OSDN Git Service

IA64 uses // instead of # for comments in its assembly file.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / bb-reorder.c
1 /* Basic block reordering routines for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 2000, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5    This file is part of GCC.
6
7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8    under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
14    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
15    License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
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 "regs.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 "params.h"
85 #include "diagnostic-core.h"
86 #include "toplev.h" /* user_defined_section_attribute */
87 #include "tree-pass.h"
88 #include "df.h"
89 #include "bb-reorder.h"
90
91 /* The number of rounds.  In most cases there will only be 4 rounds, but
92    when partitioning hot and cold basic blocks into separate sections of
93    the .o file there will be an extra round.*/
94 #define N_ROUNDS 5
95
96 /* Stubs in case we don't have a return insn.
97    We have to check at runtime too, not only compiletime.  */
98
99 #ifndef HAVE_return
100 #define HAVE_return 0
101 #define gen_return() NULL_RTX
102 #endif
103
104
105 struct target_bb_reorder default_target_bb_reorder;
106 #if SWITCHABLE_TARGET
107 struct target_bb_reorder *this_target_bb_reorder = &default_target_bb_reorder;
108 #endif
109
110 #define uncond_jump_length \
111   (this_target_bb_reorder->x_uncond_jump_length)
112
113 /* Branch thresholds in thousandths (per mille) of the REG_BR_PROB_BASE.  */
114 static int branch_threshold[N_ROUNDS] = {400, 200, 100, 0, 0};
115
116 /* Exec thresholds in thousandths (per mille) of the frequency of bb 0.  */
117 static int exec_threshold[N_ROUNDS] = {500, 200, 50, 0, 0};
118
119 /* If edge frequency is lower than DUPLICATION_THRESHOLD per mille of entry
120    block the edge destination is not duplicated while connecting traces.  */
121 #define DUPLICATION_THRESHOLD 100
122
123 /* Structure to hold needed information for each basic block.  */
124 typedef struct bbro_basic_block_data_def
125 {
126   /* Which trace is the bb start of (-1 means it is not a start of a trace).  */
127   int start_of_trace;
128
129   /* Which trace is the bb end of (-1 means it is not an end of a trace).  */
130   int end_of_trace;
131
132   /* Which trace is the bb in?  */
133   int in_trace;
134
135   /* Which heap is BB in (if any)?  */
136   fibheap_t heap;
137
138   /* Which heap node is BB in (if any)?  */
139   fibnode_t node;
140 } bbro_basic_block_data;
141
142 /* The current size of the following dynamic array.  */
143 static int array_size;
144
145 /* The array which holds needed information for basic blocks.  */
146 static bbro_basic_block_data *bbd;
147
148 /* To avoid frequent reallocation the size of arrays is greater than needed,
149    the number of elements is (not less than) 1.25 * size_wanted.  */
150 #define GET_ARRAY_SIZE(X) ((((X) / 4) + 1) * 5)
151
152 /* Free the memory and set the pointer to NULL.  */
153 #define FREE(P) (gcc_assert (P), free (P), P = 0)
154
155 /* Structure for holding information about a trace.  */
156 struct trace
157 {
158   /* First and last basic block of the trace.  */
159   basic_block first, last;
160
161   /* The round of the STC creation which this trace was found in.  */
162   int round;
163
164   /* The length (i.e. the number of basic blocks) of the trace.  */
165   int length;
166 };
167
168 /* Maximum frequency and count of one of the entry blocks.  */
169 static int max_entry_frequency;
170 static gcov_type max_entry_count;
171
172 /* Local function prototypes.  */
173 static void find_traces (int *, struct trace *);
174 static basic_block rotate_loop (edge, struct trace *, int);
175 static void mark_bb_visited (basic_block, int);
176 static void find_traces_1_round (int, int, gcov_type, struct trace *, int *,
177                                  int, fibheap_t *, int);
178 static basic_block copy_bb (basic_block, edge, basic_block, int);
179 static fibheapkey_t bb_to_key (basic_block);
180 static bool better_edge_p (const_basic_block, const_edge, int, int, int, int, const_edge);
181 static void connect_traces (int, struct trace *);
182 static bool copy_bb_p (const_basic_block, int);
183 static int get_uncond_jump_length (void);
184 static bool push_to_next_round_p (const_basic_block, int, int, int, gcov_type);
185 static void find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge **,
186                                                                   int *,
187                                                                   int *);
188 static void add_labels_and_missing_jumps (edge *, int);
189 static void add_reg_crossing_jump_notes (void);
190 static void fix_up_fall_thru_edges (void);
191 static void fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *, int);
192 static void fix_crossing_conditional_branches (void);
193 static void fix_crossing_unconditional_branches (void);
194 \f
195 /* Check to see if bb should be pushed into the next round of trace
196    collections or not.  Reasons for pushing the block forward are 1).
197    If the block is cold, we are doing partitioning, and there will be
198    another round (cold partition blocks are not supposed to be
199    collected into traces until the very last round); or 2). There will
200    be another round, and the basic block is not "hot enough" for the
201    current round of trace collection.  */
202
203 static bool
204 push_to_next_round_p (const_basic_block bb, int round, int number_of_rounds,
205                       int exec_th, gcov_type count_th)
206 {
207   bool there_exists_another_round;
208   bool block_not_hot_enough;
209
210   there_exists_another_round = round < number_of_rounds - 1;
211
212   block_not_hot_enough = (bb->frequency < exec_th
213                           || bb->count < count_th
214                           || probably_never_executed_bb_p (bb));
215
216   if (there_exists_another_round
217       && block_not_hot_enough)
218     return true;
219   else
220     return false;
221 }
222
223 /* Find the traces for Software Trace Cache.  Chain each trace through
224    RBI()->next.  Store the number of traces to N_TRACES and description of
225    traces to TRACES.  */
226
227 static void
228 find_traces (int *n_traces, struct trace *traces)
229 {
230   int i;
231   int number_of_rounds;
232   edge e;
233   edge_iterator ei;
234   fibheap_t heap;
235
236   /* Add one extra round of trace collection when partitioning hot/cold
237      basic blocks into separate sections.  The last round is for all the
238      cold blocks (and ONLY the cold blocks).  */
239
240   number_of_rounds = N_ROUNDS - 1;
241
242   /* Insert entry points of function into heap.  */
243   heap = fibheap_new ();
244   max_entry_frequency = 0;
245   max_entry_count = 0;
246   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
247     {
248       bbd[e->dest->index].heap = heap;
249       bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (heap, bb_to_key (e->dest),
250                                                     e->dest);
251       if (e->dest->frequency > max_entry_frequency)
252         max_entry_frequency = e->dest->frequency;
253       if (e->dest->count > max_entry_count)
254         max_entry_count = e->dest->count;
255     }
256
257   /* Find the traces.  */
258   for (i = 0; i < number_of_rounds; i++)
259     {
260       gcov_type count_threshold;
261
262       if (dump_file)
263         fprintf (dump_file, "STC - round %d\n", i + 1);
264
265       if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
266         count_threshold = max_entry_count * exec_threshold[i] / 1000;
267       else
268         count_threshold = max_entry_count / 1000 * exec_threshold[i];
269
270       find_traces_1_round (REG_BR_PROB_BASE * branch_threshold[i] / 1000,
271                            max_entry_frequency * exec_threshold[i] / 1000,
272                            count_threshold, traces, n_traces, i, &heap,
273                            number_of_rounds);
274     }
275   fibheap_delete (heap);
276
277   if (dump_file)
278     {
279       for (i = 0; i < *n_traces; i++)
280         {
281           basic_block bb;
282           fprintf (dump_file, "Trace %d (round %d):  ", i + 1,
283                    traces[i].round + 1);
284           for (bb = traces[i].first; bb != traces[i].last; bb = (basic_block) bb->aux)
285             fprintf (dump_file, "%d [%d] ", bb->index, bb->frequency);
286           fprintf (dump_file, "%d [%d]\n", bb->index, bb->frequency);
287         }
288       fflush (dump_file);
289     }
290 }
291
292 /* Rotate loop whose back edge is BACK_EDGE in the tail of trace TRACE
293    (with sequential number TRACE_N).  */
294
295 static basic_block
296 rotate_loop (edge back_edge, struct trace *trace, int trace_n)
297 {
298   basic_block bb;
299
300   /* Information about the best end (end after rotation) of the loop.  */
301   basic_block best_bb = NULL;
302   edge best_edge = NULL;
303   int best_freq = -1;
304   gcov_type best_count = -1;
305   /* The best edge is preferred when its destination is not visited yet
306      or is a start block of some trace.  */
307   bool is_preferred = false;
308
309   /* Find the most frequent edge that goes out from current trace.  */
310   bb = back_edge->dest;
311   do
312     {
313       edge e;
314       edge_iterator ei;
315
316       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
317         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
318             && e->dest->il.rtl->visited != trace_n
319             && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
320             && !(e->flags & EDGE_COMPLEX))
321         {
322           if (is_preferred)
323             {
324               /* The best edge is preferred.  */
325               if (!e->dest->il.rtl->visited
326                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
327                 {
328                   /* The current edge E is also preferred.  */
329                   int freq = EDGE_FREQUENCY (e);
330                   if (freq > best_freq || e->count > best_count)
331                     {
332                       best_freq = freq;
333                       best_count = e->count;
334                       best_edge = e;
335                       best_bb = bb;
336                     }
337                 }
338             }
339           else
340             {
341               if (!e->dest->il.rtl->visited
342                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
343                 {
344                   /* The current edge E is preferred.  */
345                   is_preferred = true;
346                   best_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
347                   best_count = e->count;
348                   best_edge = e;
349                   best_bb = bb;
350                 }
351               else
352                 {
353                   int freq = EDGE_FREQUENCY (e);
354                   if (!best_edge || freq > best_freq || e->count > best_count)
355                     {
356                       best_freq = freq;
357                       best_count = e->count;
358                       best_edge = e;
359                       best_bb = bb;
360                     }
361                 }
362             }
363         }
364       bb = (basic_block) bb->aux;
365     }
366   while (bb != back_edge->dest);
367
368   if (best_bb)
369     {
370       /* Rotate the loop so that the BEST_EDGE goes out from the last block of
371          the trace.  */
372       if (back_edge->dest == trace->first)
373         {
374           trace->first = (basic_block) best_bb->aux;
375         }
376       else
377         {
378           basic_block prev_bb;
379
380           for (prev_bb = trace->first;
381                prev_bb->aux != back_edge->dest;
382                prev_bb = (basic_block) prev_bb->aux)
383             ;
384           prev_bb->aux = best_bb->aux;
385
386           /* Try to get rid of uncond jump to cond jump.  */
387           if (single_succ_p (prev_bb))
388             {
389               basic_block header = single_succ (prev_bb);
390
391               /* Duplicate HEADER if it is a small block containing cond jump
392                  in the end.  */
393               if (any_condjump_p (BB_END (header)) && copy_bb_p (header, 0)
394                   && !find_reg_note (BB_END (header), REG_CROSSING_JUMP,
395                                      NULL_RTX))
396                 copy_bb (header, single_succ_edge (prev_bb), prev_bb, trace_n);
397             }
398         }
399     }
400   else
401     {
402       /* We have not found suitable loop tail so do no rotation.  */
403       best_bb = back_edge->src;
404     }
405   best_bb->aux = NULL;
406   return best_bb;
407 }
408
409 /* This function marks BB that it was visited in trace number TRACE.  */
410
411 static void
412 mark_bb_visited (basic_block bb, int trace)
413 {
414   bb->il.rtl->visited = trace;
415   if (bbd[bb->index].heap)
416     {
417       fibheap_delete_node (bbd[bb->index].heap, bbd[bb->index].node);
418       bbd[bb->index].heap = NULL;
419       bbd[bb->index].node = NULL;
420     }
421 }
422
423 /* One round of finding traces. Find traces for BRANCH_TH and EXEC_TH i.e. do
424    not include basic blocks their probability is lower than BRANCH_TH or their
425    frequency is lower than EXEC_TH into traces (or count is lower than
426    COUNT_TH).  It stores the new traces into TRACES and modifies the number of
427    traces *N_TRACES. Sets the round (which the trace belongs to) to ROUND. It
428    expects that starting basic blocks are in *HEAP and at the end it deletes
429    *HEAP and stores starting points for the next round into new *HEAP.  */
430
431 static void
432 find_traces_1_round (int branch_th, int exec_th, gcov_type count_th,
433                      struct trace *traces, int *n_traces, int round,
434                      fibheap_t *heap, int number_of_rounds)
435 {
436   /* Heap for discarded basic blocks which are possible starting points for
437      the next round.  */
438   fibheap_t new_heap = fibheap_new ();
439
440   while (!fibheap_empty (*heap))
441     {
442       basic_block bb;
443       struct trace *trace;
444       edge best_edge, e;
445       fibheapkey_t key;
446       edge_iterator ei;
447
448       bb = (basic_block) fibheap_extract_min (*heap);
449       bbd[bb->index].heap = NULL;
450       bbd[bb->index].node = NULL;
451
452       if (dump_file)
453         fprintf (dump_file, "Getting bb %d\n", bb->index);
454
455       /* If the BB's frequency is too low send BB to the next round.  When
456          partitioning hot/cold blocks into separate sections, make sure all
457          the cold blocks (and ONLY the cold blocks) go into the (extra) final
458          round.  */
459
460       if (push_to_next_round_p (bb, round, number_of_rounds, exec_th,
461                                 count_th))
462         {
463           int key = bb_to_key (bb);
464           bbd[bb->index].heap = new_heap;
465           bbd[bb->index].node = fibheap_insert (new_heap, key, bb);
466
467           if (dump_file)
468             fprintf (dump_file,
469                      "  Possible start point of next round: %d (key: %d)\n",
470                      bb->index, key);
471           continue;
472         }
473
474       trace = traces + *n_traces;
475       trace->first = bb;
476       trace->round = round;
477       trace->length = 0;
478       bbd[bb->index].in_trace = *n_traces;
479       (*n_traces)++;
480
481       do
482         {
483           int prob, freq;
484           bool ends_in_call;
485
486           /* The probability and frequency of the best edge.  */
487           int best_prob = INT_MIN / 2;
488           int best_freq = INT_MIN / 2;
489
490           best_edge = NULL;
491           mark_bb_visited (bb, *n_traces);
492           trace->length++;
493
494           if (dump_file)
495             fprintf (dump_file, "Basic block %d was visited in trace %d\n",
496                      bb->index, *n_traces - 1);
497
498           ends_in_call = block_ends_with_call_p (bb);
499
500           /* Select the successor that will be placed after BB.  */
501           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
502             {
503               gcc_assert (!(e->flags & EDGE_FAKE));
504
505               if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
506                 continue;
507
508               if (e->dest->il.rtl->visited
509                   && e->dest->il.rtl->visited != *n_traces)
510                 continue;
511
512               if (BB_PARTITION (e->dest) != BB_PARTITION (bb))
513                 continue;
514
515               prob = e->probability;
516               freq = e->dest->frequency;
517
518               /* The only sensible preference for a call instruction is the
519                  fallthru edge.  Don't bother selecting anything else.  */
520               if (ends_in_call)
521                 {
522                   if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
523                     {
524                       best_edge = e;
525                       best_prob = prob;
526                       best_freq = freq;
527                     }
528                   continue;
529                 }
530
531               /* Edge that cannot be fallthru or improbable or infrequent
532                  successor (i.e. it is unsuitable successor).  */
533               if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU) || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
534                   || prob < branch_th || EDGE_FREQUENCY (e) < exec_th
535                   || e->count < count_th)
536                 continue;
537
538               /* If partitioning hot/cold basic blocks, don't consider edges
539                  that cross section boundaries.  */
540
541               if (better_edge_p (bb, e, prob, freq, best_prob, best_freq,
542                                  best_edge))
543                 {
544                   best_edge = e;
545                   best_prob = prob;
546                   best_freq = freq;
547                 }
548             }
549
550           /* If the best destination has multiple predecessors, and can be
551              duplicated cheaper than a jump, don't allow it to be added
552              to a trace.  We'll duplicate it when connecting traces.  */
553           if (best_edge && EDGE_COUNT (best_edge->dest->preds) >= 2
554               && copy_bb_p (best_edge->dest, 0))
555             best_edge = NULL;
556
557           /* Add all non-selected successors to the heaps.  */
558           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
559             {
560               if (e == best_edge
561                   || e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
562                   || e->dest->il.rtl->visited)
563                 continue;
564
565               key = bb_to_key (e->dest);
566
567               if (bbd[e->dest->index].heap)
568                 {
569                   /* E->DEST is already in some heap.  */
570                   if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
571                     {
572                       if (dump_file)
573                         {
574                           fprintf (dump_file,
575                                    "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
576                                    e->dest->index,
577                                    (long) bbd[e->dest->index].node->key,
578                                    key);
579                         }
580                       fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
581                                            bbd[e->dest->index].node, key);
582                     }
583                 }
584               else
585                 {
586                   fibheap_t which_heap = *heap;
587
588                   prob = e->probability;
589                   freq = EDGE_FREQUENCY (e);
590
591                   if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
592                       || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
593                       || prob < branch_th || freq < exec_th
594                       || e->count < count_th)
595                     {
596                       /* When partitioning hot/cold basic blocks, make sure
597                          the cold blocks (and only the cold blocks) all get
598                          pushed to the last round of trace collection.  */
599
600                       if (push_to_next_round_p (e->dest, round,
601                                                 number_of_rounds,
602                                                 exec_th, count_th))
603                         which_heap = new_heap;
604                     }
605
606                   bbd[e->dest->index].heap = which_heap;
607                   bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (which_heap,
608                                                                 key, e->dest);
609
610                   if (dump_file)
611                     {
612                       fprintf (dump_file,
613                                "  Possible start of %s round: %d (key: %ld)\n",
614                                (which_heap == new_heap) ? "next" : "this",
615                                e->dest->index, (long) key);
616                     }
617
618                 }
619             }
620
621           if (best_edge) /* Suitable successor was found.  */
622             {
623               if (best_edge->dest->il.rtl->visited == *n_traces)
624                 {
625                   /* We do nothing with one basic block loops.  */
626                   if (best_edge->dest != bb)
627                     {
628                       if (EDGE_FREQUENCY (best_edge)
629                           > 4 * best_edge->dest->frequency / 5)
630                         {
631                           /* The loop has at least 4 iterations.  If the loop
632                              header is not the first block of the function
633                              we can rotate the loop.  */
634
635                           if (best_edge->dest != ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb)
636                             {
637                               if (dump_file)
638                                 {
639                                   fprintf (dump_file,
640                                            "Rotating loop %d - %d\n",
641                                            best_edge->dest->index, bb->index);
642                                 }
643                               bb->aux = best_edge->dest;
644                               bbd[best_edge->dest->index].in_trace =
645                                                              (*n_traces) - 1;
646                               bb = rotate_loop (best_edge, trace, *n_traces);
647                             }
648                         }
649                       else
650                         {
651                           /* The loop has less than 4 iterations.  */
652
653                           if (single_succ_p (bb)
654                               && copy_bb_p (best_edge->dest,
655                                             optimize_edge_for_speed_p (best_edge)))
656                             {
657                               bb = copy_bb (best_edge->dest, best_edge, bb,
658                                             *n_traces);
659                               trace->length++;
660                             }
661                         }
662                     }
663
664                   /* Terminate the trace.  */
665                   break;
666                 }
667               else
668                 {
669                   /* Check for a situation
670
671                     A
672                    /|
673                   B |
674                    \|
675                     C
676
677                   where
678                   EDGE_FREQUENCY (AB) + EDGE_FREQUENCY (BC)
679                     >= EDGE_FREQUENCY (AC).
680                   (i.e. 2 * B->frequency >= EDGE_FREQUENCY (AC) )
681                   Best ordering is then A B C.
682
683                   This situation is created for example by:
684
685                   if (A) B;
686                   C;
687
688                   */
689
690                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
691                     if (e != best_edge
692                         && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
693                         && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
694                         && !e->dest->il.rtl->visited
695                         && single_pred_p (e->dest)
696                         && !(e->flags & EDGE_CROSSING)
697                         && single_succ_p (e->dest)
698                         && (single_succ_edge (e->dest)->flags
699                             & EDGE_CAN_FALLTHRU)
700                         && !(single_succ_edge (e->dest)->flags & EDGE_COMPLEX)
701                         && single_succ (e->dest) == best_edge->dest
702                         && 2 * e->dest->frequency >= EDGE_FREQUENCY (best_edge))
703                       {
704                         best_edge = e;
705                         if (dump_file)
706                           fprintf (dump_file, "Selecting BB %d\n",
707                                    best_edge->dest->index);
708                         break;
709                       }
710
711                   bb->aux = best_edge->dest;
712                   bbd[best_edge->dest->index].in_trace = (*n_traces) - 1;
713                   bb = best_edge->dest;
714                 }
715             }
716         }
717       while (best_edge);
718       trace->last = bb;
719       bbd[trace->first->index].start_of_trace = *n_traces - 1;
720       bbd[trace->last->index].end_of_trace = *n_traces - 1;
721
722       /* The trace is terminated so we have to recount the keys in heap
723          (some block can have a lower key because now one of its predecessors
724          is an end of the trace).  */
725       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
726         {
727           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
728               || e->dest->il.rtl->visited)
729             continue;
730
731           if (bbd[e->dest->index].heap)
732             {
733               key = bb_to_key (e->dest);
734               if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
735                 {
736                   if (dump_file)
737                     {
738                       fprintf (dump_file,
739                                "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
740                                e->dest->index,
741                                (long) bbd[e->dest->index].node->key, key);
742                     }
743                   fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
744                                        bbd[e->dest->index].node,
745                                        key);
746                 }
747             }
748         }
749     }
750
751   fibheap_delete (*heap);
752
753   /* "Return" the new heap.  */
754   *heap = new_heap;
755 }
756
757 /* Create a duplicate of the basic block OLD_BB and redirect edge E to it, add
758    it to trace after BB, mark OLD_BB visited and update pass' data structures
759    (TRACE is a number of trace which OLD_BB is duplicated to).  */
760
761 static basic_block
762 copy_bb (basic_block old_bb, edge e, basic_block bb, int trace)
763 {
764   basic_block new_bb;
765
766   new_bb = duplicate_block (old_bb, e, bb);
767   BB_COPY_PARTITION (new_bb, old_bb);
768
769   gcc_assert (e->dest == new_bb);
770   gcc_assert (!e->dest->il.rtl->visited);
771
772   if (dump_file)
773     fprintf (dump_file,
774              "Duplicated bb %d (created bb %d)\n",
775              old_bb->index, new_bb->index);
776   new_bb->il.rtl->visited = trace;
777   new_bb->aux = bb->aux;
778   bb->aux = new_bb;
779
780   if (new_bb->index >= array_size || last_basic_block > array_size)
781     {
782       int i;
783       int new_size;
784
785       new_size = MAX (last_basic_block, new_bb->index + 1);
786       new_size = GET_ARRAY_SIZE (new_size);
787       bbd = XRESIZEVEC (bbro_basic_block_data, bbd, new_size);
788       for (i = array_size; i < new_size; i++)
789         {
790           bbd[i].start_of_trace = -1;
791           bbd[i].in_trace = -1;
792           bbd[i].end_of_trace = -1;
793           bbd[i].heap = NULL;
794           bbd[i].node = NULL;
795         }
796       array_size = new_size;
797
798       if (dump_file)
799         {
800           fprintf (dump_file,
801                    "Growing the dynamic array to %d elements.\n",
802                    array_size);
803         }
804     }
805
806   bbd[new_bb->index].in_trace = trace;
807
808   return new_bb;
809 }
810
811 /* Compute and return the key (for the heap) of the basic block BB.  */
812
813 static fibheapkey_t
814 bb_to_key (basic_block bb)
815 {
816   edge e;
817   edge_iterator ei;
818   int priority = 0;
819
820   /* Do not start in probably never executed blocks.  */
821
822   if (BB_PARTITION (bb) == BB_COLD_PARTITION
823       || probably_never_executed_bb_p (bb))
824     return BB_FREQ_MAX;
825
826   /* Prefer blocks whose predecessor is an end of some trace
827      or whose predecessor edge is EDGE_DFS_BACK.  */
828   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
829     {
830       if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && bbd[e->src->index].end_of_trace >= 0)
831           || (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
832         {
833           int edge_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
834
835           if (edge_freq > priority)
836             priority = edge_freq;
837         }
838     }
839
840   if (priority)
841     /* The block with priority should have significantly lower key.  */
842     return -(100 * BB_FREQ_MAX + 100 * priority + bb->frequency);
843   return -bb->frequency;
844 }
845
846 /* Return true when the edge E from basic block BB is better than the temporary
847    best edge (details are in function).  The probability of edge E is PROB. The
848    frequency of the successor is FREQ.  The current best probability is
849    BEST_PROB, the best frequency is BEST_FREQ.
850    The edge is considered to be equivalent when PROB does not differ much from
851    BEST_PROB; similarly for frequency.  */
852
853 static bool
854 better_edge_p (const_basic_block bb, const_edge e, int prob, int freq, int best_prob,
855                int best_freq, const_edge cur_best_edge)
856 {
857   bool is_better_edge;
858
859   /* The BEST_* values do not have to be best, but can be a bit smaller than
860      maximum values.  */
861   int diff_prob = best_prob / 10;
862   int diff_freq = best_freq / 10;
863
864   if (prob > best_prob + diff_prob)
865     /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
866     is_better_edge = true;
867   else if (prob < best_prob - diff_prob)
868     /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
869     is_better_edge = false;
870   else if (freq < best_freq - diff_freq)
871     /* The edge and the temporary best edge  have almost equivalent
872        probabilities.  The higher frequency of a successor now means
873        that there is another edge going into that successor.
874        This successor has lower frequency so it is better.  */
875     is_better_edge = true;
876   else if (freq > best_freq + diff_freq)
877     /* This successor has higher frequency so it is worse.  */
878     is_better_edge = false;
879   else if (e->dest->prev_bb == bb)
880     /* The edges have equivalent probabilities and the successors
881        have equivalent frequencies.  Select the previous successor.  */
882     is_better_edge = true;
883   else
884     is_better_edge = false;
885
886   /* If we are doing hot/cold partitioning, make sure that we always favor
887      non-crossing edges over crossing edges.  */
888
889   if (!is_better_edge
890       && flag_reorder_blocks_and_partition
891       && cur_best_edge
892       && (cur_best_edge->flags & EDGE_CROSSING)
893       && !(e->flags & EDGE_CROSSING))
894     is_better_edge = true;
895
896   return is_better_edge;
897 }
898
899 /* Connect traces in array TRACES, N_TRACES is the count of traces.  */
900
901 static void
902 connect_traces (int n_traces, struct trace *traces)
903 {
904   int i;
905   bool *connected;
906   bool two_passes;
907   int last_trace;
908   int current_pass;
909   int current_partition;
910   int freq_threshold;
911   gcov_type count_threshold;
912
913   freq_threshold = max_entry_frequency * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
914   if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
915     count_threshold = max_entry_count * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
916   else
917     count_threshold = max_entry_count / 1000 * DUPLICATION_THRESHOLD;
918
919   connected = XCNEWVEC (bool, n_traces);
920   last_trace = -1;
921   current_pass = 1;
922   current_partition = BB_PARTITION (traces[0].first);
923   two_passes = false;
924
925   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
926     for (i = 0; i < n_traces && !two_passes; i++)
927       if (BB_PARTITION (traces[0].first)
928           != BB_PARTITION (traces[i].first))
929         two_passes = true;
930
931   for (i = 0; i < n_traces || (two_passes && current_pass == 1) ; i++)
932     {
933       int t = i;
934       int t2;
935       edge e, best;
936       int best_len;
937
938       if (i >= n_traces)
939         {
940           gcc_assert (two_passes && current_pass == 1);
941           i = 0;
942           t = i;
943           current_pass = 2;
944           if (current_partition == BB_HOT_PARTITION)
945             current_partition = BB_COLD_PARTITION;
946           else
947             current_partition = BB_HOT_PARTITION;
948         }
949
950       if (connected[t])
951         continue;
952
953       if (two_passes
954           && BB_PARTITION (traces[t].first) != current_partition)
955         continue;
956
957       connected[t] = true;
958
959       /* Find the predecessor traces.  */
960       for (t2 = t; t2 > 0;)
961         {
962           edge_iterator ei;
963           best = NULL;
964           best_len = 0;
965           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t2].first->preds)
966             {
967               int si = e->src->index;
968
969               if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
970                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
971                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
972                   && bbd[si].end_of_trace >= 0
973                   && !connected[bbd[si].end_of_trace]
974                   && (BB_PARTITION (e->src) == current_partition)
975                   && (!best
976                       || e->probability > best->probability
977                       || (e->probability == best->probability
978                           && traces[bbd[si].end_of_trace].length > best_len)))
979                 {
980                   best = e;
981                   best_len = traces[bbd[si].end_of_trace].length;
982                 }
983             }
984           if (best)
985             {
986               best->src->aux = best->dest;
987               t2 = bbd[best->src->index].end_of_trace;
988               connected[t2] = true;
989
990               if (dump_file)
991                 {
992                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
993                            best->src->index, best->dest->index);
994                 }
995             }
996           else
997             break;
998         }
999
1000       if (last_trace >= 0)
1001         traces[last_trace].last->aux = traces[t2].first;
1002       last_trace = t;
1003
1004       /* Find the successor traces.  */
1005       while (1)
1006         {
1007           /* Find the continuation of the chain.  */
1008           edge_iterator ei;
1009           best = NULL;
1010           best_len = 0;
1011           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1012             {
1013               int di = e->dest->index;
1014
1015               if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1016                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1017                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1018                   && bbd[di].start_of_trace >= 0
1019                   && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1020                   && (BB_PARTITION (e->dest) == current_partition)
1021                   && (!best
1022                       || e->probability > best->probability
1023                       || (e->probability == best->probability
1024                           && traces[bbd[di].start_of_trace].length > best_len)))
1025                 {
1026                   best = e;
1027                   best_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1028                 }
1029             }
1030
1031           if (best)
1032             {
1033               if (dump_file)
1034                 {
1035                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1036                            best->src->index, best->dest->index);
1037                 }
1038               t = bbd[best->dest->index].start_of_trace;
1039               traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1040               connected[t] = true;
1041               last_trace = t;
1042             }
1043           else
1044             {
1045               /* Try to connect the traces by duplication of 1 block.  */
1046               edge e2;
1047               basic_block next_bb = NULL;
1048               bool try_copy = false;
1049
1050               FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1051                 if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1052                     && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1053                     && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1054                     && (!best || e->probability > best->probability))
1055                   {
1056                     edge_iterator ei;
1057                     edge best2 = NULL;
1058                     int best2_len = 0;
1059
1060                     /* If the destination is a start of a trace which is only
1061                        one block long, then no need to search the successor
1062                        blocks of the trace.  Accept it.  */
1063                     if (bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0
1064                         && traces[bbd[e->dest->index].start_of_trace].length
1065                            == 1)
1066                       {
1067                         best = e;
1068                         try_copy = true;
1069                         continue;
1070                       }
1071
1072                     FOR_EACH_EDGE (e2, ei, e->dest->succs)
1073                       {
1074                         int di = e2->dest->index;
1075
1076                         if (e2->dest == EXIT_BLOCK_PTR
1077                             || ((e2->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1078                                 && !(e2->flags & EDGE_COMPLEX)
1079                                 && bbd[di].start_of_trace >= 0
1080                                 && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1081                                 && (BB_PARTITION (e2->dest) == current_partition)
1082                                 && (EDGE_FREQUENCY (e2) >= freq_threshold)
1083                                 && (e2->count >= count_threshold)
1084                                 && (!best2
1085                                     || e2->probability > best2->probability
1086                                     || (e2->probability == best2->probability
1087                                         && traces[bbd[di].start_of_trace].length
1088                                            > best2_len))))
1089                           {
1090                             best = e;
1091                             best2 = e2;
1092                             if (e2->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
1093                               best2_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1094                             else
1095                               best2_len = INT_MAX;
1096                             next_bb = e2->dest;
1097                             try_copy = true;
1098                           }
1099                       }
1100                   }
1101
1102               if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1103                 try_copy = false;
1104
1105               /* Copy tiny blocks always; copy larger blocks only when the
1106                  edge is traversed frequently enough.  */
1107               if (try_copy
1108                   && copy_bb_p (best->dest,
1109                                 optimize_edge_for_speed_p (best)
1110                                 && EDGE_FREQUENCY (best) >= freq_threshold
1111                                 && best->count >= count_threshold))
1112                 {
1113                   basic_block new_bb;
1114
1115                   if (dump_file)
1116                     {
1117                       fprintf (dump_file, "Connection: %d %d ",
1118                                traces[t].last->index, best->dest->index);
1119                       if (!next_bb)
1120                         fputc ('\n', dump_file);
1121                       else if (next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1122                         fprintf (dump_file, "exit\n");
1123                       else
1124                         fprintf (dump_file, "%d\n", next_bb->index);
1125                     }
1126
1127                   new_bb = copy_bb (best->dest, best, traces[t].last, t);
1128                   traces[t].last = new_bb;
1129                   if (next_bb && next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
1130                     {
1131                       t = bbd[next_bb->index].start_of_trace;
1132                       traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1133                       connected[t] = true;
1134                       last_trace = t;
1135                     }
1136                   else
1137                     break;      /* Stop finding the successor traces.  */
1138                 }
1139               else
1140                 break;  /* Stop finding the successor traces.  */
1141             }
1142         }
1143     }
1144
1145   if (dump_file)
1146     {
1147       basic_block bb;
1148
1149       fprintf (dump_file, "Final order:\n");
1150       for (bb = traces[0].first; bb; bb = (basic_block) bb->aux)
1151         fprintf (dump_file, "%d ", bb->index);
1152       fprintf (dump_file, "\n");
1153       fflush (dump_file);
1154     }
1155
1156   FREE (connected);
1157 }
1158
1159 /* Return true when BB can and should be copied. CODE_MAY_GROW is true
1160    when code size is allowed to grow by duplication.  */
1161
1162 static bool
1163 copy_bb_p (const_basic_block bb, int code_may_grow)
1164 {
1165   int size = 0;
1166   int max_size = uncond_jump_length;
1167   rtx insn;
1168
1169   if (!bb->frequency)
1170     return false;
1171   if (EDGE_COUNT (bb->preds) < 2)
1172     return false;
1173   if (!can_duplicate_block_p (bb))
1174     return false;
1175
1176   /* Avoid duplicating blocks which have many successors (PR/13430).  */
1177   if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 8)
1178     return false;
1179
1180   if (code_may_grow && optimize_bb_for_speed_p (bb))
1181     max_size *= PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GROW_COPY_BB_INSNS);
1182
1183   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1184     {
1185       if (INSN_P (insn))
1186         size += get_attr_min_length (insn);
1187     }
1188
1189   if (size <= max_size)
1190     return true;
1191
1192   if (dump_file)
1193     {
1194       fprintf (dump_file,
1195                "Block %d can't be copied because its size = %d.\n",
1196                bb->index, size);
1197     }
1198
1199   return false;
1200 }
1201
1202 /* Return the length of unconditional jump instruction.  */
1203
1204 static int
1205 get_uncond_jump_length (void)
1206 {
1207   rtx label, jump;
1208   int length;
1209
1210   label = emit_label_before (gen_label_rtx (), get_insns ());
1211   jump = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1212
1213   length = get_attr_min_length (jump);
1214
1215   delete_insn (jump);
1216   delete_insn (label);
1217   return length;
1218 }
1219
1220 /* Find the basic blocks that are rarely executed and need to be moved to
1221    a separate section of the .o file (to cut down on paging and improve
1222    cache locality).  */
1223
1224 static void
1225 find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge **crossing_edges,
1226                                                       int *n_crossing_edges,
1227                                                       int *max_idx)
1228 {
1229   basic_block bb;
1230   edge e;
1231   int i;
1232   edge_iterator ei;
1233
1234   /* Mark which partition (hot/cold) each basic block belongs in.  */
1235
1236   FOR_EACH_BB (bb)
1237     {
1238       if (probably_never_executed_bb_p (bb))
1239         BB_SET_PARTITION (bb, BB_COLD_PARTITION);
1240       else
1241         BB_SET_PARTITION (bb, BB_HOT_PARTITION);
1242     }
1243
1244   /* Mark every edge that crosses between sections.  */
1245
1246   i = 0;
1247   FOR_EACH_BB (bb)
1248     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1249     {
1250       if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
1251           && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1252           && BB_PARTITION (e->src) != BB_PARTITION (e->dest))
1253         {
1254           e->flags |= EDGE_CROSSING;
1255           if (i == *max_idx)
1256             {
1257               *max_idx *= 2;
1258               *crossing_edges = XRESIZEVEC (edge, *crossing_edges, *max_idx);
1259             }
1260           (*crossing_edges)[i++] = e;
1261         }
1262       else
1263         e->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1264     }
1265   *n_crossing_edges = i;
1266 }
1267
1268 /* If any destination of a crossing edge does not have a label, add label;
1269    Convert any fall-through crossing edges (for blocks that do not contain
1270    a jump) to unconditional jumps.  */
1271
1272 static void
1273 add_labels_and_missing_jumps (edge *crossing_edges, int n_crossing_edges)
1274 {
1275   int i;
1276   basic_block src;
1277   basic_block dest;
1278   rtx label;
1279   rtx barrier;
1280   rtx new_jump;
1281
1282   for (i=0; i < n_crossing_edges; i++)
1283     {
1284       if (crossing_edges[i])
1285         {
1286           src = crossing_edges[i]->src;
1287           dest = crossing_edges[i]->dest;
1288
1289           /* Make sure dest has a label.  */
1290
1291           if (dest && (dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1292             {
1293               label = block_label (dest);
1294
1295               /* Make sure source block ends with a jump.  If the
1296                  source block does not end with a jump it might end
1297                  with a call_insn;  this case will be handled in
1298                  fix_up_fall_thru_edges function.  */
1299
1300               if (src && (src != ENTRY_BLOCK_PTR))
1301                 {
1302                   if (!JUMP_P (BB_END (src)) && !block_ends_with_call_p (src))
1303                     /* bb just falls through.  */
1304                     {
1305                       /* make sure there's only one successor */
1306                       gcc_assert (single_succ_p (src));
1307
1308                       /* Find label in dest block.  */
1309                       label = block_label (dest);
1310
1311                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (label),
1312                                                        BB_END (src));
1313                       barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1314                       JUMP_LABEL (new_jump) = label;
1315                       LABEL_NUSES (label) += 1;
1316                       src->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier, barrier);
1317                       /* Mark edge as non-fallthru.  */
1318                       crossing_edges[i]->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1319                     } /* end: 'if (GET_CODE ... '  */
1320                 } /* end: 'if (src && src->index...'  */
1321             } /* end: 'if (dest && dest->index...'  */
1322         } /* end: 'if (crossing_edges[i]...'  */
1323     } /* end for loop  */
1324 }
1325
1326 /* Find any bb's where the fall-through edge is a crossing edge (note that
1327    these bb's must also contain a conditional jump or end with a call
1328    instruction; we've already dealt with fall-through edges for blocks
1329    that didn't have a conditional jump or didn't end with call instruction
1330    in the call to add_labels_and_missing_jumps).  Convert the fall-through
1331    edge to non-crossing edge by inserting a new bb to fall-through into.
1332    The new bb will contain an unconditional jump (crossing edge) to the
1333    original fall through destination.  */
1334
1335 static void
1336 fix_up_fall_thru_edges (void)
1337 {
1338   basic_block cur_bb;
1339   basic_block new_bb;
1340   edge succ1;
1341   edge succ2;
1342   edge fall_thru;
1343   edge cond_jump = NULL;
1344   edge e;
1345   bool cond_jump_crosses;
1346   int invert_worked;
1347   rtx old_jump;
1348   rtx fall_thru_label;
1349   rtx barrier;
1350
1351   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1352     {
1353       fall_thru = NULL;
1354       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1355         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1356       else
1357         succ1 = NULL;
1358
1359       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1360         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1361       else
1362         succ2 = NULL;
1363
1364       /* Find the fall-through edge.  */
1365
1366       if (succ1
1367           && (succ1->flags & EDGE_FALLTHRU))
1368         {
1369           fall_thru = succ1;
1370           cond_jump = succ2;
1371         }
1372       else if (succ2
1373                && (succ2->flags & EDGE_FALLTHRU))
1374         {
1375           fall_thru = succ2;
1376           cond_jump = succ1;
1377         }
1378       else if (!fall_thru && succ1 && block_ends_with_call_p (cur_bb))
1379       {
1380         edge e;
1381         edge_iterator ei;
1382
1383         /* Find EDGE_CAN_FALLTHRU edge.  */
1384         FOR_EACH_EDGE (e, ei, cur_bb->succs)
1385           if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1386           {
1387             fall_thru = e;
1388             break;
1389           }
1390       }
1391
1392       if (fall_thru && (fall_thru->dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1393         {
1394           /* Check to see if the fall-thru edge is a crossing edge.  */
1395
1396           if (fall_thru->flags & EDGE_CROSSING)
1397             {
1398               /* The fall_thru edge crosses; now check the cond jump edge, if
1399                  it exists.  */
1400
1401               cond_jump_crosses = true;
1402               invert_worked  = 0;
1403               old_jump = BB_END (cur_bb);
1404
1405               /* Find the jump instruction, if there is one.  */
1406
1407               if (cond_jump)
1408                 {
1409                   if (!(cond_jump->flags & EDGE_CROSSING))
1410                     cond_jump_crosses = false;
1411
1412                   /* We know the fall-thru edge crosses; if the cond
1413                      jump edge does NOT cross, and its destination is the
1414                      next block in the bb order, invert the jump
1415                      (i.e. fix it so the fall thru does not cross and
1416                      the cond jump does).  */
1417
1418                   if (!cond_jump_crosses
1419                       && cur_bb->aux == cond_jump->dest)
1420                     {
1421                       /* Find label in fall_thru block. We've already added
1422                          any missing labels, so there must be one.  */
1423
1424                       fall_thru_label = block_label (fall_thru->dest);
1425
1426                       if (old_jump && JUMP_P (old_jump) && fall_thru_label)
1427                         invert_worked = invert_jump (old_jump,
1428                                                      fall_thru_label,0);
1429                       if (invert_worked)
1430                         {
1431                           fall_thru->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1432                           cond_jump->flags |= EDGE_FALLTHRU;
1433                           update_br_prob_note (cur_bb);
1434                           e = fall_thru;
1435                           fall_thru = cond_jump;
1436                           cond_jump = e;
1437                           cond_jump->flags |= EDGE_CROSSING;
1438                           fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1439                         }
1440                     }
1441                 }
1442
1443               if (cond_jump_crosses || !invert_worked)
1444                 {
1445                   /* This is the case where both edges out of the basic
1446                      block are crossing edges. Here we will fix up the
1447                      fall through edge. The jump edge will be taken care
1448                      of later.  The EDGE_CROSSING flag of fall_thru edge
1449                      is unset before the call to force_nonfallthru
1450                      function because if a new basic-block is created
1451                      this edge remains in the current section boundary
1452                      while the edge between new_bb and the fall_thru->dest
1453                      becomes EDGE_CROSSING.  */
1454
1455                   fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1456                   new_bb = force_nonfallthru (fall_thru);
1457
1458                   if (new_bb)
1459                     {
1460                       new_bb->aux = cur_bb->aux;
1461                       cur_bb->aux = new_bb;
1462
1463                       /* Make sure new fall-through bb is in same
1464                          partition as bb it's falling through from.  */
1465
1466                       BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1467                       single_succ_edge (new_bb)->flags |= EDGE_CROSSING;
1468                     }
1469                   else
1470                     {
1471                       /* If a new basic-block was not created; restore
1472                          the EDGE_CROSSING flag.  */
1473                       fall_thru->flags |= EDGE_CROSSING;
1474                     }
1475
1476                   /* Add barrier after new jump */
1477
1478                   if (new_bb)
1479                     {
1480                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (new_bb));
1481                       new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1482                                                                barrier);
1483                     }
1484                   else
1485                     {
1486                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (cur_bb));
1487                       cur_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1488                                                                barrier);
1489                     }
1490                 }
1491             }
1492         }
1493     }
1494 }
1495
1496 /* This function checks the destination block of a "crossing jump" to
1497    see if it has any crossing predecessors that begin with a code label
1498    and end with an unconditional jump.  If so, it returns that predecessor
1499    block.  (This is to avoid creating lots of new basic blocks that all
1500    contain unconditional jumps to the same destination).  */
1501
1502 static basic_block
1503 find_jump_block (basic_block jump_dest)
1504 {
1505   basic_block source_bb = NULL;
1506   edge e;
1507   rtx insn;
1508   edge_iterator ei;
1509
1510   FOR_EACH_EDGE (e, ei, jump_dest->preds)
1511     if (e->flags & EDGE_CROSSING)
1512       {
1513         basic_block src = e->src;
1514
1515         /* Check each predecessor to see if it has a label, and contains
1516            only one executable instruction, which is an unconditional jump.
1517            If so, we can use it.  */
1518
1519         if (LABEL_P (BB_HEAD (src)))
1520           for (insn = BB_HEAD (src);
1521                !INSN_P (insn) && insn != NEXT_INSN (BB_END (src));
1522                insn = NEXT_INSN (insn))
1523             {
1524               if (INSN_P (insn)
1525                   && insn == BB_END (src)
1526                   && JUMP_P (insn)
1527                   && !any_condjump_p (insn))
1528                 {
1529                   source_bb = src;
1530                   break;
1531                 }
1532             }
1533
1534         if (source_bb)
1535           break;
1536       }
1537
1538   return source_bb;
1539 }
1540
1541 /* Find all BB's with conditional jumps that are crossing edges;
1542    insert a new bb and make the conditional jump branch to the new
1543    bb instead (make the new bb same color so conditional branch won't
1544    be a 'crossing' edge).  Insert an unconditional jump from the
1545    new bb to the original destination of the conditional jump.  */
1546
1547 static void
1548 fix_crossing_conditional_branches (void)
1549 {
1550   basic_block cur_bb;
1551   basic_block new_bb;
1552   basic_block last_bb;
1553   basic_block dest;
1554   edge succ1;
1555   edge succ2;
1556   edge crossing_edge;
1557   edge new_edge;
1558   rtx old_jump;
1559   rtx set_src;
1560   rtx old_label = NULL_RTX;
1561   rtx new_label;
1562   rtx new_jump;
1563   rtx barrier;
1564
1565  last_bb = EXIT_BLOCK_PTR->prev_bb;
1566
1567   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1568     {
1569       crossing_edge = NULL;
1570       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1571         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1572       else
1573         succ1 = NULL;
1574
1575       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1576         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1577       else
1578         succ2 = NULL;
1579
1580       /* We already took care of fall-through edges, so only one successor
1581          can be a crossing edge.  */
1582
1583       if (succ1 && (succ1->flags & EDGE_CROSSING))
1584         crossing_edge = succ1;
1585       else if (succ2 && (succ2->flags & EDGE_CROSSING))
1586         crossing_edge = succ2;
1587
1588       if (crossing_edge)
1589         {
1590           old_jump = BB_END (cur_bb);
1591
1592           /* Check to make sure the jump instruction is a
1593              conditional jump.  */
1594
1595           set_src = NULL_RTX;
1596
1597           if (any_condjump_p (old_jump))
1598             {
1599               if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == SET)
1600                 set_src = SET_SRC (PATTERN (old_jump));
1601               else if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == PARALLEL)
1602                 {
1603                   set_src = XVECEXP (PATTERN (old_jump), 0,0);
1604                   if (GET_CODE (set_src) == SET)
1605                     set_src = SET_SRC (set_src);
1606                   else
1607                     set_src = NULL_RTX;
1608                 }
1609             }
1610
1611           if (set_src && (GET_CODE (set_src) == IF_THEN_ELSE))
1612             {
1613               if (GET_CODE (XEXP (set_src, 1)) == PC)
1614                 old_label = XEXP (set_src, 2);
1615               else if (GET_CODE (XEXP (set_src, 2)) == PC)
1616                 old_label = XEXP (set_src, 1);
1617
1618               /* Check to see if new bb for jumping to that dest has
1619                  already been created; if so, use it; if not, create
1620                  a new one.  */
1621
1622               new_bb = find_jump_block (crossing_edge->dest);
1623
1624               if (new_bb)
1625                 new_label = block_label (new_bb);
1626               else
1627                 {
1628                   /* Create new basic block to be dest for
1629                      conditional jump.  */
1630
1631                   new_bb = create_basic_block (NULL, NULL, last_bb);
1632                   new_bb->aux = last_bb->aux;
1633                   last_bb->aux = new_bb;
1634                   last_bb = new_bb;
1635                   /* Put appropriate instructions in new bb.  */
1636
1637                   new_label = gen_label_rtx ();
1638                   emit_label_before (new_label, BB_HEAD (new_bb));
1639                   BB_HEAD (new_bb) = new_label;
1640
1641                   if (GET_CODE (old_label) == LABEL_REF)
1642                     {
1643                       old_label = JUMP_LABEL (old_jump);
1644                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump
1645                                                        (old_label),
1646                                                        BB_END (new_bb));
1647                     }
1648                   else
1649                     {
1650                       gcc_assert (HAVE_return
1651                                   && GET_CODE (old_label) == RETURN);
1652                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_return (),
1653                                                        BB_END (new_bb));
1654                     }
1655
1656                   barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1657                   JUMP_LABEL (new_jump) = old_label;
1658                   new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1659                                                            barrier);
1660
1661                   /* Make sure new bb is in same partition as source
1662                      of conditional branch.  */
1663                   BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1664                 }
1665
1666               /* Make old jump branch to new bb.  */
1667
1668               redirect_jump (old_jump, new_label, 0);
1669
1670               /* Remove crossing_edge as predecessor of 'dest'.  */
1671
1672               dest = crossing_edge->dest;
1673
1674               redirect_edge_succ (crossing_edge, new_bb);
1675
1676               /* Make a new edge from new_bb to old dest; new edge
1677                  will be a successor for new_bb and a predecessor
1678                  for 'dest'.  */
1679
1680               if (EDGE_COUNT (new_bb->succs) == 0)
1681                 new_edge = make_edge (new_bb, dest, 0);
1682               else
1683                 new_edge = EDGE_SUCC (new_bb, 0);
1684
1685               crossing_edge->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1686               new_edge->flags |= EDGE_CROSSING;
1687             }
1688         }
1689     }
1690 }
1691
1692 /* Find any unconditional branches that cross between hot and cold
1693    sections.  Convert them into indirect jumps instead.  */
1694
1695 static void
1696 fix_crossing_unconditional_branches (void)
1697 {
1698   basic_block cur_bb;
1699   rtx last_insn;
1700   rtx label;
1701   rtx label_addr;
1702   rtx indirect_jump_sequence;
1703   rtx jump_insn = NULL_RTX;
1704   rtx new_reg;
1705   rtx cur_insn;
1706   edge succ;
1707
1708   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1709     {
1710       last_insn = BB_END (cur_bb);
1711
1712       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) < 1)
1713         continue;
1714
1715       succ = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1716
1717       /* Check to see if bb ends in a crossing (unconditional) jump.  At
1718          this point, no crossing jumps should be conditional.  */
1719
1720       if (JUMP_P (last_insn)
1721           && (succ->flags & EDGE_CROSSING))
1722         {
1723           rtx label2, table;
1724
1725           gcc_assert (!any_condjump_p (last_insn));
1726
1727           /* Make sure the jump is not already an indirect or table jump.  */
1728
1729           if (!computed_jump_p (last_insn)
1730               && !tablejump_p (last_insn, &label2, &table))
1731             {
1732               /* We have found a "crossing" unconditional branch.  Now
1733                  we must convert it to an indirect jump.  First create
1734                  reference of label, as target for jump.  */
1735
1736               label = JUMP_LABEL (last_insn);
1737               label_addr = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, label);
1738               LABEL_NUSES (label) += 1;
1739
1740               /* Get a register to use for the indirect jump.  */
1741
1742               new_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
1743
1744               /* Generate indirect the jump sequence.  */
1745
1746               start_sequence ();
1747               emit_move_insn (new_reg, label_addr);
1748               emit_indirect_jump (new_reg);
1749               indirect_jump_sequence = get_insns ();
1750               end_sequence ();
1751
1752               /* Make sure every instruction in the new jump sequence has
1753                  its basic block set to be cur_bb.  */
1754
1755               for (cur_insn = indirect_jump_sequence; cur_insn;
1756                    cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
1757                 {
1758                   if (!BARRIER_P (cur_insn))
1759                     BLOCK_FOR_INSN (cur_insn) = cur_bb;
1760                   if (JUMP_P (cur_insn))
1761                     jump_insn = cur_insn;
1762                 }
1763
1764               /* Insert the new (indirect) jump sequence immediately before
1765                  the unconditional jump, then delete the unconditional jump.  */
1766
1767               emit_insn_before (indirect_jump_sequence, last_insn);
1768               delete_insn (last_insn);
1769
1770               /* Make BB_END for cur_bb be the jump instruction (NOT the
1771                  barrier instruction at the end of the sequence...).  */
1772
1773               BB_END (cur_bb) = jump_insn;
1774             }
1775         }
1776     }
1777 }
1778
1779 /* Add REG_CROSSING_JUMP note to all crossing jump insns.  */
1780
1781 static void
1782 add_reg_crossing_jump_notes (void)
1783 {
1784   basic_block bb;
1785   edge e;
1786   edge_iterator ei;
1787
1788   FOR_EACH_BB (bb)
1789     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1790       if ((e->flags & EDGE_CROSSING)
1791           && JUMP_P (BB_END (e->src)))
1792         add_reg_note (BB_END (e->src), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX);
1793 }
1794
1795 /* Hot and cold basic blocks are partitioned and put in separate
1796    sections of the .o file, to reduce paging and improve cache
1797    performance (hopefully).  This can result in bits of code from the
1798    same function being widely separated in the .o file.  However this
1799    is not obvious to the current bb structure.  Therefore we must take
1800    care to ensure that: 1). There are no fall_thru edges that cross
1801    between sections; 2). For those architectures which have "short"
1802    conditional branches, all conditional branches that attempt to
1803    cross between sections are converted to unconditional branches;
1804    and, 3). For those architectures which have "short" unconditional
1805    branches, all unconditional branches that attempt to cross between
1806    sections are converted to indirect jumps.
1807
1808    The code for fixing up fall_thru edges that cross between hot and
1809    cold basic blocks does so by creating new basic blocks containing
1810    unconditional branches to the appropriate label in the "other"
1811    section.  The new basic block is then put in the same (hot or cold)
1812    section as the original conditional branch, and the fall_thru edge
1813    is modified to fall into the new basic block instead.  By adding
1814    this level of indirection we end up with only unconditional branches
1815    crossing between hot and cold sections.
1816
1817    Conditional branches are dealt with by adding a level of indirection.
1818    A new basic block is added in the same (hot/cold) section as the
1819    conditional branch, and the conditional branch is retargeted to the
1820    new basic block.  The new basic block contains an unconditional branch
1821    to the original target of the conditional branch (in the other section).
1822
1823    Unconditional branches are dealt with by converting them into
1824    indirect jumps.  */
1825
1826 static void
1827 fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *crossing_edges,
1828                                     int n_crossing_edges)
1829 {
1830   /* Make sure the source of any crossing edge ends in a jump and the
1831      destination of any crossing edge has a label.  */
1832
1833   add_labels_and_missing_jumps (crossing_edges, n_crossing_edges);
1834
1835   /* Convert all crossing fall_thru edges to non-crossing fall
1836      thrus to unconditional jumps (that jump to the original fall
1837      thru dest).  */
1838
1839   fix_up_fall_thru_edges ();
1840
1841   /* If the architecture does not have conditional branches that can
1842      span all of memory, convert crossing conditional branches into
1843      crossing unconditional branches.  */
1844
1845   if (!HAS_LONG_COND_BRANCH)
1846     fix_crossing_conditional_branches ();
1847
1848   /* If the architecture does not have unconditional branches that
1849      can span all of memory, convert crossing unconditional branches
1850      into indirect jumps.  Since adding an indirect jump also adds
1851      a new register usage, update the register usage information as
1852      well.  */
1853
1854   if (!HAS_LONG_UNCOND_BRANCH)
1855     fix_crossing_unconditional_branches ();
1856
1857   add_reg_crossing_jump_notes ();
1858 }
1859
1860 /* Verify, in the basic block chain, that there is at most one switch
1861    between hot/cold partitions. This is modelled on
1862    rtl_verify_flow_info_1, but it cannot go inside that function
1863    because this condition will not be true until after
1864    reorder_basic_blocks is called.  */
1865
1866 static void
1867 verify_hot_cold_block_grouping (void)
1868 {
1869   basic_block bb;
1870   int err = 0;
1871   bool switched_sections = false;
1872   int current_partition = 0;
1873
1874   FOR_EACH_BB (bb)
1875     {
1876       if (!current_partition)
1877         current_partition = BB_PARTITION (bb);
1878       if (BB_PARTITION (bb) != current_partition)
1879         {
1880           if (switched_sections)
1881             {
1882               error ("multiple hot/cold transitions found (bb %i)",
1883                      bb->index);
1884               err = 1;
1885             }
1886           else
1887             {
1888               switched_sections = true;
1889               current_partition = BB_PARTITION (bb);
1890             }
1891         }
1892     }
1893
1894   gcc_assert(!err);
1895 }
1896
1897 /* Reorder basic blocks.  The main entry point to this file.  FLAGS is
1898    the set of flags to pass to cfg_layout_initialize().  */
1899
1900 void
1901 reorder_basic_blocks (void)
1902 {
1903   int n_traces;
1904   int i;
1905   struct trace *traces;
1906
1907   gcc_assert (current_ir_type () == IR_RTL_CFGLAYOUT);
1908
1909   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
1910     return;
1911
1912   set_edge_can_fallthru_flag ();
1913   mark_dfs_back_edges ();
1914
1915   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once since the code
1916      for getting the insn length always returns the minimal length now.  */
1917   if (uncond_jump_length == 0)
1918     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
1919
1920   /* We need to know some information for each basic block.  */
1921   array_size = GET_ARRAY_SIZE (last_basic_block);
1922   bbd = XNEWVEC (bbro_basic_block_data, array_size);
1923   for (i = 0; i < array_size; i++)
1924     {
1925       bbd[i].start_of_trace = -1;
1926       bbd[i].in_trace = -1;
1927       bbd[i].end_of_trace = -1;
1928       bbd[i].heap = NULL;
1929       bbd[i].node = NULL;
1930     }
1931
1932   traces = XNEWVEC (struct trace, n_basic_blocks);
1933   n_traces = 0;
1934   find_traces (&n_traces, traces);
1935   connect_traces (n_traces, traces);
1936   FREE (traces);
1937   FREE (bbd);
1938
1939   relink_block_chain (/*stay_in_cfglayout_mode=*/true);
1940
1941   if (dump_file)
1942     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
1943
1944   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1945     verify_hot_cold_block_grouping ();
1946 }
1947
1948 /* Determine which partition the first basic block in the function
1949    belongs to, then find the first basic block in the current function
1950    that belongs to a different section, and insert a
1951    NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS note immediately before it in the
1952    instruction stream.  When writing out the assembly code,
1953    encountering this note will make the compiler switch between the
1954    hot and cold text sections.  */
1955
1956 static void
1957 insert_section_boundary_note (void)
1958 {
1959   basic_block bb;
1960   rtx new_note;
1961   int first_partition = 0;
1962
1963   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1964     FOR_EACH_BB (bb)
1965     {
1966       if (!first_partition)
1967         first_partition = BB_PARTITION (bb);
1968       if (BB_PARTITION (bb) != first_partition)
1969         {
1970           new_note = emit_note_before (NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS,
1971                                        BB_HEAD (bb));
1972           /* ??? This kind of note always lives between basic blocks,
1973              but add_insn_before will set BLOCK_FOR_INSN anyway.  */
1974           BLOCK_FOR_INSN (new_note) = NULL;
1975           break;
1976         }
1977     }
1978 }
1979
1980 /* Duplicate the blocks containing computed gotos.  This basically unfactors
1981    computed gotos that were factored early on in the compilation process to
1982    speed up edge based data flow.  We used to not unfactoring them again,
1983    which can seriously pessimize code with many computed jumps in the source
1984    code, such as interpreters.  See e.g. PR15242.  */
1985
1986 static bool
1987 gate_duplicate_computed_gotos (void)
1988 {
1989   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1990     return false;
1991   return (optimize > 0
1992           && flag_expensive_optimizations
1993           && ! optimize_function_for_size_p (cfun));
1994 }
1995
1996
1997 static unsigned int
1998 duplicate_computed_gotos (void)
1999 {
2000   basic_block bb, new_bb;
2001   bitmap candidates;
2002   int max_size;
2003
2004   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2005     return 0;
2006
2007   cfg_layout_initialize (0);
2008
2009   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once
2010      since the code for getting the insn length always returns
2011      the minimal length now.  */
2012   if (uncond_jump_length == 0)
2013     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
2014
2015   max_size = uncond_jump_length * PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GOTO_DUPLICATION_INSNS);
2016   candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
2017
2018   /* Look for blocks that end in a computed jump, and see if such blocks
2019      are suitable for unfactoring.  If a block is a candidate for unfactoring,
2020      mark it in the candidates.  */
2021   FOR_EACH_BB (bb)
2022     {
2023       rtx insn;
2024       edge e;
2025       edge_iterator ei;
2026       int size, all_flags;
2027
2028       /* Build the reorder chain for the original order of blocks.  */
2029       if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2030         bb->aux = bb->next_bb;
2031
2032       /* Obviously the block has to end in a computed jump.  */
2033       if (!computed_jump_p (BB_END (bb)))
2034         continue;
2035
2036       /* Only consider blocks that can be duplicated.  */
2037       if (find_reg_note (BB_END (bb), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX)
2038           || !can_duplicate_block_p (bb))
2039         continue;
2040
2041       /* Make sure that the block is small enough.  */
2042       size = 0;
2043       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2044         if (INSN_P (insn))
2045           {
2046             size += get_attr_min_length (insn);
2047             if (size > max_size)
2048                break;
2049           }
2050       if (size > max_size)
2051         continue;
2052
2053       /* Final check: there must not be any incoming abnormal edges.  */
2054       all_flags = 0;
2055       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
2056         all_flags |= e->flags;
2057       if (all_flags & EDGE_COMPLEX)
2058         continue;
2059
2060       bitmap_set_bit (candidates, bb->index);
2061     }
2062
2063   /* Nothing to do if there is no computed jump here.  */
2064   if (bitmap_empty_p (candidates))
2065     goto done;
2066
2067   /* Duplicate computed gotos.  */
2068   FOR_EACH_BB (bb)
2069     {
2070       if (bb->il.rtl->visited)
2071         continue;
2072
2073       bb->il.rtl->visited = 1;
2074
2075       /* BB must have one outgoing edge.  That edge must not lead to
2076          the exit block or the next block.
2077          The destination must have more than one predecessor.  */
2078       if (!single_succ_p (bb)
2079           || single_succ (bb) == EXIT_BLOCK_PTR
2080           || single_succ (bb) == bb->next_bb
2081           || single_pred_p (single_succ (bb)))
2082         continue;
2083
2084       /* The successor block has to be a duplication candidate.  */
2085       if (!bitmap_bit_p (candidates, single_succ (bb)->index))
2086         continue;
2087
2088       new_bb = duplicate_block (single_succ (bb), single_succ_edge (bb), bb);
2089       new_bb->aux = bb->aux;
2090       bb->aux = new_bb;
2091       new_bb->il.rtl->visited = 1;
2092     }
2093
2094 done:
2095   cfg_layout_finalize ();
2096
2097   BITMAP_FREE (candidates);
2098   return 0;
2099 }
2100
2101 struct rtl_opt_pass pass_duplicate_computed_gotos =
2102 {
2103  {
2104   RTL_PASS,
2105   "compgotos",                          /* name */
2106   gate_duplicate_computed_gotos,        /* gate */
2107   duplicate_computed_gotos,             /* execute */
2108   NULL,                                 /* sub */
2109   NULL,                                 /* next */
2110   0,                                    /* static_pass_number */
2111   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2112   0,                                    /* properties_required */
2113   0,                                    /* properties_provided */
2114   0,                                    /* properties_destroyed */
2115   0,                                    /* todo_flags_start */
2116   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2117  }
2118 };
2119
2120
2121 /* This function is the main 'entrance' for the optimization that
2122    partitions hot and cold basic blocks into separate sections of the
2123    .o file (to improve performance and cache locality).  Ideally it
2124    would be called after all optimizations that rearrange the CFG have
2125    been called.  However part of this optimization may introduce new
2126    register usage, so it must be called before register allocation has
2127    occurred.  This means that this optimization is actually called
2128    well before the optimization that reorders basic blocks (see
2129    function above).
2130
2131    This optimization checks the feedback information to determine
2132    which basic blocks are hot/cold, updates flags on the basic blocks
2133    to indicate which section they belong in.  This information is
2134    later used for writing out sections in the .o file.  Because hot
2135    and cold sections can be arbitrarily large (within the bounds of
2136    memory), far beyond the size of a single function, it is necessary
2137    to fix up all edges that cross section boundaries, to make sure the
2138    instructions used can actually span the required distance.  The
2139    fixes are described below.
2140
2141    Fall-through edges must be changed into jumps; it is not safe or
2142    legal to fall through across a section boundary.  Whenever a
2143    fall-through edge crossing a section boundary is encountered, a new
2144    basic block is inserted (in the same section as the fall-through
2145    source), and the fall through edge is redirected to the new basic
2146    block.  The new basic block contains an unconditional jump to the
2147    original fall-through target.  (If the unconditional jump is
2148    insufficient to cross section boundaries, that is dealt with a
2149    little later, see below).
2150
2151    In order to deal with architectures that have short conditional
2152    branches (which cannot span all of memory) we take any conditional
2153    jump that attempts to cross a section boundary and add a level of
2154    indirection: it becomes a conditional jump to a new basic block, in
2155    the same section.  The new basic block contains an unconditional
2156    jump to the original target, in the other section.
2157
2158    For those architectures whose unconditional branch is also
2159    incapable of reaching all of memory, those unconditional jumps are
2160    converted into indirect jumps, through a register.
2161
2162    IMPORTANT NOTE: This optimization causes some messy interactions
2163    with the cfg cleanup optimizations; those optimizations want to
2164    merge blocks wherever possible, and to collapse indirect jump
2165    sequences (change "A jumps to B jumps to C" directly into "A jumps
2166    to C").  Those optimizations can undo the jump fixes that
2167    partitioning is required to make (see above), in order to ensure
2168    that jumps attempting to cross section boundaries are really able
2169    to cover whatever distance the jump requires (on many architectures
2170    conditional or unconditional jumps are not able to reach all of
2171    memory).  Therefore tests have to be inserted into each such
2172    optimization to make sure that it does not undo stuff necessary to
2173    cross partition boundaries.  This would be much less of a problem
2174    if we could perform this optimization later in the compilation, but
2175    unfortunately the fact that we may need to create indirect jumps
2176    (through registers) requires that this optimization be performed
2177    before register allocation.  */
2178
2179 static void
2180 partition_hot_cold_basic_blocks (void)
2181 {
2182   edge *crossing_edges;
2183   int n_crossing_edges;
2184   int max_edges = 2 * last_basic_block;
2185
2186   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2187     return;
2188
2189   crossing_edges = XCNEWVEC (edge, max_edges);
2190
2191   find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (&crossing_edges,
2192                                                         &n_crossing_edges,
2193                                                         &max_edges);
2194
2195   if (n_crossing_edges > 0)
2196     fix_edges_for_rarely_executed_code (crossing_edges, n_crossing_edges);
2197
2198   free (crossing_edges);
2199 }
2200 \f
2201 static bool
2202 gate_handle_reorder_blocks (void)
2203 {
2204   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
2205     return false;
2206   return (optimize > 0);
2207 }
2208
2209
2210 /* Reorder basic blocks.  */
2211 static unsigned int
2212 rest_of_handle_reorder_blocks (void)
2213 {
2214   basic_block bb;
2215
2216   /* Last attempt to optimize CFG, as scheduling, peepholing and insn
2217      splitting possibly introduced more crossjumping opportunities.  */
2218   cfg_layout_initialize (CLEANUP_EXPENSIVE);
2219
2220   if ((flag_reorder_blocks || flag_reorder_blocks_and_partition)
2221       /* Don't reorder blocks when optimizing for size because extra jump insns may
2222          be created; also barrier may create extra padding.
2223
2224          More correctly we should have a block reordering mode that tried to
2225          minimize the combined size of all the jumps.  This would more or less
2226          automatically remove extra jumps, but would also try to use more short
2227          jumps instead of long jumps.  */
2228       && optimize_function_for_speed_p (cfun))
2229     {
2230       reorder_basic_blocks ();
2231       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
2232     }
2233
2234   FOR_EACH_BB (bb)
2235     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2236       bb->aux = bb->next_bb;
2237   cfg_layout_finalize ();
2238
2239   /* Add NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS notes.  */
2240   insert_section_boundary_note ();
2241   return 0;
2242 }
2243
2244 struct rtl_opt_pass pass_reorder_blocks =
2245 {
2246  {
2247   RTL_PASS,
2248   "bbro",                               /* name */
2249   gate_handle_reorder_blocks,           /* gate */
2250   rest_of_handle_reorder_blocks,        /* execute */
2251   NULL,                                 /* sub */
2252   NULL,                                 /* next */
2253   0,                                    /* static_pass_number */
2254   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2255   0,                                    /* properties_required */
2256   0,                                    /* properties_provided */
2257   0,                                    /* properties_destroyed */
2258   0,                                    /* todo_flags_start */
2259   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2260  }
2261 };
2262
2263 static bool
2264 gate_handle_partition_blocks (void)
2265 {
2266   /* The optimization to partition hot/cold basic blocks into separate
2267      sections of the .o file does not work well with linkonce or with
2268      user defined section attributes.  Don't call it if either case
2269      arises.  */
2270
2271   return (flag_reorder_blocks_and_partition
2272           && !DECL_ONE_ONLY (current_function_decl)
2273           && !user_defined_section_attribute);
2274 }
2275
2276 /* Partition hot and cold basic blocks.  */
2277 static unsigned int
2278 rest_of_handle_partition_blocks (void)
2279 {
2280   partition_hot_cold_basic_blocks ();
2281   return 0;
2282 }
2283
2284 struct rtl_opt_pass pass_partition_blocks =
2285 {
2286  {
2287   RTL_PASS,
2288   "bbpart",                             /* name */
2289   gate_handle_partition_blocks,         /* gate */
2290   rest_of_handle_partition_blocks,      /* execute */
2291   NULL,                                 /* sub */
2292   NULL,                                 /* next */
2293   0,                                    /* static_pass_number */
2294   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2295   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
2296   0,                                    /* properties_provided */
2297   0,                                    /* properties_destroyed */
2298   0,                                    /* todo_flags_start */
2299   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing/* todo_flags_finish */
2300  }
2301 };