_bb = back_edge->src;
397     }
398   best_bb->rbi->next = NULL;
399   return best_bb;
400 }
401
402 /* This function marks BB that it was visited in trace number TRACE.  */
403
404 static void
405 mark_bb_visited (basic_block bb, int trace)
406 {
407   bb->rbi->visited = trace;
408   if (bbd[bb->index].heap)
409     {
410       fibheap_delete_node (bbd[bb->index].heap, bbd[bb->index].node);
411       bbd[bb->index].heap = NULL;
412       bbd[bb->index].node = NULL;
413     }
414 }
415
416 /* One round of finding traces. Find traces for BRANCH_TH and EXEC_TH i.e. do
417    not include basic blocks their probability is lower than BRANCH_TH or their
418    frequency is lower than EXEC_TH into traces (or count is lower than
419    COUNT_TH).  It stores the new traces into TRACES and modifies the number of
420    traces *N_TRACES. Sets the round (which the trace belongs to) to ROUND. It
421    expects that starting basic blocks are in *HEAP and at the end it deletes
422    *HEAP and stores starting points for the next round into new *HEAP.  */
423
424 static void
425 find_traces_1_round (int branch_th, int exec_th, gcov_type count_th,
426                      struct trace *traces, int *n_traces, int round,
427                      fibheap_t *heap, int number_of_rounds)
428 {
429   /* The following variable refers to the last round in which non-"cold" 
430      blocks may be collected into a trace.  */
431
432   int last_round = N_ROUNDS - 1;
433
434   /* Heap for discarded basic blocks which are possible starting points for
435      the next round.  */
436   fibheap_t new_heap = fibheap_new ();
437
438   while (!fibheap_empty (*heap))
439     {
440       basic_block bb;
441       struct trace *trace;
442       edge best_edge, e;
443       fibheapkey_t key;
444
445       bb = fibheap_extract_min (*heap);
446       bbd[bb->index].heap = NULL;
447       bbd[bb->index].node = NULL;
448
449       if (dump_file)
450         fprintf (dump_file, "Getting bb %d\n", bb->index);
451
452       /* If the BB's frequency is too low send BB to the next round.  When
453          partitioning hot/cold blocks into separate sections, make sure all
454          the cold blocks (and ONLY the cold blocks) go into the (extra) final
455          round.  */
456
457       if (push_to_next_round_p (bb, round, number_of_rounds, exec_th, 
458                                 count_th))
459         {
460           int key = bb_to_key (bb);
461           bbd[bb->index].heap = new_heap;
462           bbd[bb->index].node = fibheap_insert (new_heap, key, bb);
463
464           if (dump_file)
465             fprintf (dump_file,
466                      "  Possible start point of next round: %d (key: %d)\n",
467                      bb->index, key);
468           continue;
469         }
470
471       trace = traces + *n_traces;
472       trace->first = bb;
473       trace->round = round;
474       trace->length = 0;
475       (*n_traces)++;
476
477       do
478         {
479           int prob, freq;
480
481           /* The probability and frequency of the best edge.  */
482           int best_prob = INT_MIN / 2;
483           int best_freq = INT_MIN / 2;
484
485           best_edge = NULL;
486           mark_bb_visited (bb, *n_traces);
487           trace->length++;
488
489           if (dump_file)
490             fprintf (dump_file, "Basic block %d was visited in trace %d\n",
491                      bb->index, *n_traces - 1);
492
493           /* Select the successor that will be placed after BB.  */
494           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
495             {
496 #ifdef ENABLE_CHECKING
497               if (e->flags & EDGE_FAKE)
498                 abort ();
499 #endif
500
501               if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
502                 continue;
503
504               if (e->dest->rbi->visited
505                   && e->dest->rbi->visited != *n_traces)
506                 continue;
507
508               if (e->dest->partition == COLD_PARTITION
509                   && round < last_round)
510                 continue;
511
512               prob = e->probability;
513               freq = EDGE_FREQUENCY (e);
514
515               /* Edge that cannot be fallthru or improbable or infrequent
516                  successor (ie. it is unsuitable successor).  */
517               if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU) || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
518                   || prob < branch_th || freq < exec_th || e->count < count_th)
519                 continue;
520
521               /* If partitioning hot/cold basic blocks, don't consider edges
522                  that cross section boundaries.  */
523
524               if (better_edge_p (bb, e, prob, freq, best_prob, best_freq,
525                                  best_edge))
526                 {
527                   best_edge = e;
528                   best_prob = prob;
529                   best_freq = freq;
530                 }
531             }
532
533           /* If the best destination has multiple predecessors, and can be
534              duplicated cheaper than a jump, don't allow it to be added
535              to a trace.  We'll duplicate it when connecting traces.  */
536           if (best_edge && best_edge->dest->pred->pred_next
537               && copy_bb_p (best_edge->dest, 0))
538             best_edge = NULL;
539
540           /* Add all non-selected successors to the heaps.  */
541           for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
542             {
543               if (e == best_edge
544                   || e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
545                   || e->dest->rbi->visited)
546                 continue;
547
548               key = bb_to_key (e->dest);
549
550               if (bbd[e->dest->index].heap)
551                 {
552                   /* E->DEST is already in some heap.  */
553                   if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
554                     {
555                       if (dump_file)
556                         {
557                           fprintf (dump_file,
558                                    "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
559                                    e->dest->index,
560                                    (long) bbd[e->dest->index].node->key,
561                                    key);
562                         }
563                       fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
564                                            bbd[e->dest->index].node, key);
565                     }
566                 }
567               else
568                 {
569                   fibheap_t which_heap = *heap;
570
571                   prob = e->probability;
572                   freq = EDGE_FREQUENCY (e);
573
574                   if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
575                       || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
576                       || prob < branch_th || freq < exec_th
577                       || e->count < count_th)
578                     {
579                       /* When partitioning hot/cold basic blocks, make sure
580                          the cold blocks (and only the cold blocks) all get
581                          pushed to the last round of trace collection.  */
582
583                       if (push_to_next_round_p (e->dest, round, 
584                                                 number_of_rounds,
585                                                 exec_th, count_th))
586                         which_heap = new_heap;
587                     }
588
589                   bbd[e->dest->index].heap = which_heap;
590                   bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (which_heap,
591                                                                 key, e->dest);
592
593                   if (dump_file)
594                     {
595                       fprintf (dump_file,
596                                "  Possible start of %s round: %d (key: %ld)\n",
597                                (which_heap == new_heap) ? "next" : "this",
598                                e->dest->index, (long) key);
599                     }
600
601                 }
602             }
603
604           if (best_edge) /* Suitable successor was found.  */
605             {
606               if (best_edge->dest->rbi->visited == *n_traces)
607                 {
608                   /* We do nothing with one basic block loops.  */
609                   if (best_edge->dest != bb)
610                     {
611                       if (EDGE_FREQUENCY (best_edge)
612                           > 4 * best_edge->dest->frequency / 5)
613                         {
614                           /* The loop has at least 4 iterations.  If the loop
615                              header is not the first block of the function
616                              we can rotate the loop.  */
617
618                           if (best_edge->dest != ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb)
619                             {
620                               if (dump_file)
621                                 {
622                                   fprintf (dump_file,
623                                            "Rotating loop %d - %d\n",
624                                            best_edge->dest->index, bb->index);
625                                 }
626                               bb->rbi->next = best_edge->dest;
627                               bb = rotate_loop (best_edge, trace, *n_traces);
628                             }
629                         }
630                       else
631                         {
632                           /* The loop has less than 4 iterations.  */
633
634                           /* Check whether there is another edge from BB.  */
635                           edge another_edge;
636                           for (another_edge = bb->succ;
637                                another_edge;
638                                another_edge = another_edge->succ_next)
639                             if (another_edge != best_edge)
640                               break;
641
642                           if (!another_edge && copy_bb_p (best_edge->dest,
643                                                           !optimize_size))
644                             {
645                               bb = copy_bb (best_edge->dest, best_edge, bb,
646                                             *n_traces);
647                             }
648                         }
649                     }
650
651                   /* Terminate the trace.  */
652                   break;
653                 }
654               else
655                 {
656                   /* Check for a situation
657
658                     A
659                    /|
660                   B |
661                    \|
662                     C
663
664                   where
665                   EDGE_FREQUENCY (AB) + EDGE_FREQUENCY (BC)
666                     >= EDGE_FREQUENCY (AC).
667                   (i.e. 2 * B->frequency >= EDGE_FREQUENCY (AC) )
668                   Best ordering is then A B C.
669
670                   This situation is created for example by:
671
672                   if (A) B;
673                   C;
674
675                   */
676
677                   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
678                     if (e != best_edge
679                         && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
680                         && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
681                         && !e->dest->rbi->visited
682                         && !e->dest->pred->pred_next
683                         && !e->crossing_edge
684                         && e->dest->succ
685                         && (e->dest->succ->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
686                         && !(e->dest->succ->flags & EDGE_COMPLEX)
687                         && !e->dest->succ->succ_next
688                         && e->dest->succ->dest == best_edge->dest
689                         && 2 * e->dest->frequency >= EDGE_FREQUENCY (best_edge))
690                       {
691                         best_edge = e;
692                         if (dump_file)
693                           fprintf (dump_file, "Selecting BB %d\n",
694                                    best_edge->dest->index);
695                         break;
696                       }
697
698                   bb->rbi->next = best_edge->dest;
699                   bb = best_edge->dest;
700                 }
701             }
702         }
703       while (best_edge);
704       trace->last = bb;
705       bbd[trace->first->index].start_of_trace = *n_traces - 1;
706       bbd[trace->last->index].end_of_trace = *n_traces - 1;
707
708       /* The trace is terminated so we have to recount the keys in heap
709          (some block can have a lower key because now one of its predecessors
710          is an end of the trace).  */
711       for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
712         {
713           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
714               || e->dest->rbi->visited)
715             continue;
716
717           if (bbd[e->dest->index].heap)
718             {
719               key = bb_to_key (e->dest);
720               if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
721                 {
722                   if (dump_file)
723                     {
724                       fprintf (dump_file,
725                                "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
726                                e->dest->index,
727                                (long) bbd[e->dest->index].node->key, key);
728                     }
729                   fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
730                                        bbd[e->dest->index].node,
731                                        key);
732                 }
733             }
734         }
735     }
736
737   fibheap_delete (*heap);
738
739   /* "Return" the new heap.  */
740   *heap = new_heap;
741 }
742
743 /* Create a duplicate of the basic block OLD_BB and redirect edge E to it, add
744    it to trace after BB, mark OLD_BB visited and update pass' data structures
745    (TRACE is a number of trace which OLD_BB is duplicated to).  */
746
747 static basic_block
748 copy_bb (basic_block old_bb, edge e, basic_block bb, int trace)
749 {
750   basic_block new_bb;
751
752   new_bb = duplicate_block (old_bb, e);
753   if (e->dest != new_bb)
754     abort ();
755   if (e->dest->rbi->visited)
756     abort ();
757   if (dump_file)
758     fprintf (dump_file,
759              "Duplicated bb %d (created bb %d)\n",
760              old_bb->index, new_bb->index);
761   new_bb->rbi->visited = trace;
762   new_bb->rbi->next = bb->rbi->next;
763   bb->rbi->next = new_bb;
764
765   if (new_bb->index >= array_size || last_basic_block > array_size)
766     {
767       int i;
768       int new_size;
769
770       new_size = MAX (last_basic_block, new_bb->index + 1);
771       new_size = GET_ARRAY_SIZE (new_size);
772       bbd = xrealloc (bbd, new_size * sizeof (bbro_basic_block_data));
773       for (i = array_size; i < new_size; i++)
774         {
775           bbd[i].start_of_trace = -1;
776           bbd[i].end_of_trace = -1;
777           bbd[i].heap = NULL;
778           bbd[i].node = NULL;
779         }
780       array_size = new_size;
781
782       if (dump_file)
783         {
784           fprintf (dump_file,
785                    "Growing the dynamic array to %d elements.\n",
786                    array_size);
787         }
788     }
789
790   return new_bb;
791 }
792
793 /* Compute and return the key (for the heap) of the basic block BB.  */
794
795 static fibheapkey_t
796 bb_to_key (basic_block bb)
797 {
798   edge e;
799
800   int priority = 0;
801
802   /* Do not start in probably never executed blocks.  */
803
804   if (bb->partition == COLD_PARTITION || probably_never_executed_bb_p (bb))
805     return BB_FREQ_MAX;
806
807   /* Prefer blocks whose predecessor is an end of some trace
808      or whose predecessor edge is EDGE_DFS_BACK.  */
809   for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
810     {
811       if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && bbd[e->src->index].end_of_trace >= 0)
812           || (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
813         {
814           int edge_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
815
816           if (edge_freq > priority)
817             priority = edge_freq;
818         }
819     }
820
821   if (priority)
822     /* The block with priority should have significantly lower key.  */
823     return -(100 * BB_FREQ_MAX + 100 * priority + bb->frequency);
824   return -bb->frequency;
825 }
826
827 /* Return true when the edge E from basic block BB is better than the temporary
828    best edge (details are in function).  The probability of edge E is PROB. The
829    frequency of the successor is FREQ.  The current best probability is
830    BEST_PROB, the best frequency is BEST_FREQ.
831    The edge is considered to be equivalent when PROB does not differ much from
832    BEST_PROB; similarly for frequency.  */
833
834 static bool
835 better_edge_p (basic_block bb, edge e, int prob, int freq, int best_prob,
836                int best_freq, edge cur_best_edge)
837 {
838   bool is_better_edge;
839
840   /* The BEST_* values do not have to be best, but can be a bit smaller than
841      maximum values.  */
842   int diff_prob = best_prob / 10;
843   int diff_freq = best_freq / 10;
844
845   if (prob > best_prob + diff_prob)
846     /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
847     is_better_edge = true;
848   else if (prob < best_prob - diff_prob)
849     /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
850     is_better_edge = false;
851   else if (freq < best_freq - diff_freq)
852     /* The edge and the temporary best edge  have almost equivalent
853        probabilities.  The higher frequency of a successor now means
854        that there is another edge going into that successor.
855        This successor has lower frequency so it is better.  */
856     is_better_edge = true;
857   else if (freq > best_freq + diff_freq)
858     /* This successor has higher frequency so it is worse.  */
859     is_better_edge = false;
860   else if (e->dest->prev_bb == bb)
861     /* The edges have equivalent probabilities and the successors
862        have equivalent frequencies.  Select the previous successor.  */
863     is_better_edge = true;
864   else
865     is_better_edge = false;
866
867   /* If we are doing hot/cold partitioning, make sure that we always favor
868      non-crossing edges over crossing edges.  */
869
870   if (!is_better_edge
871       && flag_reorder_blocks_and_partition 
872       && cur_best_edge 
873       && cur_best_edge->crossing_edge
874       && !e->crossing_edge)
875     is_better_edge = true;
876
877   return is_better_edge;
878 }
879
880 /* Connect traces in array TRACES, N_TRACES is the count of traces.  */
881
882 static void
883 connect_traces (int n_traces, struct trace *traces)
884 {
885   int i;
886   int unconnected_hot_trace_count = 0;
887   bool cold_connected = true;
888   bool *connected;
889   bool *cold_traces;
890   int last_trace;
891   int freq_threshold;
892   gcov_type count_threshold;
893
894   freq_threshold = max_entry_frequency * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
895   if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
896     count_threshold = max_entry_count * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
897   else
898     count_threshold = max_entry_count / 1000 * DUPLICATION_THRESHOLD;
899
900   connected = xcalloc (n_traces, sizeof (bool));
901   last_trace = -1;
902
903   /* If we are partitioning hot/cold basic blocks, mark the cold
904      traces as already connected, to remove them from consideration
905      for connection to the hot traces.  After the hot traces have all
906      been connected (determined by "unconnected_hot_trace_count"), we
907      will go back and connect the cold traces.  */
908
909   cold_traces = xcalloc (n_traces, sizeof (bool));
910
911   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
912     for (i = 0; i < n_traces; i++)
913       {
914         if (traces[i].first->partition == COLD_PARTITION)
915           {
916             connected[i] = true;
917             cold_traces[i] = true;
918             cold_connected = false;
919           }
920         else
921           unconnected_hot_trace_count++;
922       }
923   
924   for (i = 0; i < n_traces || !cold_connected ; i++)
925     {
926       int t = i;
927       int t2;
928       edge e, best;
929       int best_len;
930
931       /* If we are partitioning hot/cold basic blocks, check to see
932          if all the hot traces have been connected.  If so, go back
933          and mark the cold traces as unconnected so we can connect
934          them up too.  Re-set "i" to the first (unconnected) cold
935          trace. Use flag "cold_connected" to make sure we don't do
936          this step more than once.  */
937
938       if (flag_reorder_blocks_and_partition
939           && (i >= n_traces || unconnected_hot_trace_count <= 0)
940           && !cold_connected)
941         {
942           int j;
943           int first_cold_trace = -1;
944
945           for (j = 0; j < n_traces; j++)
946             if (cold_traces[j])
947               {
948                 connected[j] = false;
949                 if (first_cold_trace == -1)
950                   first_cold_trace = j;
951               }
952           i = t = first_cold_trace;
953           cold_connected = true;
954         }
955
956       if (connected[t])
957         continue;
958
959       connected[t] = true;
960       if (unconnected_hot_trace_count > 0)
961         unconnected_hot_trace_count--;
962
963       /* Find the predecessor traces.  */
964       for (t2 = t; t2 > 0;)
965         {
966           best = NULL;
967           best_len = 0;
968           for (e = traces[t2].first->pred; e; e = e->pred_next)
969             {
970               int si = e->src->index;
971
972               if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
973                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
974                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
975                   && bbd[si].end_of_trace >= 0
976                   && !connected[bbd[si].end_of_trace]
977                   && (!best
978                       || e->probability > best->probability
979                       || (e->probability == best->probability
980                           && traces[bbd[si].end_of_trace].length > best_len)))
981                 {
982                   best = e;
983                   best_len = traces[bbd[si].end_of_trace].length;
984                 }
985             }
986           if (best)
987             {
988               best->src->rbi->next = best->dest;
989               t2 = bbd[best->src->index].end_of_trace;
990               connected[t2] = true;
991
992               if (unconnected_hot_trace_count > 0)
993                 unconnected_hot_trace_count--;
994
995               if (dump_file)
996                 {
997                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
998                            best->src->index, best->dest->index);
999                 }
1000             }
1001           else
1002             break;
1003         }
1004
1005       if (last_trace >= 0)
1006         traces[last_trace].last->rbi->next = traces[t2].first;
1007       last_trace = t;
1008
1009       /* Find the successor traces.  */
1010       while (1)
1011         {
1012           /* Find the continuation of the chain.  */
1013           best = NULL;
1014           best_len = 0;
1015           for (e = traces[t].last->succ; e; e = e->succ_next)
1016             {
1017               int di = e->dest->index;
1018
1019               if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1020                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1021                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1022                   && bbd[di].start_of_trace >= 0
1023                   && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1024                   && (!best
1025                       || e->probability > best->probability
1026                       || (e->probability == best->probability
1027                           && traces[bbd[di].start_of_trace].length > best_len)))
1028                 {
1029                   best = e;
1030                   best_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1031                 }
1032             }
1033
1034           if (best)
1035             {
1036               if (dump_file)
1037                 {
1038                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1039                            best->src->index, best->dest->index);
1040                 }
1041               t = bbd[best->dest->index].start_of_trace;
1042               traces[last_trace].last->rbi->next = traces[t].first;
1043               connected[t] = true;
1044               if (unconnected_hot_trace_count > 0)
1045                 unconnected_hot_trace_count--;
1046               last_trace = t;
1047             }
1048           else
1049             {
1050               /* Try to connect the traces by duplication of 1 block.  */
1051               edge e2;
1052               basic_block next_bb = NULL;
1053               bool try_copy = false;
1054
1055               for (e = traces[t].last->succ; e; e = e->succ_next)
1056                 if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1057                     && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1058                     && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1059                     && (!best || e->probability > best->probability))
1060                   {
1061                     edge best2 = NULL;
1062                     int best2_len = 0;
1063
1064                     /* If the destination is a start of a trace which is only
1065                        one block long, then no need to search the successor
1066                        blocks of the trace.  Accept it.  */
1067                     if (bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0
1068                         && traces[bbd[e->dest->index].start_of_trace].length
1069                            == 1)
1070                       {
1071                         best = e;
1072                         try_copy = true;
1073                         continue;
1074                       }
1075
1076                     for (e2 = e->dest->succ; e2; e2 = e2->succ_next)
1077                       {
1078                         int di = e2->dest->index;
1079
1080                         if (e2->dest == EXIT_BLOCK_PTR
1081                             || ((e2->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1082                                 && !(e2->flags & EDGE_COMPLEX)
1083                                 && bbd[di].start_of_trace >= 0
1084                                 && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1085                                 && (EDGE_FREQUENCY (e2) >= freq_threshold)
1086                                 && (e2->count >= count_threshold)
1087                                 && (!best2
1088                                     || e2->probability > best2->probability
1089                                     || (e2->probability == best2->probability
1090                                         && traces[bbd[di].start_of_trace].length
1091                                            > best2_len))))
1092                           {
1093                             best = e;
1094                             best2 = e2;
1095                             if (e2->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
1096                               best2_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1097                             else
1098                               best2_len = INT_MAX;
1099                             next_bb = e2->dest;
1100                             try_copy = true;
1101                           }
1102                       }
1103                   }
1104
1105               if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1106                 try_copy = false;
1107
1108               /* Copy tiny blocks always; copy larger blocks only when the
1109                  edge is traversed frequently enough.  */
1110               if (try_copy
1111                   && copy_bb_p (best->dest,
1112                                 !optimize_size
1113                                 && EDGE_FREQUENCY (best) >= freq_threshold
1114                                 && best->count >= count_threshold))
1115                 {
1116                   basic_block new_bb;
1117
1118                   if (dump_file)
1119                     {
1120                       fprintf (dump_file, "Connection: %d %d ",
1121                                traces[t].last->index, best->dest->index);
1122                       if (!next_bb)
1123                         fputc ('\n', dump_file);
1124                       else if (next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1125                         fprintf (dump_file, "exit\n");
1126                       else
1127                         fprintf (dump_file, "%d\n", next_bb->index);
1128                     }
1129
1130                   new_bb = copy_bb (best->dest, best, traces[t].last, t);
1131                   traces[t].last = new_bb;
1132                   if (next_bb && next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
1133                     {
1134                       t = bbd[next_bb->index].start_of_trace;
1135                       traces[last_trace].last->rbi->next = traces[t].first;
1136                       connected[t] = true;
1137                       if (unconnected_hot_trace_count > 0)
1138                         unconnected_hot_trace_count--;
1139                       last_trace = t;
1140                     }
1141                   else
1142                     break;      /* Stop finding the successor traces.  */
1143                 }
1144               else
1145                 break;  /* Stop finding the successor traces.  */
1146             }
1147         }
1148     }
1149
1150   if (dump_file)
1151     {
1152       basic_block bb;
1153
1154       fprintf (dump_file, "Final order:\n");
1155       for (bb = traces[0].first; bb; bb = bb->rbi->next)
1156         fprintf (dump_file, "%d ", bb->index);
1157       fprintf (dump_file, "\n");
1158       fflush (dump_file);
1159     }
1160
1161   FREE (connected);
1162   FREE (cold_traces);
1163 }
1164
1165 /* Return true when BB can and should be copied. CODE_MAY_GROW is true
1166    when code size is allowed to grow by duplication.  */
1167
1168 static bool
1169 copy_bb_p (basic_block bb, int code_may_grow)
1170 {
1171   int size = 0;
1172   int max_size = uncond_jump_length;
1173   rtx insn;
1174   int n_succ;
1175   edge e;
1176
1177   if (!bb->frequency)
1178     return false;
1179   if (!bb->pred || !bb->pred->pred_next)
1180     return false;
1181   if (!can_duplicate_block_p (bb))
1182     return false;
1183
1184   /* Avoid duplicating blocks which have many successors (PR/13430).  */
1185   n_succ = 0;
1186   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
1187     {
1188       n_succ++;
1189       if (n_succ > 8)
1190         return false;
1191     }
1192
1193   if (code_may_grow && maybe_hot_bb_p (bb))
1194     max_size *= 8;
1195
1196   for (insn = BB_HEAD (bb); insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
1197        insn = NEXT_INSN (insn))
1198     {
1199       if (INSN_P (insn))
1200         size += get_attr_length (insn);
1201     }
1202
1203   if (size <= max_size)
1204     return true;
1205
1206   if (dump_file)
1207     {
1208       fprintf (dump_file,
1209                "Block %d can't be copied because its size = %d.\n",
1210                bb->index, size);
1211     }
1212
1213   return false;
1214 }
1215
1216 /* Return the length of unconditional jump instruction.  */
1217
1218 static int
1219 get_uncond_jump_length (void)
1220 {
1221   rtx label, jump;
1222   int length;
1223
1224   label = emit_label_before (gen_label_rtx (), get_insns ());
1225   jump = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1226
1227   length = get_attr_length (jump);
1228
1229   delete_insn (jump);
1230   delete_insn (label);
1231   return length;
1232 }
1233
1234 static void
1235 add_unlikely_executed_notes (void)
1236 {
1237   basic_block bb;
1238
1239   FOR_EACH_BB (bb)
1240     if (bb->partition == COLD_PARTITION)
1241       mark_bb_for_unlikely_executed_section (bb);
1242 }
1243
1244 /* Find the basic blocks that are rarely executed and need to be moved to
1245    a separate section of the .o file (to cut down on paging and improve
1246    cache locality).  */
1247
1248 static void
1249 find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge *crossing_edges, 
1250                                                       int *n_crossing_edges, 
1251                                                       int *max_idx)
1252 {
1253   basic_block bb;
1254   edge e;
1255   int i;
1256
1257   /* Mark which partition (hot/cold) each basic block belongs in.  */
1258   
1259   FOR_EACH_BB (bb)
1260     {
1261       if (probably_never_executed_bb_p (bb))
1262         bb->partition = COLD_PARTITION;
1263       else
1264         bb->partition = HOT_PARTITION;
1265     }
1266
1267   /* Mark every edge that crosses between sections.  */
1268
1269   i = 0;
1270   FOR_EACH_BB (bb)
1271     for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
1272       {
1273         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
1274             && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1275             && e->src->partition != e->dest->partition)
1276           {
1277             e->crossing_edge = true;
1278             if (i == *max_idx)
1279               {
1280                 *max_idx *= 2;
1281                 crossing_edges = xrealloc (crossing_edges,
1282                                            (*max_idx) * sizeof (edge));
1283               }
1284             crossing_edges[i++] = e;
1285           }
1286         else
1287           e->crossing_edge = false;
1288       }
1289
1290   *n_crossing_edges = i;
1291 }
1292
1293 /* Add NOTE_INSN_UNLIKELY_EXECUTED_CODE to top of basic block.   This note
1294    is later used to mark the basic block to be put in the 
1295    unlikely-to-be-executed section of the .o file.  */
1296
1297 static void
1298 mark_bb_for_unlikely_executed_section (basic_block bb) 
1299 {
1300   rtx cur_insn;
1301   rtx insert_insn = NULL;
1302   rtx new_note;
1303   
1304   /* Find first non-note instruction and insert new NOTE before it (as
1305      long as new NOTE is not first instruction in basic block).  */
1306   
1307   for (cur_insn = BB_HEAD (bb); cur_insn != NEXT_INSN (BB_END (bb)); 
1308        cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
1309     if (GET_CODE (cur_insn) != NOTE
1310         && GET_CODE (cur_insn) != CODE_LABEL)
1311       {
1312         insert_insn = cur_insn;
1313         break;
1314       }
1315   
1316   /* Insert note and assign basic block number to it.  */
1317   
1318   if (insert_insn) 
1319     {
1320       new_note = emit_note_before (NOTE_INSN_UNLIKELY_EXECUTED_CODE, 
1321                                    insert_insn);
1322       NOTE_BASIC_BLOCK (new_note) = bb;
1323     }
1324   else
1325     {
1326       new_note = emit_note_after (NOTE_INSN_UNLIKELY_EXECUTED_CODE,
1327                                   BB_END (bb));
1328       NOTE_BASIC_BLOCK (new_note) = bb;
1329     }
1330 }
1331
1332 /* If any destination of a crossing edge does not have a label, add label;
1333    Convert any fall-through crossing edges (for blocks that do not contain
1334    a jump) to unconditional jumps.   */
1335
1336 static void 
1337 add_labels_and_missing_jumps (edge *crossing_edges, int n_crossing_edges)
1338 {
1339   int i;
1340   basic_block src;
1341   basic_block dest;
1342   rtx label;
1343   rtx barrier;
1344   rtx new_jump;
1345   
1346   for (i=0; i < n_crossing_edges; i++) 
1347     {
1348       if (crossing_edges[i]) 
1349         {
1350           src = crossing_edges[i]->src; 
1351           dest = crossing_edges[i]->dest;
1352           
1353           /* Make sure dest has a label.  */
1354           
1355           if (dest && (dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1356             {
1357               label = block_label (dest);
1358               
1359               /* Make sure source block ends with a jump.  */
1360               
1361               if (src && (src != ENTRY_BLOCK_PTR)) 
1362                 {
1363                   if (GET_CODE (BB_END (src)) != JUMP_INSN)
1364                     /* bb just falls through.  */
1365                     {
1366                       /* make sure there's only one successor */
1367                       if (src->succ && (src->succ->succ_next == NULL))
1368                         {
1369                           /* Find label in dest block.  */
1370                           label = block_label (dest);
1371
1372                           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (label), 
1373                                                            BB_END (src));
1374                           barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1375                           JUMP_LABEL (new_jump) = label;
1376                           LABEL_NUSES (label) += 1;
1377                           src->rbi->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1378                                                                 barrier);
1379                           /* Mark edge as non-fallthru.  */
1380                           crossing_edges[i]->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1381                         }
1382                       else
1383                         { 
1384                           /* Basic block has two successors, but
1385                              doesn't end in a jump; something is wrong
1386                              here!  */
1387                           abort();
1388                         }
1389                     } /* end: 'if (GET_CODE ... '  */
1390                 } /* end: 'if (src && src->index...'  */
1391             } /* end: 'if (dest && dest->index...'  */
1392         } /* end: 'if (crossing_edges[i]...'  */
1393     } /* end for loop  */
1394 }
1395
1396 /* Find any bb's where the fall-through edge is a crossing edge (note that
1397    these bb's must also contain a conditional jump; we've already
1398    dealt with fall-through edges for blocks that didn't have a
1399    conditional jump in the call to add_labels_and_missing_jumps).
1400    Convert the fall-through edge to non-crossing edge by inserting a
1401    new bb to fall-through into.  The new bb will contain an
1402    unconditional jump (crossing edge) to the original fall through
1403    destination.  */
1404
1405 static void 
1406 fix_up_fall_thru_edges (void)
1407 {
1408   basic_block cur_bb;
1409   basic_block new_bb;
1410   edge succ1;
1411   edge succ2;
1412   edge fall_thru;
1413   edge cond_jump = NULL;
1414   edge e;
1415   bool cond_jump_crosses;
1416   int invert_worked;
1417   rtx old_jump;
1418   rtx fall_thru_label;
1419   rtx barrier;
1420   
1421   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1422     {
1423       fall_thru = NULL;
1424       succ1 = cur_bb->succ;
1425       if (succ1)
1426         succ2 = succ1->succ_next;
1427       else
1428         succ2 = NULL;
1429       
1430       /* Find the fall-through edge.  */
1431       
1432       if (succ1 
1433           && (succ1->flags & EDGE_FALLTHRU))
1434         {
1435           fall_thru = succ1;
1436           cond_jump = succ2;
1437         }
1438       else if (succ2 
1439                && (succ2->flags & EDGE_FALLTHRU))
1440         {
1441           fall_thru = succ2;
1442           cond_jump = succ1;
1443         }
1444       
1445       if (fall_thru && (fall_thru->dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1446         {
1447           /* Check to see if the fall-thru edge is a crossing edge.  */
1448         
1449           if (fall_thru->crossing_edge)
1450             {
1451               /* The fall_thru edge crosses; now check the cond jump edge, if
1452                  it exists.  */
1453               
1454               cond_jump_crosses = true;
1455               invert_worked  = 0;
1456               old_jump = BB_END (cur_bb);
1457               
1458               /* Find the jump instruction, if there is one.  */
1459               
1460               if (cond_jump)
1461                 {
1462                   if (!cond_jump->crossing_edge)
1463                     cond_jump_crosses = false;
1464                   
1465                   /* We know the fall-thru edge crosses; if the cond
1466                      jump edge does NOT cross, and its destination is the
1467                      next block in the bb order, invert the jump
1468                      (i.e. fix it so the fall thru does not cross and
1469                      the cond jump does).  */
1470                   
1471                   if (!cond_jump_crosses
1472                       && cur_bb->rbi->next == cond_jump->dest)
1473                     {
1474                       /* Find label in fall_thru block. We've already added
1475                          any missing labels, so there must be one. */
1476                       
1477                       fall_thru_label = block_label (fall_thru->dest);
1478
1479                       if (old_jump && fall_thru_label)
1480                         invert_worked = invert_jump (old_jump, 
1481                                                      fall_thru_label,0);
1482                       if (invert_worked)
1483                         {
1484                           fall_thru->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1485                           cond_jump->flags |= EDGE_FALLTHRU;
1486                           update_br_prob_note (cur_bb);
1487                           e = fall_thru;
1488                           fall_thru = cond_jump;
1489                           cond_jump = e;
1490                           cond_jump->crossing_edge = true;
1491                           fall_thru->crossing_edge = false;
1492                         }
1493                     }
1494                 }
1495               
1496               if (cond_jump_crosses || !invert_worked)
1497                 {
1498                   /* This is the case where both edges out of the basic
1499                      block are crossing edges. Here we will fix up the
1500                      fall through edge. The jump edge will be taken care
1501                      of later.  */
1502                   
1503                   new_bb = force_nonfallthru (fall_thru);  
1504                   
1505                   if (new_bb)
1506                     {
1507                       new_bb->rbi->next = cur_bb->rbi->next;
1508                       cur_bb->rbi->next = new_bb;
1509                       
1510                       /* Make sure new fall-through bb is in same 
1511                          partition as bb it's falling through from.  */
1512                       
1513                       new_bb->partition = cur_bb->partition;
1514                       new_bb->succ->crossing_edge = true;
1515                     }
1516                   
1517                   /* Add barrier after new jump */
1518                   
1519                   if (new_bb)
1520                     {
1521                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (new_bb));
1522                       new_bb->rbi->footer = unlink_insn_chain (barrier, 
1523                                                                barrier);
1524                     }
1525                   else
1526                     {
1527                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (cur_bb));
1528                       cur_bb->rbi->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1529                                                                barrier);
1530                     }
1531                 }
1532             }
1533         }
1534     }
1535 }
1536
1537 /* This function checks the destination blockof a "crossing jump" to
1538    see if it has any crossing predecessors that begin with a code label
1539    and end with an unconditional jump.  If so, it returns that predecessor
1540    block.  (This is to avoid creating lots of new basic blocks that all
1541    contain unconditional jumps to the same destination).  */
1542
1543 static basic_block
1544 find_jump_block (basic_block jump_dest) 
1545
1546   basic_block source_bb = NULL; 
1547   edge e;
1548   rtx insn;
1549
1550   for (e = jump_dest->pred; e; e = e->pred_next)
1551     if (e->crossing_edge)
1552       {
1553         basic_block src = e->src;
1554         
1555         /* Check each predecessor to see if it has a label, and contains
1556            only one executable instruction, which is an unconditional jump.
1557            If so, we can use it.   */
1558         
1559         if (GET_CODE (BB_HEAD (src)) == CODE_LABEL)
1560           for (insn = BB_HEAD (src); 
1561                !INSN_P (insn) && insn != NEXT_INSN (BB_END (src));
1562                insn = NEXT_INSN (insn))
1563             {
1564               if (INSN_P (insn)
1565                   && insn == BB_END (src)
1566                   && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
1567                   && !any_condjump_p (insn))
1568                 {
1569                   source_bb = src;
1570                   break;
1571                 }
1572             }
1573         
1574         if (source_bb)
1575           break;
1576       }
1577
1578   return source_bb;
1579 }
1580
1581 /* Find all BB's with conditional jumps that are crossing edges;
1582    insert a new bb and make the conditional jump branch to the new
1583    bb instead (make the new bb same color so conditional branch won't
1584    be a 'crossing' edge).  Insert an unconditional jump from the
1585    new bb to the original destination of the conditional jump.  */
1586
1587 static void
1588 fix_crossing_conditional_branches (void)
1589 {
1590   basic_block cur_bb;
1591   basic_block new_bb;
1592   basic_block last_bb;
1593   basic_block dest;
1594   basic_block prev_bb;
1595   edge succ1;
1596   edge succ2;
1597   edge crossing_edge;
1598   edge new_edge;
1599   rtx old_jump;
1600   rtx set_src;
1601   rtx old_label = NULL_RTX;
1602   rtx new_label;
1603   rtx new_jump;
1604   rtx barrier;
1605
1606  last_bb = EXIT_BLOCK_PTR->prev_bb;
1607   
1608   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1609     {
1610       crossing_edge = NULL;
1611       succ1 = cur_bb->succ;
1612       if (succ1)
1613         succ2 = succ1->succ_next;
1614       else
1615         succ2 = NULL;
1616       
1617       /* We already took care of fall-through edges, so only one successor
1618          can be a crossing edge.  */
1619       
1620       if (succ1 && succ1->crossing_edge)
1621         crossing_edge = succ1;
1622       else if (succ2 && succ2->crossing_edge)
1623         crossing_edge = succ2;
1624       
1625       if (crossing_edge) 
1626         {
1627           old_jump = BB_END (cur_bb);
1628           
1629           /* Check to make sure the jump instruction is a
1630              conditional jump.  */
1631           
1632           set_src = NULL_RTX;
1633
1634           if (any_condjump_p (old_jump))
1635             {
1636               if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == SET)
1637                 set_src = SET_SRC (PATTERN (old_jump));
1638               else if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == PARALLEL)
1639                 {
1640                   set_src = XVECEXP (PATTERN (old_jump), 0,0);
1641                   if (GET_CODE (set_src) == SET)
1642                     set_src = SET_SRC (set_src);
1643                   else
1644                     set_src = NULL_RTX;
1645                 }
1646             }
1647
1648           if (set_src && (GET_CODE (set_src) == IF_THEN_ELSE))
1649             {
1650               if (GET_CODE (XEXP (set_src, 1)) == PC)
1651                 old_label = XEXP (set_src, 2);
1652               else if (GET_CODE (XEXP (set_src, 2)) == PC)
1653                 old_label = XEXP (set_src, 1);
1654               
1655               /* Check to see if new bb for jumping to that dest has
1656                  already been created; if so, use it; if not, create
1657                  a new one.  */
1658
1659               new_bb = find_jump_block (crossing_edge->dest);
1660               
1661               if (new_bb)
1662                 new_label = block_label (new_bb);
1663               else
1664                 {
1665                   /* Create new basic block to be dest for
1666                      conditional jump.  */
1667                   
1668                   new_bb = create_basic_block (NULL, NULL, last_bb);
1669                   new_bb->rbi->next = last_bb->rbi->next;
1670                   last_bb->rbi->next = new_bb;
1671                   prev_bb = last_bb;
1672                   last_bb = new_bb;
1673                   
1674                   /* Update register liveness information.  */
1675                   
1676                   new_bb->global_live_at_start = 
1677                     OBSTACK_ALLOC_REG_SET (&flow_obstack);
1678                   new_bb->global_live_at_end = 
1679                     OBSTACK_ALLOC_REG_SET (&flow_obstack);
1680                   COPY_REG_SET (new_bb->global_live_at_end,
1681                                 prev_bb->global_live_at_end);
1682                   COPY_REG_SET (new_bb->global_live_at_start,
1683                                 prev_bb->global_live_at_end);
1684                   
1685                   /* Put appropriate instructions in new bb.  */
1686                   
1687                   new_label = gen_label_rtx ();
1688                   emit_label_before (new_label, BB_HEAD (new_bb));
1689                   BB_HEAD (new_bb) = new_label;
1690                   
1691                   if (GET_CODE (old_label) == LABEL_REF)
1692                     {
1693                       old_label = JUMP_LABEL (old_jump);
1694                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump 
1695                                                        (old_label), 
1696                                                        BB_END (new_bb));
1697                     }
1698                   else if (HAVE_return
1699                            && GET_CODE (old_label) == RETURN)
1700                     new_jump = emit_jump_insn_after (gen_return (), 
1701                                                      BB_END (new_bb));
1702                   else
1703                     abort ();
1704                   
1705                   barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1706                   JUMP_LABEL (new_jump) = old_label;
1707                   new_bb->rbi->footer = unlink_insn_chain (barrier, 
1708                                                            barrier);
1709                   
1710                   /* Make sure new bb is in same partition as source
1711                      of conditional branch.  */
1712                   
1713                   new_bb->partition = cur_bb->partition;
1714                 }
1715               
1716               /* Make old jump branch to new bb.  */
1717               
1718               redirect_jump (old_jump, new_label, 0);
1719               
1720               /* Remove crossing_edge as predecessor of 'dest'.  */
1721               
1722               dest = crossing_edge->dest;
1723               
1724               redirect_edge_succ (crossing_edge, new_bb);
1725               
1726               /* Make a new edge from new_bb to old dest; new edge
1727                  will be a successor for new_bb and a predecessor
1728                  for 'dest'.  */
1729               
1730               if (!new_bb->succ)
1731                 new_edge = make_edge (new_bb, dest, 0);
1732               else
1733                 new_edge = new_bb->succ;
1734               
1735               crossing_edge->crossing_edge = false;
1736               new_edge->crossing_edge = true;
1737             }
1738         }
1739     }
1740 }
1741
1742 /* Find any unconditional branches that cross between hot and cold
1743    sections.  Convert them into indirect jumps instead.  */
1744
1745 static void
1746 fix_crossing_unconditional_branches (void)
1747 {
1748   basic_block cur_bb;
1749   rtx last_insn;
1750   rtx label;
1751   rtx label_addr;
1752   rtx indirect_jump_sequence;
1753   rtx jump_insn = NULL_RTX;
1754   rtx new_reg;
1755   rtx cur_insn;
1756   edge succ;
1757   
1758   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1759     {
1760       last_insn = BB_END (cur_bb);
1761       succ = cur_bb->succ;
1762
1763       /* Check to see if bb ends in a crossing (unconditional) jump.  At
1764          this point, no crossing jumps should be conditional.  */
1765
1766       if (GET_CODE (last_insn) == JUMP_INSN
1767           && succ->crossing_edge)
1768         {
1769           rtx label2, table;
1770
1771           if (any_condjump_p (last_insn))
1772             abort ();
1773
1774           /* Make sure the jump is not already an indirect or table jump.  */
1775
1776           else if (!computed_jump_p (last_insn)
1777                    && !tablejump_p (last_insn, &label2, &table))
1778             {
1779               /* We have found a "crossing" unconditional branch.  Now
1780                  we must convert it to an indirect jump.  First create
1781                  reference of label, as target for jump.  */
1782               
1783               label = JUMP_LABEL (last_insn);
1784               label_addr = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, label);
1785               LABEL_NUSES (label) += 1;
1786               
1787               /* Get a register to use for the indirect jump.  */
1788               
1789               new_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
1790               
1791               /* Generate indirect the jump sequence.  */
1792               
1793               start_sequence ();
1794               emit_move_insn (new_reg, label_addr);
1795               emit_indirect_jump (new_reg);
1796               indirect_jump_sequence = get_insns ();
1797               end_sequence ();
1798               
1799               /* Make sure every instruction in the new jump sequence has
1800                  its basic block set to be cur_bb.  */
1801               
1802               for (cur_insn = indirect_jump_sequence; cur_insn;
1803                    cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
1804                 {
1805                   BLOCK_FOR_INSN (cur_insn) = cur_bb;
1806                   if (GET_CODE (cur_insn) == JUMP_INSN)
1807                     jump_insn = cur_insn;
1808                 }
1809               
1810               /* Insert the new (indirect) jump sequence immediately before
1811                  the unconditional jump, then delete the unconditional jump.  */
1812               
1813               emit_insn_before (indirect_jump_sequence, last_insn);
1814               delete_insn (last_insn);
1815               
1816               /* Make BB_END for cur_bb be the jump instruction (NOT the
1817                  barrier instruction at the end of the sequence...).  */
1818               
1819               BB_END (cur_bb) = jump_insn;
1820             }
1821         }
1822     }
1823 }
1824
1825 /* Add REG_CROSSING_JUMP note to all crossing jump insns.  */
1826
1827 static void
1828 add_reg_crossing_jump_notes (void)
1829 {
1830   basic_block bb;
1831   edge e;
1832
1833   FOR_EACH_BB (bb)
1834     for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
1835       if (e->crossing_edge
1836           && GET_CODE (BB_END (e->src)) == JUMP_INSN)
1837         REG_NOTES (BB_END (e->src)) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_CROSSING_JUMP, 
1838                                                          NULL_RTX, 
1839                                                          REG_NOTES (BB_END 
1840                                                                   (e->src)));
1841 }
1842
1843 /* Basic blocks containing NOTE_INSN_UNLIKELY_EXECUTED_CODE will be
1844    put in a separate section of the .o file, to reduce paging and
1845    improve cache performance (hopefully).  This can result in bits of
1846    code from the same function being widely separated in the .o file.
1847    However this is not obvious to the current bb structure.  Therefore
1848    we must take care to ensure that: 1). There are no fall_thru edges
1849    that cross between sections;  2). For those architectures which
1850    have "short" conditional branches, all conditional branches that
1851    attempt to cross between sections are converted to unconditional
1852    branches; and, 3). For those architectures which have "short"
1853    unconditional branches, all unconditional branches that attempt
1854    to cross between sections are converted to indirect jumps.
1855    
1856    The code for fixing up fall_thru edges that cross between hot and
1857    cold basic blocks does so by creating new basic blocks containing 
1858    unconditional branches to the appropriate label in the "other" 
1859    section.  The new basic block is then put in the same (hot or cold)
1860    section as the original conditional branch, and the fall_thru edge
1861    is modified to fall into the new basic block instead.  By adding
1862    this level of indirection we end up with only unconditional branches
1863    crossing between hot and cold sections.  
1864    
1865    Conditional branches are dealt with by adding a level of indirection.
1866    A new basic block is added in the same (hot/cold) section as the 
1867    conditional branch, and the conditional branch is retargeted to the
1868    new basic block.  The new basic block contains an unconditional branch
1869    to the original target of the conditional branch (in the other section).
1870
1871    Unconditional branches are dealt with by converting them into
1872    indirect jumps.  */
1873
1874 static void 
1875 fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *crossing_edges, 
1876                                     int n_crossing_edges)
1877 {
1878   /* Make sure the source of any crossing edge ends in a jump and the
1879      destination of any crossing edge has a label.  */
1880   
1881   add_labels_and_missing_jumps (crossing_edges, n_crossing_edges);
1882   
1883   /* Convert all crossing fall_thru edges to non-crossing fall
1884      thrus to unconditional jumps (that jump to the original fall
1885      thru dest).  */
1886   
1887   fix_up_fall_thru_edges ();
1888   
1889   /* If the architecture does not have conditional branches that can
1890      span all of memory, convert crossing conditional branches into
1891      crossing unconditional branches.  */
1892   
1893   if (!HAS_LONG_COND_BRANCH)
1894     fix_crossing_conditional_branches ();
1895   
1896   /* If the architecture does not have unconditional branches that
1897      can span all of memory, convert crossing unconditional branches
1898      into indirect jumps.  Since adding an indirect jump also adds
1899      a new register usage, update the register usage information as
1900      well.  */
1901   
1902   if (!HAS_LONG_UNCOND_BRANCH)
1903     {
1904       fix_crossing_unconditional_branches ();
1905       reg_scan (get_insns(), max_reg_num (), 1);
1906     }
1907
1908   add_reg_crossing_jump_notes ();
1909 }
1910
1911 /* Reorder basic blocks.  The main entry point to this file.  */
1912
1913 void
1914 reorder_basic_blocks (void)
1915 {
1916   int n_traces;
1917   int i;
1918   struct trace *traces;
1919
1920   if (n_basic_blocks <= 1)
1921     return;
1922
1923   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1924     return;
1925
1926   timevar_push (TV_REORDER_BLOCKS);
1927
1928   cfg_layout_initialize ();
1929
1930   set_edge_can_fallthru_flag ();
1931   mark_dfs_back_edges ();
1932
1933   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once since the code
1934      for getting the insn length always returns the minimal length now.  */
1935   if (uncond_jump_length == 0)
1936     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
1937
1938   /* We need to know some information for each basic block.  */
1939   array_size = GET_ARRAY_SIZE (last_basic_block);
1940   bbd = xmalloc (array_size * sizeof (bbro_basic_block_data));
1941   for (i = 0; i < array_size; i++)
1942     {
1943       bbd[i].start_of_trace = -1;
1944       bbd[i].end_of_trace = -1;
1945       bbd[i].heap = NULL;
1946       bbd[i].node = NULL;
1947     }
1948
1949   traces = xmalloc (n_basic_blocks * sizeof (struct trace));
1950   n_traces = 0;
1951   find_traces (&n_traces, traces);
1952   connect_traces (n_traces, traces);
1953   FREE (traces);
1954   FREE (bbd);
1955
1956   if (dump_file)
1957     dump_flow_info (dump_file);
1958
1959   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1960     add_unlikely_executed_notes ();
1961
1962   cfg_layout_finalize ();
1963
1964   timevar_pop (TV_REORDER_BLOCKS);
1965 }
1966
1967 /* This function is the main 'entrance' for the optimization that
1968    partitions hot and cold basic blocks into separate sections of the
1969    .o file (to improve performance and cache locality).  Ideally it
1970    would be called after all optimizations that rearrange the CFG have
1971    been called.  However part of this optimization may introduce new
1972    register usage, so it must be called before register allocation has
1973    occurred.  This means that this optimization is actually called
1974    well before the optimization that reorders basic blocks (see function
1975    above).
1976
1977    This optimization checks the feedback information to determine
1978    which basic blocks are hot/cold and adds
1979    NOTE_INSN_UNLIKELY_EXECUTED_CODE to non-hot basic blocks.  The
1980    presence or absence of this note is later used for writing out
1981    sections in the .o file.  This optimization must also modify the
1982    CFG to make sure there are no fallthru edges between hot & cold
1983    blocks, as those blocks will not necessarily be contiguous in the
1984    .o (or assembly) file; and in those cases where the architecture
1985    requires it, conditional and unconditional branches that cross
1986    between sections are converted into unconditional or indirect
1987    jumps, depending on what is appropriate.  */
1988
1989 void
1990 partition_hot_cold_basic_blocks (void)
1991 {
1992   basic_block cur_bb;
1993   edge *crossing_edges;
1994   int n_crossing_edges;
1995   int max_edges = 2 * last_basic_block;
1996   
1997   if (n_basic_blocks <= 1)
1998     return;
1999   
2000   crossing_edges = xcalloc (max_edges, sizeof (edge));
2001
2002   cfg_layout_initialize ();
2003   
2004   FOR_EACH_BB (cur_bb)
2005     if (cur_bb->index >= 0
2006         && cur_bb->next_bb->index >= 0)
2007       cur_bb->rbi->next = cur_bb->next_bb;
2008   
2009   find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (crossing_edges, 
2010                                                         &n_crossing_edges, 
2011                                                         &max_edges);
2012
2013   if (n_crossing_edges > 0)
2014     fix_edges_for_rarely_executed_code (crossing_edges, n_crossing_edges);
2015   
2016   free (crossing_edges);
2017
2018   cfg_layout_finalize();
2019 }