OSDN Git Service

* config/rs6000/rs6000-protos.h
[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 "toplev.h"
86 #include "tree-pass.h"
87 #include "df.h"
88
89 /* The number of rounds.  In most cases there will only be 4 rounds, but
90    when partitioning hot and cold basic blocks into separate sections of
91    the .o file there will be an extra round.*/
92 #define N_ROUNDS 5
93
94 /* Stubs in case we don't have a return insn.
95    We have to check at runtime too, not only compiletime.  */
96
97 #ifndef HAVE_return
98 #define HAVE_return 0
99 #define gen_return() NULL_RTX
100 #endif
101
102
103 /* Branch thresholds in thousandths (per mille) of the REG_BR_PROB_BASE.  */
104 static int branch_threshold[N_ROUNDS] = {400, 200, 100, 0, 0};
105
106 /* Exec thresholds in thousandths (per mille) of the frequency of bb 0.  */
107 static int exec_threshold[N_ROUNDS] = {500, 200, 50, 0, 0};
108
109 /* If edge frequency is lower than DUPLICATION_THRESHOLD per mille of entry
110    block the edge destination is not duplicated while connecting traces.  */
111 #define DUPLICATION_THRESHOLD 100
112
113 /* Length of unconditional jump instruction.  */
114 static int uncond_jump_length;
115
116 /* Structure to hold needed information for each basic block.  */
117 typedef struct bbro_basic_block_data_def
118 {
119   /* Which trace is the bb start of (-1 means it is not a start of a trace).  */
120   int start_of_trace;
121
122   /* Which trace is the bb end of (-1 means it is not an end of a trace).  */
123   int end_of_trace;
124
125   /* Which trace is the bb in?  */
126   int in_trace;
127
128   /* Which heap is BB in (if any)?  */
129   fibheap_t heap;
130
131   /* Which heap node is BB in (if any)?  */
132   fibnode_t node;
133 } bbro_basic_block_data;
134
135 /* The current size of the following dynamic array.  */
136 static int array_size;
137
138 /* The array which holds needed information for basic blocks.  */
139 static bbro_basic_block_data *bbd;
140
141 /* To avoid frequent reallocation the size of arrays is greater than needed,
142    the number of elements is (not less than) 1.25 * size_wanted.  */
143 #define GET_ARRAY_SIZE(X) ((((X) / 4) + 1) * 5)
144
145 /* Free the memory and set the pointer to NULL.  */
146 #define FREE(P) (gcc_assert (P), free (P), P = 0)
147
148 /* Structure for holding information about a trace.  */
149 struct trace
150 {
151   /* First and last basic block of the trace.  */
152   basic_block first, last;
153
154   /* The round of the STC creation which this trace was found in.  */
155   int round;
156
157   /* The length (i.e. the number of basic blocks) of the trace.  */
158   int length;
159 };
160
161 /* Maximum frequency and count of one of the entry blocks.  */
162 static int max_entry_frequency;
163 static gcov_type max_entry_count;
164
165 /* Local function prototypes.  */
166 static void find_traces (int *, struct trace *);
167 static basic_block rotate_loop (edge, struct trace *, int);
168 static void mark_bb_visited (basic_block, int);
169 static void find_traces_1_round (int, int, gcov_type, struct trace *, int *,
170                                  int, fibheap_t *, int);
171 static basic_block copy_bb (basic_block, edge, basic_block, int);
172 static fibheapkey_t bb_to_key (basic_block);
173 static bool better_edge_p (const_basic_block, const_edge, int, int, int, int, const_edge);
174 static void connect_traces (int, struct trace *);
175 static bool copy_bb_p (const_basic_block, int);
176 static int get_uncond_jump_length (void);
177 static bool push_to_next_round_p (const_basic_block, int, int, int, gcov_type);
178 static void find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge **,
179                                                                   int *,
180                                                                   int *);
181 static void add_labels_and_missing_jumps (edge *, int);
182 static void add_reg_crossing_jump_notes (void);
183 static void fix_up_fall_thru_edges (void);
184 static void fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *, int);
185 static void fix_crossing_conditional_branches (void);
186 static void fix_crossing_unconditional_branches (void);
187 \f
188 /* Check to see if bb should be pushed into the next round of trace
189    collections or not.  Reasons for pushing the block forward are 1).
190    If the block is cold, we are doing partitioning, and there will be
191    another round (cold partition blocks are not supposed to be
192    collected into traces until the very last round); or 2). There will
193    be another round, and the basic block is not "hot enough" for the
194    current round of trace collection.  */
195
196 static bool
197 push_to_next_round_p (const_basic_block bb, int round, int number_of_rounds,
198                       int exec_th, gcov_type count_th)
199 {
200   bool there_exists_another_round;
201   bool block_not_hot_enough;
202
203   there_exists_another_round = round < number_of_rounds - 1;
204
205   block_not_hot_enough = (bb->frequency < exec_th
206                           || bb->count < count_th
207                           || probably_never_executed_bb_p (bb));
208
209   if (there_exists_another_round
210       && block_not_hot_enough)
211     return true;
212   else
213     return false;
214 }
215
216 /* Find the traces for Software Trace Cache.  Chain each trace through
217    RBI()->next.  Store the number of traces to N_TRACES and description of
218    traces to TRACES.  */
219
220 static void
221 find_traces (int *n_traces, struct trace *traces)
222 {
223   int i;
224   int number_of_rounds;
225   edge e;
226   edge_iterator ei;
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
235   /* Insert entry points of function into heap.  */
236   heap = fibheap_new ();
237   max_entry_frequency = 0;
238   max_entry_count = 0;
239   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
240     {
241       bbd[e->dest->index].heap = heap;
242       bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (heap, bb_to_key (e->dest),
243                                                     e->dest);
244       if (e->dest->frequency > max_entry_frequency)
245         max_entry_frequency = e->dest->frequency;
246       if (e->dest->count > max_entry_count)
247         max_entry_count = e->dest->count;
248     }
249
250   /* Find the traces.  */
251   for (i = 0; i < number_of_rounds; i++)
252     {
253       gcov_type count_threshold;
254
255       if (dump_file)
256         fprintf (dump_file, "STC - round %d\n", i + 1);
257
258       if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
259         count_threshold = max_entry_count * exec_threshold[i] / 1000;
260       else
261         count_threshold = max_entry_count / 1000 * exec_threshold[i];
262
263       find_traces_1_round (REG_BR_PROB_BASE * branch_threshold[i] / 1000,
264                            max_entry_frequency * exec_threshold[i] / 1000,
265                            count_threshold, traces, n_traces, i, &heap,
266                            number_of_rounds);
267     }
268   fibheap_delete (heap);
269
270   if (dump_file)
271     {
272       for (i = 0; i < *n_traces; i++)
273         {
274           basic_block bb;
275           fprintf (dump_file, "Trace %d (round %d):  ", i + 1,
276                    traces[i].round + 1);
277           for (bb = traces[i].first; bb != traces[i].last; bb = (basic_block) bb->aux)
278             fprintf (dump_file, "%d [%d] ", bb->index, bb->frequency);
279           fprintf (dump_file, "%d [%d]\n", bb->index, bb->frequency);
280         }
281       fflush (dump_file);
282     }
283 }
284
285 /* Rotate loop whose back edge is BACK_EDGE in the tail of trace TRACE
286    (with sequential number TRACE_N).  */
287
288 static basic_block
289 rotate_loop (edge back_edge, struct trace *trace, int trace_n)
290 {
291   basic_block bb;
292
293   /* Information about the best end (end after rotation) of the loop.  */
294   basic_block best_bb = NULL;
295   edge best_edge = NULL;
296   int best_freq = -1;
297   gcov_type best_count = -1;
298   /* The best edge is preferred when its destination is not visited yet
299      or is a start block of some trace.  */
300   bool is_preferred = false;
301
302   /* Find the most frequent edge that goes out from current trace.  */
303   bb = back_edge->dest;
304   do
305     {
306       edge e;
307       edge_iterator ei;
308
309       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
310         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
311             && e->dest->il.rtl->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->il.rtl->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->il.rtl->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 = (basic_block) bb->aux;
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 = (basic_block) best_bb->aux;
368         }
369       else
370         {
371           basic_block prev_bb;
372
373           for (prev_bb = trace->first;
374                prev_bb->aux != back_edge->dest;
375                prev_bb = (basic_block) prev_bb->aux)
376             ;
377           prev_bb->aux = best_bb->aux;
378
379           /* Try to get rid of uncond jump to cond jump.  */
380           if (single_succ_p (prev_bb))
381             {
382               basic_block header = single_succ (prev_bb);
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                   && !find_reg_note (BB_END (header), REG_CROSSING_JUMP,
388                                      NULL_RTX))
389                 copy_bb (header, single_succ_edge (prev_bb), prev_bb, trace_n);
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->aux = 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->il.rtl->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   /* Heap for discarded basic blocks which are possible starting points for
430      the next round.  */
431   fibheap_t new_heap = fibheap_new ();
432
433   while (!fibheap_empty (*heap))
434     {
435       basic_block bb;
436       struct trace *trace;
437       edge best_edge, e;
438       fibheapkey_t key;
439       edge_iterator ei;
440
441       bb = (basic_block) fibheap_extract_min (*heap);
442       bbd[bb->index].heap = NULL;
443       bbd[bb->index].node = NULL;
444
445       if (dump_file)
446         fprintf (dump_file, "Getting bb %d\n", bb->index);
447
448       /* If the BB's frequency is too low send BB to the next round.  When
449          partitioning hot/cold blocks into separate sections, make sure all
450          the cold blocks (and ONLY the cold blocks) go into the (extra) final
451          round.  */
452
453       if (push_to_next_round_p (bb, round, number_of_rounds, exec_th,
454                                 count_th))
455         {
456           int key = bb_to_key (bb);
457           bbd[bb->index].heap = new_heap;
458           bbd[bb->index].node = fibheap_insert (new_heap, key, bb);
459
460           if (dump_file)
461             fprintf (dump_file,
462                      "  Possible start point of next round: %d (key: %d)\n",
463                      bb->index, key);
464           continue;
465         }
466
467       trace = traces + *n_traces;
468       trace->first = bb;
469       trace->round = round;
470       trace->length = 0;
471       bbd[bb->index].in_trace = *n_traces;
472       (*n_traces)++;
473
474       do
475         {
476           int prob, freq;
477           bool ends_in_call;
478
479           /* The probability and frequency of the best edge.  */
480           int best_prob = INT_MIN / 2;
481           int best_freq = INT_MIN / 2;
482
483           best_edge = NULL;
484           mark_bb_visited (bb, *n_traces);
485           trace->length++;
486
487           if (dump_file)
488             fprintf (dump_file, "Basic block %d was visited in trace %d\n",
489                      bb->index, *n_traces - 1);
490
491           ends_in_call = block_ends_with_call_p (bb);
492
493           /* Select the successor that will be placed after BB.  */
494           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
495             {
496               gcc_assert (!(e->flags & EDGE_FAKE));
497
498               if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
499                 continue;
500
501               if (e->dest->il.rtl->visited
502                   && e->dest->il.rtl->visited != *n_traces)
503                 continue;
504
505               if (BB_PARTITION (e->dest) != BB_PARTITION (bb))
506                 continue;
507
508               prob = e->probability;
509               freq = e->dest->frequency;
510
511               /* The only sensible preference for a call instruction is the
512                  fallthru edge.  Don't bother selecting anything else.  */
513               if (ends_in_call)
514                 {
515                   if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
516                     {
517                       best_edge = e;
518                       best_prob = prob;
519                       best_freq = freq;
520                     }
521                   continue;
522                 }
523
524               /* Edge that cannot be fallthru or improbable or infrequent
525                  successor (i.e. it is unsuitable successor).  */
526               if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU) || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
527                   || prob < branch_th || EDGE_FREQUENCY (e) < exec_th
528                   || e->count < count_th)
529                 continue;
530
531               /* If partitioning hot/cold basic blocks, don't consider edges
532                  that cross section boundaries.  */
533
534               if (better_edge_p (bb, e, prob, freq, best_prob, best_freq,
535                                  best_edge))
536                 {
537                   best_edge = e;
538                   best_prob = prob;
539                   best_freq = freq;
540                 }
541             }
542
543           /* If the best destination has multiple predecessors, and can be
544              duplicated cheaper than a jump, don't allow it to be added
545              to a trace.  We'll duplicate it when connecting traces.  */
546           if (best_edge && EDGE_COUNT (best_edge->dest->preds) >= 2
547               && copy_bb_p (best_edge->dest, 0))
548             best_edge = NULL;
549
550           /* Add all non-selected successors to the heaps.  */
551           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
552             {
553               if (e == best_edge
554                   || e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
555                   || e->dest->il.rtl->visited)
556                 continue;
557
558               key = bb_to_key (e->dest);
559
560               if (bbd[e->dest->index].heap)
561                 {
562                   /* E->DEST is already in some heap.  */
563                   if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
564                     {
565                       if (dump_file)
566                         {
567                           fprintf (dump_file,
568                                    "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
569                                    e->dest->index,
570                                    (long) bbd[e->dest->index].node->key,
571                                    key);
572                         }
573                       fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
574                                            bbd[e->dest->index].node, key);
575                     }
576                 }
577               else
578                 {
579                   fibheap_t which_heap = *heap;
580
581                   prob = e->probability;
582                   freq = EDGE_FREQUENCY (e);
583
584                   if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
585                       || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
586                       || prob < branch_th || freq < exec_th
587                       || e->count < count_th)
588                     {
589                       /* When partitioning hot/cold basic blocks, make sure
590                          the cold blocks (and only the cold blocks) all get
591                          pushed to the last round of trace collection.  */
592
593                       if (push_to_next_round_p (e->dest, round,
594                                                 number_of_rounds,
595                                                 exec_th, count_th))
596                         which_heap = new_heap;
597                     }
598
599                   bbd[e->dest->index].heap = which_heap;
600                   bbd[e->dest->index].node = fibheap_insert (which_heap,
601                                                                 key, e->dest);
602
603                   if (dump_file)
604                     {
605                       fprintf (dump_file,
606                                "  Possible start of %s round: %d (key: %ld)\n",
607                                (which_heap == new_heap) ? "next" : "this",
608                                e->dest->index, (long) key);
609                     }
610
611                 }
612             }
613
614           if (best_edge) /* Suitable successor was found.  */
615             {
616               if (best_edge->dest->il.rtl->visited == *n_traces)
617                 {
618                   /* We do nothing with one basic block loops.  */
619                   if (best_edge->dest != bb)
620                     {
621                       if (EDGE_FREQUENCY (best_edge)
622                           > 4 * best_edge->dest->frequency / 5)
623                         {
624                           /* The loop has at least 4 iterations.  If the loop
625                              header is not the first block of the function
626                              we can rotate the loop.  */
627
628                           if (best_edge->dest != ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb)
629                             {
630                               if (dump_file)
631                                 {
632                                   fprintf (dump_file,
633                                            "Rotating loop %d - %d\n",
634                                            best_edge->dest->index, bb->index);
635                                 }
636                               bb->aux = best_edge->dest;
637                               bbd[best_edge->dest->index].in_trace =
638                                                              (*n_traces) - 1;
639                               bb = rotate_loop (best_edge, trace, *n_traces);
640                             }
641                         }
642                       else
643                         {
644                           /* The loop has less than 4 iterations.  */
645
646                           if (single_succ_p (bb)
647                               && copy_bb_p (best_edge->dest,
648                                             optimize_edge_for_speed_p (best_edge)))
649                             {
650                               bb = copy_bb (best_edge->dest, best_edge, bb,
651                                             *n_traces);
652                               trace->length++;
653                             }
654                         }
655                     }
656
657                   /* Terminate the trace.  */
658                   break;
659                 }
660               else
661                 {
662                   /* Check for a situation
663
664                     A
665                    /|
666                   B |
667                    \|
668                     C
669
670                   where
671                   EDGE_FREQUENCY (AB) + EDGE_FREQUENCY (BC)
672                     >= EDGE_FREQUENCY (AC).
673                   (i.e. 2 * B->frequency >= EDGE_FREQUENCY (AC) )
674                   Best ordering is then A B C.
675
676                   This situation is created for example by:
677
678                   if (A) B;
679                   C;
680
681                   */
682
683                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
684                     if (e != best_edge
685                         && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
686                         && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
687                         && !e->dest->il.rtl->visited
688                         && single_pred_p (e->dest)
689                         && !(e->flags & EDGE_CROSSING)
690                         && single_succ_p (e->dest)
691                         && (single_succ_edge (e->dest)->flags
692                             & EDGE_CAN_FALLTHRU)
693                         && !(single_succ_edge (e->dest)->flags & EDGE_COMPLEX)
694                         && single_succ (e->dest) == best_edge->dest
695                         && 2 * e->dest->frequency >= EDGE_FREQUENCY (best_edge))
696                       {
697                         best_edge = e;
698                         if (dump_file)
699                           fprintf (dump_file, "Selecting BB %d\n",
700                                    best_edge->dest->index);
701                         break;
702                       }
703
704                   bb->aux = best_edge->dest;
705                   bbd[best_edge->dest->index].in_trace = (*n_traces) - 1;
706                   bb = best_edge->dest;
707                 }
708             }
709         }
710       while (best_edge);
711       trace->last = bb;
712       bbd[trace->first->index].start_of_trace = *n_traces - 1;
713       bbd[trace->last->index].end_of_trace = *n_traces - 1;
714
715       /* The trace is terminated so we have to recount the keys in heap
716          (some block can have a lower key because now one of its predecessors
717          is an end of the trace).  */
718       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
719         {
720           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
721               || e->dest->il.rtl->visited)
722             continue;
723
724           if (bbd[e->dest->index].heap)
725             {
726               key = bb_to_key (e->dest);
727               if (key != bbd[e->dest->index].node->key)
728                 {
729                   if (dump_file)
730                     {
731                       fprintf (dump_file,
732                                "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
733                                e->dest->index,
734                                (long) bbd[e->dest->index].node->key, key);
735                     }
736                   fibheap_replace_key (bbd[e->dest->index].heap,
737                                        bbd[e->dest->index].node,
738                                        key);
739                 }
740             }
741         }
742     }
743
744   fibheap_delete (*heap);
745
746   /* "Return" the new heap.  */
747   *heap = new_heap;
748 }
749
750 /* Create a duplicate of the basic block OLD_BB and redirect edge E to it, add
751    it to trace after BB, mark OLD_BB visited and update pass' data structures
752    (TRACE is a number of trace which OLD_BB is duplicated to).  */
753
754 static basic_block
755 copy_bb (basic_block old_bb, edge e, basic_block bb, int trace)
756 {
757   basic_block new_bb;
758
759   new_bb = duplicate_block (old_bb, e, bb);
760   BB_COPY_PARTITION (new_bb, old_bb);
761
762   gcc_assert (e->dest == new_bb);
763   gcc_assert (!e->dest->il.rtl->visited);
764
765   if (dump_file)
766     fprintf (dump_file,
767              "Duplicated bb %d (created bb %d)\n",
768              old_bb->index, new_bb->index);
769   new_bb->il.rtl->visited = trace;
770   new_bb->aux = bb->aux;
771   bb->aux = new_bb;
772
773   if (new_bb->index >= array_size || last_basic_block > array_size)
774     {
775       int i;
776       int new_size;
777
778       new_size = MAX (last_basic_block, new_bb->index + 1);
779       new_size = GET_ARRAY_SIZE (new_size);
780       bbd = XRESIZEVEC (bbro_basic_block_data, bbd, new_size);
781       for (i = array_size; i < new_size; i++)
782         {
783           bbd[i].start_of_trace = -1;
784           bbd[i].in_trace = -1;
785           bbd[i].end_of_trace = -1;
786           bbd[i].heap = NULL;
787           bbd[i].node = NULL;
788         }
789       array_size = new_size;
790
791       if (dump_file)
792         {
793           fprintf (dump_file,
794                    "Growing the dynamic array to %d elements.\n",
795                    array_size);
796         }
797     }
798
799   bbd[new_bb->index].in_trace = trace;
800
801   return new_bb;
802 }
803
804 /* Compute and return the key (for the heap) of the basic block BB.  */
805
806 static fibheapkey_t
807 bb_to_key (basic_block bb)
808 {
809   edge e;
810   edge_iterator ei;
811   int priority = 0;
812
813   /* Do not start in probably never executed blocks.  */
814
815   if (BB_PARTITION (bb) == BB_COLD_PARTITION
816       || probably_never_executed_bb_p (bb))
817     return BB_FREQ_MAX;
818
819   /* Prefer blocks whose predecessor is an end of some trace
820      or whose predecessor edge is EDGE_DFS_BACK.  */
821   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
822     {
823       if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && bbd[e->src->index].end_of_trace >= 0)
824           || (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
825         {
826           int edge_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
827
828           if (edge_freq > priority)
829             priority = edge_freq;
830         }
831     }
832
833   if (priority)
834     /* The block with priority should have significantly lower key.  */
835     return -(100 * BB_FREQ_MAX + 100 * priority + bb->frequency);
836   return -bb->frequency;
837 }
838
839 /* Return true when the edge E from basic block BB is better than the temporary
840    best edge (details are in function).  The probability of edge E is PROB. The
841    frequency of the successor is FREQ.  The current best probability is
842    BEST_PROB, the best frequency is BEST_FREQ.
843    The edge is considered to be equivalent when PROB does not differ much from
844    BEST_PROB; similarly for frequency.  */
845
846 static bool
847 better_edge_p (const_basic_block bb, const_edge e, int prob, int freq, int best_prob,
848                int best_freq, const_edge cur_best_edge)
849 {
850   bool is_better_edge;
851
852   /* The BEST_* values do not have to be best, but can be a bit smaller than
853      maximum values.  */
854   int diff_prob = best_prob / 10;
855   int diff_freq = best_freq / 10;
856
857   if (prob > best_prob + diff_prob)
858     /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
859     is_better_edge = true;
860   else if (prob < best_prob - diff_prob)
861     /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
862     is_better_edge = false;
863   else if (freq < best_freq - diff_freq)
864     /* The edge and the temporary best edge  have almost equivalent
865        probabilities.  The higher frequency of a successor now means
866        that there is another edge going into that successor.
867        This successor has lower frequency so it is better.  */
868     is_better_edge = true;
869   else if (freq > best_freq + diff_freq)
870     /* This successor has higher frequency so it is worse.  */
871     is_better_edge = false;
872   else if (e->dest->prev_bb == bb)
873     /* The edges have equivalent probabilities and the successors
874        have equivalent frequencies.  Select the previous successor.  */
875     is_better_edge = true;
876   else
877     is_better_edge = false;
878
879   /* If we are doing hot/cold partitioning, make sure that we always favor
880      non-crossing edges over crossing edges.  */
881
882   if (!is_better_edge
883       && flag_reorder_blocks_and_partition
884       && cur_best_edge
885       && (cur_best_edge->flags & EDGE_CROSSING)
886       && !(e->flags & EDGE_CROSSING))
887     is_better_edge = true;
888
889   return is_better_edge;
890 }
891
892 /* Connect traces in array TRACES, N_TRACES is the count of traces.  */
893
894 static void
895 connect_traces (int n_traces, struct trace *traces)
896 {
897   int i;
898   bool *connected;
899   bool two_passes;
900   int last_trace;
901   int current_pass;
902   int current_partition;
903   int freq_threshold;
904   gcov_type count_threshold;
905
906   freq_threshold = max_entry_frequency * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
907   if (max_entry_count < INT_MAX / 1000)
908     count_threshold = max_entry_count * DUPLICATION_THRESHOLD / 1000;
909   else
910     count_threshold = max_entry_count / 1000 * DUPLICATION_THRESHOLD;
911
912   connected = XCNEWVEC (bool, n_traces);
913   last_trace = -1;
914   current_pass = 1;
915   current_partition = BB_PARTITION (traces[0].first);
916   two_passes = false;
917
918   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
919     for (i = 0; i < n_traces && !two_passes; i++)
920       if (BB_PARTITION (traces[0].first)
921           != BB_PARTITION (traces[i].first))
922         two_passes = true;
923
924   for (i = 0; i < n_traces || (two_passes && current_pass == 1) ; i++)
925     {
926       int t = i;
927       int t2;
928       edge e, best;
929       int best_len;
930
931       if (i >= n_traces)
932         {
933           gcc_assert (two_passes && current_pass == 1);
934           i = 0;
935           t = i;
936           current_pass = 2;
937           if (current_partition == BB_HOT_PARTITION)
938             current_partition = BB_COLD_PARTITION;
939           else
940             current_partition = BB_HOT_PARTITION;
941         }
942
943       if (connected[t])
944         continue;
945
946       if (two_passes
947           && BB_PARTITION (traces[t].first) != current_partition)
948         continue;
949
950       connected[t] = true;
951
952       /* Find the predecessor traces.  */
953       for (t2 = t; t2 > 0;)
954         {
955           edge_iterator ei;
956           best = NULL;
957           best_len = 0;
958           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t2].first->preds)
959             {
960               int si = e->src->index;
961
962               if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
963                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
964                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
965                   && bbd[si].end_of_trace >= 0
966                   && !connected[bbd[si].end_of_trace]
967                   && (BB_PARTITION (e->src) == current_partition)
968                   && (!best
969                       || e->probability > best->probability
970                       || (e->probability == best->probability
971                           && traces[bbd[si].end_of_trace].length > best_len)))
972                 {
973                   best = e;
974                   best_len = traces[bbd[si].end_of_trace].length;
975                 }
976             }
977           if (best)
978             {
979               best->src->aux = best->dest;
980               t2 = bbd[best->src->index].end_of_trace;
981               connected[t2] = true;
982
983               if (dump_file)
984                 {
985                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
986                            best->src->index, best->dest->index);
987                 }
988             }
989           else
990             break;
991         }
992
993       if (last_trace >= 0)
994         traces[last_trace].last->aux = traces[t2].first;
995       last_trace = t;
996
997       /* Find the successor traces.  */
998       while (1)
999         {
1000           /* Find the continuation of the chain.  */
1001           edge_iterator ei;
1002           best = NULL;
1003           best_len = 0;
1004           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1005             {
1006               int di = e->dest->index;
1007
1008               if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1009                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1010                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1011                   && bbd[di].start_of_trace >= 0
1012                   && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1013                   && (BB_PARTITION (e->dest) == current_partition)
1014                   && (!best
1015                       || e->probability > best->probability
1016                       || (e->probability == best->probability
1017                           && traces[bbd[di].start_of_trace].length > best_len)))
1018                 {
1019                   best = e;
1020                   best_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1021                 }
1022             }
1023
1024           if (best)
1025             {
1026               if (dump_file)
1027                 {
1028                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1029                            best->src->index, best->dest->index);
1030                 }
1031               t = bbd[best->dest->index].start_of_trace;
1032               traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1033               connected[t] = true;
1034               last_trace = t;
1035             }
1036           else
1037             {
1038               /* Try to connect the traces by duplication of 1 block.  */
1039               edge e2;
1040               basic_block next_bb = NULL;
1041               bool try_copy = false;
1042
1043               FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1044                 if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1045                     && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1046                     && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1047                     && (!best || e->probability > best->probability))
1048                   {
1049                     edge_iterator ei;
1050                     edge best2 = NULL;
1051                     int best2_len = 0;
1052
1053                     /* If the destination is a start of a trace which is only
1054                        one block long, then no need to search the successor
1055                        blocks of the trace.  Accept it.  */
1056                     if (bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0
1057                         && traces[bbd[e->dest->index].start_of_trace].length
1058                            == 1)
1059                       {
1060                         best = e;
1061                         try_copy = true;
1062                         continue;
1063                       }
1064
1065                     FOR_EACH_EDGE (e2, ei, e->dest->succs)
1066                       {
1067                         int di = e2->dest->index;
1068
1069                         if (e2->dest == EXIT_BLOCK_PTR
1070                             || ((e2->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1071                                 && !(e2->flags & EDGE_COMPLEX)
1072                                 && bbd[di].start_of_trace >= 0
1073                                 && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1074                                 && (BB_PARTITION (e2->dest) == current_partition)
1075                                 && (EDGE_FREQUENCY (e2) >= freq_threshold)
1076                                 && (e2->count >= count_threshold)
1077                                 && (!best2
1078                                     || e2->probability > best2->probability
1079                                     || (e2->probability == best2->probability
1080                                         && traces[bbd[di].start_of_trace].length
1081                                            > best2_len))))
1082                           {
1083                             best = e;
1084                             best2 = e2;
1085                             if (e2->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
1086                               best2_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1087                             else
1088                               best2_len = INT_MAX;
1089                             next_bb = e2->dest;
1090                             try_copy = true;
1091                           }
1092                       }
1093                   }
1094
1095               if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1096                 try_copy = false;
1097
1098               /* Copy tiny blocks always; copy larger blocks only when the
1099                  edge is traversed frequently enough.  */
1100               if (try_copy
1101                   && copy_bb_p (best->dest,
1102                                 optimize_edge_for_speed_p (best)
1103                                 && EDGE_FREQUENCY (best) >= freq_threshold
1104                                 && best->count >= count_threshold))
1105                 {
1106                   basic_block new_bb;
1107
1108                   if (dump_file)
1109                     {
1110                       fprintf (dump_file, "Connection: %d %d ",
1111                                traces[t].last->index, best->dest->index);
1112                       if (!next_bb)
1113                         fputc ('\n', dump_file);
1114                       else if (next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1115                         fprintf (dump_file, "exit\n");
1116                       else
1117                         fprintf (dump_file, "%d\n", next_bb->index);
1118                     }
1119
1120                   new_bb = copy_bb (best->dest, best, traces[t].last, t);
1121                   traces[t].last = new_bb;
1122                   if (next_bb && next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
1123                     {
1124                       t = bbd[next_bb->index].start_of_trace;
1125                       traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1126                       connected[t] = true;
1127                       last_trace = t;
1128                     }
1129                   else
1130                     break;      /* Stop finding the successor traces.  */
1131                 }
1132               else
1133                 break;  /* Stop finding the successor traces.  */
1134             }
1135         }
1136     }
1137
1138   if (dump_file)
1139     {
1140       basic_block bb;
1141
1142       fprintf (dump_file, "Final order:\n");
1143       for (bb = traces[0].first; bb; bb = (basic_block) bb->aux)
1144         fprintf (dump_file, "%d ", bb->index);
1145       fprintf (dump_file, "\n");
1146       fflush (dump_file);
1147     }
1148
1149   FREE (connected);
1150 }
1151
1152 /* Return true when BB can and should be copied. CODE_MAY_GROW is true
1153    when code size is allowed to grow by duplication.  */
1154
1155 static bool
1156 copy_bb_p (const_basic_block bb, int code_may_grow)
1157 {
1158   int size = 0;
1159   int max_size = uncond_jump_length;
1160   rtx insn;
1161
1162   if (!bb->frequency)
1163     return false;
1164   if (EDGE_COUNT (bb->preds) < 2)
1165     return false;
1166   if (!can_duplicate_block_p (bb))
1167     return false;
1168
1169   /* Avoid duplicating blocks which have many successors (PR/13430).  */
1170   if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 8)
1171     return false;
1172
1173   if (code_may_grow && optimize_bb_for_speed_p (bb))
1174     max_size *= PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GROW_COPY_BB_INSNS);
1175
1176   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1177     {
1178       if (INSN_P (insn))
1179         size += get_attr_min_length (insn);
1180     }
1181
1182   if (size <= max_size)
1183     return true;
1184
1185   if (dump_file)
1186     {
1187       fprintf (dump_file,
1188                "Block %d can't be copied because its size = %d.\n",
1189                bb->index, size);
1190     }
1191
1192   return false;
1193 }
1194
1195 /* Return the length of unconditional jump instruction.  */
1196
1197 static int
1198 get_uncond_jump_length (void)
1199 {
1200   rtx label, jump;
1201   int length;
1202
1203   label = emit_label_before (gen_label_rtx (), get_insns ());
1204   jump = emit_jump_insn (gen_jump (label));
1205
1206   length = get_attr_min_length (jump);
1207
1208   delete_insn (jump);
1209   delete_insn (label);
1210   return length;
1211 }
1212
1213 /* Find the basic blocks that are rarely executed and need to be moved to
1214    a separate section of the .o file (to cut down on paging and improve
1215    cache locality).  */
1216
1217 static void
1218 find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (edge **crossing_edges,
1219                                                       int *n_crossing_edges,
1220                                                       int *max_idx)
1221 {
1222   basic_block bb;
1223   edge e;
1224   int i;
1225   edge_iterator ei;
1226
1227   /* Mark which partition (hot/cold) each basic block belongs in.  */
1228
1229   FOR_EACH_BB (bb)
1230     {
1231       if (probably_never_executed_bb_p (bb))
1232         BB_SET_PARTITION (bb, BB_COLD_PARTITION);
1233       else
1234         BB_SET_PARTITION (bb, BB_HOT_PARTITION);
1235     }
1236
1237   /* Mark every edge that crosses between sections.  */
1238
1239   i = 0;
1240   FOR_EACH_BB (bb)
1241     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1242     {
1243       if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
1244           && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1245           && BB_PARTITION (e->src) != BB_PARTITION (e->dest))
1246         {
1247           e->flags |= EDGE_CROSSING;
1248           if (i == *max_idx)
1249             {
1250               *max_idx *= 2;
1251               *crossing_edges = XRESIZEVEC (edge, *crossing_edges, *max_idx);
1252             }
1253           (*crossing_edges)[i++] = e;
1254         }
1255       else
1256         e->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1257     }
1258   *n_crossing_edges = i;
1259 }
1260
1261 /* If any destination of a crossing edge does not have a label, add label;
1262    Convert any fall-through crossing edges (for blocks that do not contain
1263    a jump) to unconditional jumps.  */
1264
1265 static void
1266 add_labels_and_missing_jumps (edge *crossing_edges, int n_crossing_edges)
1267 {
1268   int i;
1269   basic_block src;
1270   basic_block dest;
1271   rtx label;
1272   rtx barrier;
1273   rtx new_jump;
1274
1275   for (i=0; i < n_crossing_edges; i++)
1276     {
1277       if (crossing_edges[i])
1278         {
1279           src = crossing_edges[i]->src;
1280           dest = crossing_edges[i]->dest;
1281
1282           /* Make sure dest has a label.  */
1283
1284           if (dest && (dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1285             {
1286               label = block_label (dest);
1287
1288               /* Make sure source block ends with a jump.  If the
1289                  source block does not end with a jump it might end
1290                  with a call_insn;  this case will be handled in
1291                  fix_up_fall_thru_edges function.  */
1292
1293               if (src && (src != ENTRY_BLOCK_PTR))
1294                 {
1295                   if (!JUMP_P (BB_END (src)) && !block_ends_with_call_p (src))
1296                     /* bb just falls through.  */
1297                     {
1298                       /* make sure there's only one successor */
1299                       gcc_assert (single_succ_p (src));
1300
1301                       /* Find label in dest block.  */
1302                       label = block_label (dest);
1303
1304                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (label),
1305                                                        BB_END (src));
1306                       barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1307                       JUMP_LABEL (new_jump) = label;
1308                       LABEL_NUSES (label) += 1;
1309                       src->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier, barrier);
1310                       /* Mark edge as non-fallthru.  */
1311                       crossing_edges[i]->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1312                     } /* end: 'if (GET_CODE ... '  */
1313                 } /* end: 'if (src && src->index...'  */
1314             } /* end: 'if (dest && dest->index...'  */
1315         } /* end: 'if (crossing_edges[i]...'  */
1316     } /* end for loop  */
1317 }
1318
1319 /* Find any bb's where the fall-through edge is a crossing edge (note that
1320    these bb's must also contain a conditional jump or end with a call
1321    instruction; we've already dealt with fall-through edges for blocks
1322    that didn't have a conditional jump or didn't end with call instruction
1323    in the call to add_labels_and_missing_jumps).  Convert the fall-through
1324    edge to non-crossing edge by inserting a new bb to fall-through into.
1325    The new bb will contain an unconditional jump (crossing edge) to the
1326    original fall through destination.  */
1327
1328 static void
1329 fix_up_fall_thru_edges (void)
1330 {
1331   basic_block cur_bb;
1332   basic_block new_bb;
1333   edge succ1;
1334   edge succ2;
1335   edge fall_thru;
1336   edge cond_jump = NULL;
1337   edge e;
1338   bool cond_jump_crosses;
1339   int invert_worked;
1340   rtx old_jump;
1341   rtx fall_thru_label;
1342   rtx barrier;
1343
1344   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1345     {
1346       fall_thru = NULL;
1347       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1348         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1349       else
1350         succ1 = NULL;
1351
1352       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1353         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1354       else
1355         succ2 = NULL;
1356
1357       /* Find the fall-through edge.  */
1358
1359       if (succ1
1360           && (succ1->flags & EDGE_FALLTHRU))
1361         {
1362           fall_thru = succ1;
1363           cond_jump = succ2;
1364         }
1365       else if (succ2
1366                && (succ2->flags & EDGE_FALLTHRU))
1367         {
1368           fall_thru = succ2;
1369           cond_jump = succ1;
1370         }
1371       else if (!fall_thru && succ1 && block_ends_with_call_p (cur_bb))
1372       {
1373         edge e;
1374         edge_iterator ei;
1375
1376         /* Find EDGE_CAN_FALLTHRU edge.  */
1377         FOR_EACH_EDGE (e, ei, cur_bb->succs)
1378           if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1379           {
1380             fall_thru = e;
1381             break;
1382           }
1383       }
1384
1385       if (fall_thru && (fall_thru->dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1386         {
1387           /* Check to see if the fall-thru edge is a crossing edge.  */
1388
1389           if (fall_thru->flags & EDGE_CROSSING)
1390             {
1391               /* The fall_thru edge crosses; now check the cond jump edge, if
1392                  it exists.  */
1393
1394               cond_jump_crosses = true;
1395               invert_worked  = 0;
1396               old_jump = BB_END (cur_bb);
1397
1398               /* Find the jump instruction, if there is one.  */
1399
1400               if (cond_jump)
1401                 {
1402                   if (!(cond_jump->flags & EDGE_CROSSING))
1403                     cond_jump_crosses = false;
1404
1405                   /* We know the fall-thru edge crosses; if the cond
1406                      jump edge does NOT cross, and its destination is the
1407                      next block in the bb order, invert the jump
1408                      (i.e. fix it so the fall thru does not cross and
1409                      the cond jump does).  */
1410
1411                   if (!cond_jump_crosses
1412                       && cur_bb->aux == cond_jump->dest)
1413                     {
1414                       /* Find label in fall_thru block. We've already added
1415                          any missing labels, so there must be one.  */
1416
1417                       fall_thru_label = block_label (fall_thru->dest);
1418
1419                       if (old_jump && JUMP_P (old_jump) && fall_thru_label)
1420                         invert_worked = invert_jump (old_jump,
1421                                                      fall_thru_label,0);
1422                       if (invert_worked)
1423                         {
1424                           fall_thru->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1425                           cond_jump->flags |= EDGE_FALLTHRU;
1426                           update_br_prob_note (cur_bb);
1427                           e = fall_thru;
1428                           fall_thru = cond_jump;
1429                           cond_jump = e;
1430                           cond_jump->flags |= EDGE_CROSSING;
1431                           fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1432                         }
1433                     }
1434                 }
1435
1436               if (cond_jump_crosses || !invert_worked)
1437                 {
1438                   /* This is the case where both edges out of the basic
1439                      block are crossing edges. Here we will fix up the
1440                      fall through edge. The jump edge will be taken care
1441                      of later.  The EDGE_CROSSING flag of fall_thru edge
1442                      is unset before the call to force_nonfallthru
1443                      function because if a new basic-block is created
1444                      this edge remains in the current section boundary
1445                      while the edge between new_bb and the fall_thru->dest
1446                      becomes EDGE_CROSSING.  */
1447
1448                   fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1449                   new_bb = force_nonfallthru (fall_thru);
1450
1451                   if (new_bb)
1452                     {
1453                       new_bb->aux = cur_bb->aux;
1454                       cur_bb->aux = new_bb;
1455
1456                       /* Make sure new fall-through bb is in same
1457                          partition as bb it's falling through from.  */
1458
1459                       BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1460                       single_succ_edge (new_bb)->flags |= EDGE_CROSSING;
1461                     }
1462                   else
1463                     {
1464                       /* If a new basic-block was not created; restore
1465                          the EDGE_CROSSING flag.  */
1466                       fall_thru->flags |= EDGE_CROSSING;
1467                     }
1468
1469                   /* Add barrier after new jump */
1470
1471                   if (new_bb)
1472                     {
1473                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (new_bb));
1474                       new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1475                                                                barrier);
1476                     }
1477                   else
1478                     {
1479                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (cur_bb));
1480                       cur_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1481                                                                barrier);
1482                     }
1483                 }
1484             }
1485         }
1486     }
1487 }
1488
1489 /* This function checks the destination block of a "crossing jump" to
1490    see if it has any crossing predecessors that begin with a code label
1491    and end with an unconditional jump.  If so, it returns that predecessor
1492    block.  (This is to avoid creating lots of new basic blocks that all
1493    contain unconditional jumps to the same destination).  */
1494
1495 static basic_block
1496 find_jump_block (basic_block jump_dest)
1497 {
1498   basic_block source_bb = NULL;
1499   edge e;
1500   rtx insn;
1501   edge_iterator ei;
1502
1503   FOR_EACH_EDGE (e, ei, jump_dest->preds)
1504     if (e->flags & EDGE_CROSSING)
1505       {
1506         basic_block src = e->src;
1507
1508         /* Check each predecessor to see if it has a label, and contains
1509            only one executable instruction, which is an unconditional jump.
1510            If so, we can use it.  */
1511
1512         if (LABEL_P (BB_HEAD (src)))
1513           for (insn = BB_HEAD (src);
1514                !INSN_P (insn) && insn != NEXT_INSN (BB_END (src));
1515                insn = NEXT_INSN (insn))
1516             {
1517               if (INSN_P (insn)
1518                   && insn == BB_END (src)
1519                   && JUMP_P (insn)
1520                   && !any_condjump_p (insn))
1521                 {
1522                   source_bb = src;
1523                   break;
1524                 }
1525             }
1526
1527         if (source_bb)
1528           break;
1529       }
1530
1531   return source_bb;
1532 }
1533
1534 /* Find all BB's with conditional jumps that are crossing edges;
1535    insert a new bb and make the conditional jump branch to the new
1536    bb instead (make the new bb same color so conditional branch won't
1537    be a 'crossing' edge).  Insert an unconditional jump from the
1538    new bb to the original destination of the conditional jump.  */
1539
1540 static void
1541 fix_crossing_conditional_branches (void)
1542 {
1543   basic_block cur_bb;
1544   basic_block new_bb;
1545   basic_block last_bb;
1546   basic_block dest;
1547   edge succ1;
1548   edge succ2;
1549   edge crossing_edge;
1550   edge new_edge;
1551   rtx old_jump;
1552   rtx set_src;
1553   rtx old_label = NULL_RTX;
1554   rtx new_label;
1555   rtx new_jump;
1556   rtx barrier;
1557
1558  last_bb = EXIT_BLOCK_PTR->prev_bb;
1559
1560   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1561     {
1562       crossing_edge = NULL;
1563       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1564         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1565       else
1566         succ1 = NULL;
1567
1568       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1569         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1570       else
1571         succ2 = NULL;
1572
1573       /* We already took care of fall-through edges, so only one successor
1574          can be a crossing edge.  */
1575
1576       if (succ1 && (succ1->flags & EDGE_CROSSING))
1577         crossing_edge = succ1;
1578       else if (succ2 && (succ2->flags & EDGE_CROSSING))
1579         crossing_edge = succ2;
1580
1581       if (crossing_edge)
1582         {
1583           old_jump = BB_END (cur_bb);
1584
1585           /* Check to make sure the jump instruction is a
1586              conditional jump.  */
1587
1588           set_src = NULL_RTX;
1589
1590           if (any_condjump_p (old_jump))
1591             {
1592               if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == SET)
1593                 set_src = SET_SRC (PATTERN (old_jump));
1594               else if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == PARALLEL)
1595                 {
1596                   set_src = XVECEXP (PATTERN (old_jump), 0,0);
1597                   if (GET_CODE (set_src) == SET)
1598                     set_src = SET_SRC (set_src);
1599                   else
1600                     set_src = NULL_RTX;
1601                 }
1602             }
1603
1604           if (set_src && (GET_CODE (set_src) == IF_THEN_ELSE))
1605             {
1606               if (GET_CODE (XEXP (set_src, 1)) == PC)
1607                 old_label = XEXP (set_src, 2);
1608               else if (GET_CODE (XEXP (set_src, 2)) == PC)
1609                 old_label = XEXP (set_src, 1);
1610
1611               /* Check to see if new bb for jumping to that dest has
1612                  already been created; if so, use it; if not, create
1613                  a new one.  */
1614
1615               new_bb = find_jump_block (crossing_edge->dest);
1616
1617               if (new_bb)
1618                 new_label = block_label (new_bb);
1619               else
1620                 {
1621                   /* Create new basic block to be dest for
1622                      conditional jump.  */
1623
1624                   new_bb = create_basic_block (NULL, NULL, last_bb);
1625                   new_bb->aux = last_bb->aux;
1626                   last_bb->aux = new_bb;
1627                   last_bb = new_bb;
1628                   /* Put appropriate instructions in new bb.  */
1629
1630                   new_label = gen_label_rtx ();
1631                   emit_label_before (new_label, BB_HEAD (new_bb));
1632                   BB_HEAD (new_bb) = new_label;
1633
1634                   if (GET_CODE (old_label) == LABEL_REF)
1635                     {
1636                       old_label = JUMP_LABEL (old_jump);
1637                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump
1638                                                        (old_label),
1639                                                        BB_END (new_bb));
1640                     }
1641                   else
1642                     {
1643                       gcc_assert (HAVE_return
1644                                   && GET_CODE (old_label) == RETURN);
1645                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_return (),
1646                                                        BB_END (new_bb));
1647                     }
1648
1649                   barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1650                   JUMP_LABEL (new_jump) = old_label;
1651                   new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1652                                                            barrier);
1653
1654                   /* Make sure new bb is in same partition as source
1655                      of conditional branch.  */
1656                   BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1657                 }
1658
1659               /* Make old jump branch to new bb.  */
1660
1661               redirect_jump (old_jump, new_label, 0);
1662
1663               /* Remove crossing_edge as predecessor of 'dest'.  */
1664
1665               dest = crossing_edge->dest;
1666
1667               redirect_edge_succ (crossing_edge, new_bb);
1668
1669               /* Make a new edge from new_bb to old dest; new edge
1670                  will be a successor for new_bb and a predecessor
1671                  for 'dest'.  */
1672
1673               if (EDGE_COUNT (new_bb->succs) == 0)
1674                 new_edge = make_edge (new_bb, dest, 0);
1675               else
1676                 new_edge = EDGE_SUCC (new_bb, 0);
1677
1678               crossing_edge->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1679               new_edge->flags |= EDGE_CROSSING;
1680             }
1681         }
1682     }
1683 }
1684
1685 /* Find any unconditional branches that cross between hot and cold
1686    sections.  Convert them into indirect jumps instead.  */
1687
1688 static void
1689 fix_crossing_unconditional_branches (void)
1690 {
1691   basic_block cur_bb;
1692   rtx last_insn;
1693   rtx label;
1694   rtx label_addr;
1695   rtx indirect_jump_sequence;
1696   rtx jump_insn = NULL_RTX;
1697   rtx new_reg;
1698   rtx cur_insn;
1699   edge succ;
1700
1701   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1702     {
1703       last_insn = BB_END (cur_bb);
1704
1705       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) < 1)
1706         continue;
1707
1708       succ = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1709
1710       /* Check to see if bb ends in a crossing (unconditional) jump.  At
1711          this point, no crossing jumps should be conditional.  */
1712
1713       if (JUMP_P (last_insn)
1714           && (succ->flags & EDGE_CROSSING))
1715         {
1716           rtx label2, table;
1717
1718           gcc_assert (!any_condjump_p (last_insn));
1719
1720           /* Make sure the jump is not already an indirect or table jump.  */
1721
1722           if (!computed_jump_p (last_insn)
1723               && !tablejump_p (last_insn, &label2, &table))
1724             {
1725               /* We have found a "crossing" unconditional branch.  Now
1726                  we must convert it to an indirect jump.  First create
1727                  reference of label, as target for jump.  */
1728
1729               label = JUMP_LABEL (last_insn);
1730               label_addr = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, label);
1731               LABEL_NUSES (label) += 1;
1732
1733               /* Get a register to use for the indirect jump.  */
1734
1735               new_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
1736
1737               /* Generate indirect the jump sequence.  */
1738
1739               start_sequence ();
1740               emit_move_insn (new_reg, label_addr);
1741               emit_indirect_jump (new_reg);
1742               indirect_jump_sequence = get_insns ();
1743               end_sequence ();
1744
1745               /* Make sure every instruction in the new jump sequence has
1746                  its basic block set to be cur_bb.  */
1747
1748               for (cur_insn = indirect_jump_sequence; cur_insn;
1749                    cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
1750                 {
1751                   if (!BARRIER_P (cur_insn))
1752                     BLOCK_FOR_INSN (cur_insn) = cur_bb;
1753                   if (JUMP_P (cur_insn))
1754                     jump_insn = cur_insn;
1755                 }
1756
1757               /* Insert the new (indirect) jump sequence immediately before
1758                  the unconditional jump, then delete the unconditional jump.  */
1759
1760               emit_insn_before (indirect_jump_sequence, last_insn);
1761               delete_insn (last_insn);
1762
1763               /* Make BB_END for cur_bb be the jump instruction (NOT the
1764                  barrier instruction at the end of the sequence...).  */
1765
1766               BB_END (cur_bb) = jump_insn;
1767             }
1768         }
1769     }
1770 }
1771
1772 /* Add REG_CROSSING_JUMP note to all crossing jump insns.  */
1773
1774 static void
1775 add_reg_crossing_jump_notes (void)
1776 {
1777   basic_block bb;
1778   edge e;
1779   edge_iterator ei;
1780
1781   FOR_EACH_BB (bb)
1782     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1783       if ((e->flags & EDGE_CROSSING)
1784           && JUMP_P (BB_END (e->src)))
1785         add_reg_note (BB_END (e->src), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX);
1786 }
1787
1788 /* Hot and cold basic blocks are partitioned and put in separate
1789    sections of the .o file, to reduce paging and improve cache
1790    performance (hopefully).  This can result in bits of code from the
1791    same function being widely separated in the .o file.  However this
1792    is not obvious to the current bb structure.  Therefore we must take
1793    care to ensure that: 1). There are no fall_thru edges that cross
1794    between sections; 2). For those architectures which have "short"
1795    conditional branches, all conditional branches that attempt to
1796    cross between sections are converted to unconditional branches;
1797    and, 3). For those architectures which have "short" unconditional
1798    branches, all unconditional branches that attempt to cross between
1799    sections are converted to indirect jumps.
1800
1801    The code for fixing up fall_thru edges that cross between hot and
1802    cold basic blocks does so by creating new basic blocks containing
1803    unconditional branches to the appropriate label in the "other"
1804    section.  The new basic block is then put in the same (hot or cold)
1805    section as the original conditional branch, and the fall_thru edge
1806    is modified to fall into the new basic block instead.  By adding
1807    this level of indirection we end up with only unconditional branches
1808    crossing between hot and cold sections.
1809
1810    Conditional branches are dealt with by adding a level of indirection.
1811    A new basic block is added in the same (hot/cold) section as the
1812    conditional branch, and the conditional branch is retargeted to the
1813    new basic block.  The new basic block contains an unconditional branch
1814    to the original target of the conditional branch (in the other section).
1815
1816    Unconditional branches are dealt with by converting them into
1817    indirect jumps.  */
1818
1819 static void
1820 fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *crossing_edges,
1821                                     int n_crossing_edges)
1822 {
1823   /* Make sure the source of any crossing edge ends in a jump and the
1824      destination of any crossing edge has a label.  */
1825
1826   add_labels_and_missing_jumps (crossing_edges, n_crossing_edges);
1827
1828   /* Convert all crossing fall_thru edges to non-crossing fall
1829      thrus to unconditional jumps (that jump to the original fall
1830      thru dest).  */
1831
1832   fix_up_fall_thru_edges ();
1833
1834   /* If the architecture does not have conditional branches that can
1835      span all of memory, convert crossing conditional branches into
1836      crossing unconditional branches.  */
1837
1838   if (!HAS_LONG_COND_BRANCH)
1839     fix_crossing_conditional_branches ();
1840
1841   /* If the architecture does not have unconditional branches that
1842      can span all of memory, convert crossing unconditional branches
1843      into indirect jumps.  Since adding an indirect jump also adds
1844      a new register usage, update the register usage information as
1845      well.  */
1846
1847   if (!HAS_LONG_UNCOND_BRANCH)
1848     fix_crossing_unconditional_branches ();
1849
1850   add_reg_crossing_jump_notes ();
1851 }
1852
1853 /* Verify, in the basic block chain, that there is at most one switch
1854    between hot/cold partitions. This is modelled on
1855    rtl_verify_flow_info_1, but it cannot go inside that function
1856    because this condition will not be true until after
1857    reorder_basic_blocks is called.  */
1858
1859 static void
1860 verify_hot_cold_block_grouping (void)
1861 {
1862   basic_block bb;
1863   int err = 0;
1864   bool switched_sections = false;
1865   int current_partition = 0;
1866
1867   FOR_EACH_BB (bb)
1868     {
1869       if (!current_partition)
1870         current_partition = BB_PARTITION (bb);
1871       if (BB_PARTITION (bb) != current_partition)
1872         {
1873           if (switched_sections)
1874             {
1875               error ("multiple hot/cold transitions found (bb %i)",
1876                      bb->index);
1877               err = 1;
1878             }
1879           else
1880             {
1881               switched_sections = true;
1882               current_partition = BB_PARTITION (bb);
1883             }
1884         }
1885     }
1886
1887   gcc_assert(!err);
1888 }
1889
1890 /* Reorder basic blocks.  The main entry point to this file.  FLAGS is
1891    the set of flags to pass to cfg_layout_initialize().  */
1892
1893 void
1894 reorder_basic_blocks (void)
1895 {
1896   int n_traces;
1897   int i;
1898   struct trace *traces;
1899
1900   gcc_assert (current_ir_type () == IR_RTL_CFGLAYOUT);
1901
1902   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
1903     return;
1904
1905   set_edge_can_fallthru_flag ();
1906   mark_dfs_back_edges ();
1907
1908   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once since the code
1909      for getting the insn length always returns the minimal length now.  */
1910   if (uncond_jump_length == 0)
1911     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
1912
1913   /* We need to know some information for each basic block.  */
1914   array_size = GET_ARRAY_SIZE (last_basic_block);
1915   bbd = XNEWVEC (bbro_basic_block_data, array_size);
1916   for (i = 0; i < array_size; i++)
1917     {
1918       bbd[i].start_of_trace = -1;
1919       bbd[i].in_trace = -1;
1920       bbd[i].end_of_trace = -1;
1921       bbd[i].heap = NULL;
1922       bbd[i].node = NULL;
1923     }
1924
1925   traces = XNEWVEC (struct trace, n_basic_blocks);
1926   n_traces = 0;
1927   find_traces (&n_traces, traces);
1928   connect_traces (n_traces, traces);
1929   FREE (traces);
1930   FREE (bbd);
1931
1932   relink_block_chain (/*stay_in_cfglayout_mode=*/true);
1933
1934   if (dump_file)
1935     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
1936
1937   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1938     verify_hot_cold_block_grouping ();
1939 }
1940
1941 /* Determine which partition the first basic block in the function
1942    belongs to, then find the first basic block in the current function
1943    that belongs to a different section, and insert a
1944    NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS note immediately before it in the
1945    instruction stream.  When writing out the assembly code,
1946    encountering this note will make the compiler switch between the
1947    hot and cold text sections.  */
1948
1949 static void
1950 insert_section_boundary_note (void)
1951 {
1952   basic_block bb;
1953   rtx new_note;
1954   int first_partition = 0;
1955
1956   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1957     FOR_EACH_BB (bb)
1958     {
1959       if (!first_partition)
1960         first_partition = BB_PARTITION (bb);
1961       if (BB_PARTITION (bb) != first_partition)
1962         {
1963           new_note = emit_note_before (NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS,
1964                                        BB_HEAD (bb));
1965           /* ??? This kind of note always lives between basic blocks,
1966              but add_insn_before will set BLOCK_FOR_INSN anyway.  */
1967           BLOCK_FOR_INSN (new_note) = NULL;
1968           break;
1969         }
1970     }
1971 }
1972
1973 /* Duplicate the blocks containing computed gotos.  This basically unfactors
1974    computed gotos that were factored early on in the compilation process to
1975    speed up edge based data flow.  We used to not unfactoring them again,
1976    which can seriously pessimize code with many computed jumps in the source
1977    code, such as interpreters.  See e.g. PR15242.  */
1978
1979 static bool
1980 gate_duplicate_computed_gotos (void)
1981 {
1982   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1983     return false;
1984   return (optimize > 0
1985           && flag_expensive_optimizations
1986           && ! optimize_function_for_size_p (cfun));
1987 }
1988
1989
1990 static unsigned int
1991 duplicate_computed_gotos (void)
1992 {
1993   basic_block bb, new_bb;
1994   bitmap candidates;
1995   int max_size;
1996
1997   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
1998     return 0;
1999
2000   cfg_layout_initialize (0);
2001
2002   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once
2003      since the code for getting the insn length always returns
2004      the minimal length now.  */
2005   if (uncond_jump_length == 0)
2006     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
2007
2008   max_size = uncond_jump_length * PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GOTO_DUPLICATION_INSNS);
2009   candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
2010
2011   /* Look for blocks that end in a computed jump, and see if such blocks
2012      are suitable for unfactoring.  If a block is a candidate for unfactoring,
2013      mark it in the candidates.  */
2014   FOR_EACH_BB (bb)
2015     {
2016       rtx insn;
2017       edge e;
2018       edge_iterator ei;
2019       int size, all_flags;
2020
2021       /* Build the reorder chain for the original order of blocks.  */
2022       if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2023         bb->aux = bb->next_bb;
2024
2025       /* Obviously the block has to end in a computed jump.  */
2026       if (!computed_jump_p (BB_END (bb)))
2027         continue;
2028
2029       /* Only consider blocks that can be duplicated.  */
2030       if (find_reg_note (BB_END (bb), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX)
2031           || !can_duplicate_block_p (bb))
2032         continue;
2033
2034       /* Make sure that the block is small enough.  */
2035       size = 0;
2036       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2037         if (INSN_P (insn))
2038           {
2039             size += get_attr_min_length (insn);
2040             if (size > max_size)
2041                break;
2042           }
2043       if (size > max_size)
2044         continue;
2045
2046       /* Final check: there must not be any incoming abnormal edges.  */
2047       all_flags = 0;
2048       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
2049         all_flags |= e->flags;
2050       if (all_flags & EDGE_COMPLEX)
2051         continue;
2052
2053       bitmap_set_bit (candidates, bb->index);
2054     }
2055
2056   /* Nothing to do if there is no computed jump here.  */
2057   if (bitmap_empty_p (candidates))
2058     goto done;
2059
2060   /* Duplicate computed gotos.  */
2061   FOR_EACH_BB (bb)
2062     {
2063       if (bb->il.rtl->visited)
2064         continue;
2065
2066       bb->il.rtl->visited = 1;
2067
2068       /* BB must have one outgoing edge.  That edge must not lead to
2069          the exit block or the next block.
2070          The destination must have more than one predecessor.  */
2071       if (!single_succ_p (bb)
2072           || single_succ (bb) == EXIT_BLOCK_PTR
2073           || single_succ (bb) == bb->next_bb
2074           || single_pred_p (single_succ (bb)))
2075         continue;
2076
2077       /* The successor block has to be a duplication candidate.  */
2078       if (!bitmap_bit_p (candidates, single_succ (bb)->index))
2079         continue;
2080
2081       new_bb = duplicate_block (single_succ (bb), single_succ_edge (bb), bb);
2082       new_bb->aux = bb->aux;
2083       bb->aux = new_bb;
2084       new_bb->il.rtl->visited = 1;
2085     }
2086
2087 done:
2088   cfg_layout_finalize ();
2089
2090   BITMAP_FREE (candidates);
2091   return 0;
2092 }
2093
2094 struct rtl_opt_pass pass_duplicate_computed_gotos =
2095 {
2096  {
2097   RTL_PASS,
2098   "compgotos",                          /* name */
2099   gate_duplicate_computed_gotos,        /* gate */
2100   duplicate_computed_gotos,             /* execute */
2101   NULL,                                 /* sub */
2102   NULL,                                 /* next */
2103   0,                                    /* static_pass_number */
2104   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2105   0,                                    /* properties_required */
2106   0,                                    /* properties_provided */
2107   0,                                    /* properties_destroyed */
2108   0,                                    /* todo_flags_start */
2109   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2110  }
2111 };
2112
2113
2114 /* This function is the main 'entrance' for the optimization that
2115    partitions hot and cold basic blocks into separate sections of the
2116    .o file (to improve performance and cache locality).  Ideally it
2117    would be called after all optimizations that rearrange the CFG have
2118    been called.  However part of this optimization may introduce new
2119    register usage, so it must be called before register allocation has
2120    occurred.  This means that this optimization is actually called
2121    well before the optimization that reorders basic blocks (see
2122    function above).
2123
2124    This optimization checks the feedback information to determine
2125    which basic blocks are hot/cold, updates flags on the basic blocks
2126    to indicate which section they belong in.  This information is
2127    later used for writing out sections in the .o file.  Because hot
2128    and cold sections can be arbitrarily large (within the bounds of
2129    memory), far beyond the size of a single function, it is necessary
2130    to fix up all edges that cross section boundaries, to make sure the
2131    instructions used can actually span the required distance.  The
2132    fixes are described below.
2133
2134    Fall-through edges must be changed into jumps; it is not safe or
2135    legal to fall through across a section boundary.  Whenever a
2136    fall-through edge crossing a section boundary is encountered, a new
2137    basic block is inserted (in the same section as the fall-through
2138    source), and the fall through edge is redirected to the new basic
2139    block.  The new basic block contains an unconditional jump to the
2140    original fall-through target.  (If the unconditional jump is
2141    insufficient to cross section boundaries, that is dealt with a
2142    little later, see below).
2143
2144    In order to deal with architectures that have short conditional
2145    branches (which cannot span all of memory) we take any conditional
2146    jump that attempts to cross a section boundary and add a level of
2147    indirection: it becomes a conditional jump to a new basic block, in
2148    the same section.  The new basic block contains an unconditional
2149    jump to the original target, in the other section.
2150
2151    For those architectures whose unconditional branch is also
2152    incapable of reaching all of memory, those unconditional jumps are
2153    converted into indirect jumps, through a register.
2154
2155    IMPORTANT NOTE: This optimization causes some messy interactions
2156    with the cfg cleanup optimizations; those optimizations want to
2157    merge blocks wherever possible, and to collapse indirect jump
2158    sequences (change "A jumps to B jumps to C" directly into "A jumps
2159    to C").  Those optimizations can undo the jump fixes that
2160    partitioning is required to make (see above), in order to ensure
2161    that jumps attempting to cross section boundaries are really able
2162    to cover whatever distance the jump requires (on many architectures
2163    conditional or unconditional jumps are not able to reach all of
2164    memory).  Therefore tests have to be inserted into each such
2165    optimization to make sure that it does not undo stuff necessary to
2166    cross partition boundaries.  This would be much less of a problem
2167    if we could perform this optimization later in the compilation, but
2168    unfortunately the fact that we may need to create indirect jumps
2169    (through registers) requires that this optimization be performed
2170    before register allocation.  */
2171
2172 static void
2173 partition_hot_cold_basic_blocks (void)
2174 {
2175   edge *crossing_edges;
2176   int n_crossing_edges;
2177   int max_edges = 2 * last_basic_block;
2178
2179   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2180     return;
2181
2182   crossing_edges = XCNEWVEC (edge, max_edges);
2183
2184   find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (&crossing_edges,
2185                                                         &n_crossing_edges,
2186                                                         &max_edges);
2187
2188   if (n_crossing_edges > 0)
2189     fix_edges_for_rarely_executed_code (crossing_edges, n_crossing_edges);
2190
2191   free (crossing_edges);
2192 }
2193 \f
2194 static bool
2195 gate_handle_reorder_blocks (void)
2196 {
2197   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
2198     return false;
2199   return (optimize > 0);
2200 }
2201
2202
2203 /* Reorder basic blocks.  */
2204 static unsigned int
2205 rest_of_handle_reorder_blocks (void)
2206 {
2207   basic_block bb;
2208
2209   /* Last attempt to optimize CFG, as scheduling, peepholing and insn
2210      splitting possibly introduced more crossjumping opportunities.  */
2211   cfg_layout_initialize (CLEANUP_EXPENSIVE);
2212
2213   if ((flag_reorder_blocks || flag_reorder_blocks_and_partition)
2214       /* Don't reorder blocks when optimizing for size because extra jump insns may
2215          be created; also barrier may create extra padding.
2216
2217          More correctly we should have a block reordering mode that tried to
2218          minimize the combined size of all the jumps.  This would more or less
2219          automatically remove extra jumps, but would also try to use more short
2220          jumps instead of long jumps.  */
2221       && optimize_function_for_speed_p (cfun))
2222     {
2223       reorder_basic_blocks ();
2224       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
2225     }
2226
2227   FOR_EACH_BB (bb)
2228     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2229       bb->aux = bb->next_bb;
2230   cfg_layout_finalize ();
2231
2232   /* Add NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS notes.  */
2233   insert_section_boundary_note ();
2234   return 0;
2235 }
2236
2237 struct rtl_opt_pass pass_reorder_blocks =
2238 {
2239  {
2240   RTL_PASS,
2241   "bbro",                               /* name */
2242   gate_handle_reorder_blocks,           /* gate */
2243   rest_of_handle_reorder_blocks,        /* execute */
2244   NULL,                                 /* sub */
2245   NULL,                                 /* next */
2246   0,                                    /* static_pass_number */
2247   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2248   0,                                    /* properties_required */
2249   0,                                    /* properties_provided */
2250   0,                                    /* properties_destroyed */
2251   0,                                    /* todo_flags_start */
2252   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2253  }
2254 };
2255
2256 static bool
2257 gate_handle_partition_blocks (void)
2258 {
2259   /* The optimization to partition hot/cold basic blocks into separate
2260      sections of the .o file does not work well with linkonce or with
2261      user defined section attributes.  Don't call it if either case
2262      arises.  */
2263
2264   return (flag_reorder_blocks_and_partition
2265           && !DECL_ONE_ONLY (current_function_decl)
2266           && !user_defined_section_attribute);
2267 }
2268
2269 /* Partition hot and cold basic blocks.  */
2270 static unsigned int
2271 rest_of_handle_partition_blocks (void)
2272 {
2273   partition_hot_cold_basic_blocks ();
2274   return 0;
2275 }
2276
2277 struct rtl_opt_pass pass_partition_blocks =
2278 {
2279  {
2280   RTL_PASS,
2281   "bbpart",                             /* name */
2282   gate_handle_partition_blocks,         /* gate */
2283   rest_of_handle_partition_blocks,      /* execute */
2284   NULL,                                 /* sub */
2285   NULL,                                 /* next */
2286   0,                                    /* static_pass_number */
2287   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2288   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
2289   0,                                    /* properties_provided */
2290   0,                                    /* properties_destroyed */
2291   0,                                    /* todo_flags_start */
2292   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing/* todo_flags_finish */
2293  }
2294 };