OSDN Git Service

2010-09-30 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[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))
1303                       && !block_ends_with_call_p (src)
1304                       && !can_throw_internal (BB_END (src)))
1305                     /* bb just falls through.  */
1306                     {
1307                       /* make sure there's only one successor */
1308                       gcc_assert (single_succ_p (src));
1309
1310                       /* Find label in dest block.  */
1311                       label = block_label (dest);
1312
1313                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (label),
1314                                                        BB_END (src));
1315                       barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1316                       JUMP_LABEL (new_jump) = label;
1317                       LABEL_NUSES (label) += 1;
1318                       src->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier, barrier);
1319                       /* Mark edge as non-fallthru.  */
1320                       crossing_edges[i]->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1321                     } /* end: 'if (!JUMP_P ... '  */
1322                 } /* end: 'if (src && src !=...'  */
1323             } /* end: 'if (dest && dest !=...'  */
1324         } /* end: 'if (crossing_edges[i]...'  */
1325     } /* end for loop  */
1326 }
1327
1328 /* Find any bb's where the fall-through edge is a crossing edge (note that
1329    these bb's must also contain a conditional jump or end with a call
1330    instruction; we've already dealt with fall-through edges for blocks
1331    that didn't have a conditional jump or didn't end with call instruction
1332    in the call to add_labels_and_missing_jumps).  Convert the fall-through
1333    edge to non-crossing edge by inserting a new bb to fall-through into.
1334    The new bb will contain an unconditional jump (crossing edge) to the
1335    original fall through destination.  */
1336
1337 static void
1338 fix_up_fall_thru_edges (void)
1339 {
1340   basic_block cur_bb;
1341   basic_block new_bb;
1342   edge succ1;
1343   edge succ2;
1344   edge fall_thru;
1345   edge cond_jump = NULL;
1346   edge e;
1347   bool cond_jump_crosses;
1348   int invert_worked;
1349   rtx old_jump;
1350   rtx fall_thru_label;
1351   rtx barrier;
1352
1353   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1354     {
1355       fall_thru = NULL;
1356       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1357         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1358       else
1359         succ1 = NULL;
1360
1361       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1362         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1363       else
1364         succ2 = NULL;
1365
1366       /* Find the fall-through edge.  */
1367
1368       if (succ1
1369           && (succ1->flags & EDGE_FALLTHRU))
1370         {
1371           fall_thru = succ1;
1372           cond_jump = succ2;
1373         }
1374       else if (succ2
1375                && (succ2->flags & EDGE_FALLTHRU))
1376         {
1377           fall_thru = succ2;
1378           cond_jump = succ1;
1379         }
1380       else if (succ1
1381                && (block_ends_with_call_p (cur_bb)
1382                    || can_throw_internal (BB_END (cur_bb))))
1383         {
1384           edge e;
1385           edge_iterator ei;
1386
1387           /* Find EDGE_CAN_FALLTHRU edge.  */
1388           FOR_EACH_EDGE (e, ei, cur_bb->succs)
1389             if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1390               {
1391                 fall_thru = e;
1392                 break;
1393               }
1394         }
1395
1396       if (fall_thru && (fall_thru->dest != EXIT_BLOCK_PTR))
1397         {
1398           /* Check to see if the fall-thru edge is a crossing edge.  */
1399
1400           if (fall_thru->flags & EDGE_CROSSING)
1401             {
1402               /* The fall_thru edge crosses; now check the cond jump edge, if
1403                  it exists.  */
1404
1405               cond_jump_crosses = true;
1406               invert_worked  = 0;
1407               old_jump = BB_END (cur_bb);
1408
1409               /* Find the jump instruction, if there is one.  */
1410
1411               if (cond_jump)
1412                 {
1413                   if (!(cond_jump->flags & EDGE_CROSSING))
1414                     cond_jump_crosses = false;
1415
1416                   /* We know the fall-thru edge crosses; if the cond
1417                      jump edge does NOT cross, and its destination is the
1418                      next block in the bb order, invert the jump
1419                      (i.e. fix it so the fall thru does not cross and
1420                      the cond jump does).  */
1421
1422                   if (!cond_jump_crosses
1423                       && cur_bb->aux == cond_jump->dest)
1424                     {
1425                       /* Find label in fall_thru block. We've already added
1426                          any missing labels, so there must be one.  */
1427
1428                       fall_thru_label = block_label (fall_thru->dest);
1429
1430                       if (old_jump && JUMP_P (old_jump) && fall_thru_label)
1431                         invert_worked = invert_jump (old_jump,
1432                                                      fall_thru_label,0);
1433                       if (invert_worked)
1434                         {
1435                           fall_thru->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1436                           cond_jump->flags |= EDGE_FALLTHRU;
1437                           update_br_prob_note (cur_bb);
1438                           e = fall_thru;
1439                           fall_thru = cond_jump;
1440                           cond_jump = e;
1441                           cond_jump->flags |= EDGE_CROSSING;
1442                           fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1443                         }
1444                     }
1445                 }
1446
1447               if (cond_jump_crosses || !invert_worked)
1448                 {
1449                   /* This is the case where both edges out of the basic
1450                      block are crossing edges. Here we will fix up the
1451                      fall through edge. The jump edge will be taken care
1452                      of later.  The EDGE_CROSSING flag of fall_thru edge
1453                      is unset before the call to force_nonfallthru
1454                      function because if a new basic-block is created
1455                      this edge remains in the current section boundary
1456                      while the edge between new_bb and the fall_thru->dest
1457                      becomes EDGE_CROSSING.  */
1458
1459                   fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1460                   new_bb = force_nonfallthru (fall_thru);
1461
1462                   if (new_bb)
1463                     {
1464                       new_bb->aux = cur_bb->aux;
1465                       cur_bb->aux = new_bb;
1466
1467                       /* Make sure new fall-through bb is in same
1468                          partition as bb it's falling through from.  */
1469
1470                       BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1471                       single_succ_edge (new_bb)->flags |= EDGE_CROSSING;
1472                     }
1473                   else
1474                     {
1475                       /* If a new basic-block was not created; restore
1476                          the EDGE_CROSSING flag.  */
1477                       fall_thru->flags |= EDGE_CROSSING;
1478                     }
1479
1480                   /* Add barrier after new jump */
1481
1482                   if (new_bb)
1483                     {
1484                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (new_bb));
1485                       new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1486                                                                barrier);
1487                     }
1488                   else
1489                     {
1490                       barrier = emit_barrier_after (BB_END (cur_bb));
1491                       cur_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1492                                                                barrier);
1493                     }
1494                 }
1495             }
1496         }
1497     }
1498 }
1499
1500 /* This function checks the destination block of a "crossing jump" to
1501    see if it has any crossing predecessors that begin with a code label
1502    and end with an unconditional jump.  If so, it returns that predecessor
1503    block.  (This is to avoid creating lots of new basic blocks that all
1504    contain unconditional jumps to the same destination).  */
1505
1506 static basic_block
1507 find_jump_block (basic_block jump_dest)
1508 {
1509   basic_block source_bb = NULL;
1510   edge e;
1511   rtx insn;
1512   edge_iterator ei;
1513
1514   FOR_EACH_EDGE (e, ei, jump_dest->preds)
1515     if (e->flags & EDGE_CROSSING)
1516       {
1517         basic_block src = e->src;
1518
1519         /* Check each predecessor to see if it has a label, and contains
1520            only one executable instruction, which is an unconditional jump.
1521            If so, we can use it.  */
1522
1523         if (LABEL_P (BB_HEAD (src)))
1524           for (insn = BB_HEAD (src);
1525                !INSN_P (insn) && insn != NEXT_INSN (BB_END (src));
1526                insn = NEXT_INSN (insn))
1527             {
1528               if (INSN_P (insn)
1529                   && insn == BB_END (src)
1530                   && JUMP_P (insn)
1531                   && !any_condjump_p (insn))
1532                 {
1533                   source_bb = src;
1534                   break;
1535                 }
1536             }
1537
1538         if (source_bb)
1539           break;
1540       }
1541
1542   return source_bb;
1543 }
1544
1545 /* Find all BB's with conditional jumps that are crossing edges;
1546    insert a new bb and make the conditional jump branch to the new
1547    bb instead (make the new bb same color so conditional branch won't
1548    be a 'crossing' edge).  Insert an unconditional jump from the
1549    new bb to the original destination of the conditional jump.  */
1550
1551 static void
1552 fix_crossing_conditional_branches (void)
1553 {
1554   basic_block cur_bb;
1555   basic_block new_bb;
1556   basic_block last_bb;
1557   basic_block dest;
1558   edge succ1;
1559   edge succ2;
1560   edge crossing_edge;
1561   edge new_edge;
1562   rtx old_jump;
1563   rtx set_src;
1564   rtx old_label = NULL_RTX;
1565   rtx new_label;
1566   rtx new_jump;
1567   rtx barrier;
1568
1569  last_bb = EXIT_BLOCK_PTR->prev_bb;
1570
1571   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1572     {
1573       crossing_edge = NULL;
1574       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1575         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1576       else
1577         succ1 = NULL;
1578
1579       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1580         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1581       else
1582         succ2 = NULL;
1583
1584       /* We already took care of fall-through edges, so only one successor
1585          can be a crossing edge.  */
1586
1587       if (succ1 && (succ1->flags & EDGE_CROSSING))
1588         crossing_edge = succ1;
1589       else if (succ2 && (succ2->flags & EDGE_CROSSING))
1590         crossing_edge = succ2;
1591
1592       if (crossing_edge)
1593         {
1594           old_jump = BB_END (cur_bb);
1595
1596           /* Check to make sure the jump instruction is a
1597              conditional jump.  */
1598
1599           set_src = NULL_RTX;
1600
1601           if (any_condjump_p (old_jump))
1602             {
1603               if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == SET)
1604                 set_src = SET_SRC (PATTERN (old_jump));
1605               else if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == PARALLEL)
1606                 {
1607                   set_src = XVECEXP (PATTERN (old_jump), 0,0);
1608                   if (GET_CODE (set_src) == SET)
1609                     set_src = SET_SRC (set_src);
1610                   else
1611                     set_src = NULL_RTX;
1612                 }
1613             }
1614
1615           if (set_src && (GET_CODE (set_src) == IF_THEN_ELSE))
1616             {
1617               if (GET_CODE (XEXP (set_src, 1)) == PC)
1618                 old_label = XEXP (set_src, 2);
1619               else if (GET_CODE (XEXP (set_src, 2)) == PC)
1620                 old_label = XEXP (set_src, 1);
1621
1622               /* Check to see if new bb for jumping to that dest has
1623                  already been created; if so, use it; if not, create
1624                  a new one.  */
1625
1626               new_bb = find_jump_block (crossing_edge->dest);
1627
1628               if (new_bb)
1629                 new_label = block_label (new_bb);
1630               else
1631                 {
1632                   /* Create new basic block to be dest for
1633                      conditional jump.  */
1634
1635                   new_bb = create_basic_block (NULL, NULL, last_bb);
1636                   new_bb->aux = last_bb->aux;
1637                   last_bb->aux = new_bb;
1638                   last_bb = new_bb;
1639                   /* Put appropriate instructions in new bb.  */
1640
1641                   new_label = gen_label_rtx ();
1642                   emit_label_before (new_label, BB_HEAD (new_bb));
1643                   BB_HEAD (new_bb) = new_label;
1644
1645                   if (GET_CODE (old_label) == LABEL_REF)
1646                     {
1647                       old_label = JUMP_LABEL (old_jump);
1648                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump
1649                                                        (old_label),
1650                                                        BB_END (new_bb));
1651                     }
1652                   else
1653                     {
1654                       gcc_assert (HAVE_return
1655                                   && GET_CODE (old_label) == RETURN);
1656                       new_jump = emit_jump_insn_after (gen_return (),
1657                                                        BB_END (new_bb));
1658                     }
1659
1660                   barrier = emit_barrier_after (new_jump);
1661                   JUMP_LABEL (new_jump) = old_label;
1662                   new_bb->il.rtl->footer = unlink_insn_chain (barrier,
1663                                                            barrier);
1664
1665                   /* Make sure new bb is in same partition as source
1666                      of conditional branch.  */
1667                   BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
1668                 }
1669
1670               /* Make old jump branch to new bb.  */
1671
1672               redirect_jump (old_jump, new_label, 0);
1673
1674               /* Remove crossing_edge as predecessor of 'dest'.  */
1675
1676               dest = crossing_edge->dest;
1677
1678               redirect_edge_succ (crossing_edge, new_bb);
1679
1680               /* Make a new edge from new_bb to old dest; new edge
1681                  will be a successor for new_bb and a predecessor
1682                  for 'dest'.  */
1683
1684               if (EDGE_COUNT (new_bb->succs) == 0)
1685                 new_edge = make_edge (new_bb, dest, 0);
1686               else
1687                 new_edge = EDGE_SUCC (new_bb, 0);
1688
1689               crossing_edge->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1690               new_edge->flags |= EDGE_CROSSING;
1691             }
1692         }
1693     }
1694 }
1695
1696 /* Find any unconditional branches that cross between hot and cold
1697    sections.  Convert them into indirect jumps instead.  */
1698
1699 static void
1700 fix_crossing_unconditional_branches (void)
1701 {
1702   basic_block cur_bb;
1703   rtx last_insn;
1704   rtx label;
1705   rtx label_addr;
1706   rtx indirect_jump_sequence;
1707   rtx jump_insn = NULL_RTX;
1708   rtx new_reg;
1709   rtx cur_insn;
1710   edge succ;
1711
1712   FOR_EACH_BB (cur_bb)
1713     {
1714       last_insn = BB_END (cur_bb);
1715
1716       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) < 1)
1717         continue;
1718
1719       succ = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1720
1721       /* Check to see if bb ends in a crossing (unconditional) jump.  At
1722          this point, no crossing jumps should be conditional.  */
1723
1724       if (JUMP_P (last_insn)
1725           && (succ->flags & EDGE_CROSSING))
1726         {
1727           rtx label2, table;
1728
1729           gcc_assert (!any_condjump_p (last_insn));
1730
1731           /* Make sure the jump is not already an indirect or table jump.  */
1732
1733           if (!computed_jump_p (last_insn)
1734               && !tablejump_p (last_insn, &label2, &table))
1735             {
1736               /* We have found a "crossing" unconditional branch.  Now
1737                  we must convert it to an indirect jump.  First create
1738                  reference of label, as target for jump.  */
1739
1740               label = JUMP_LABEL (last_insn);
1741               label_addr = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, label);
1742               LABEL_NUSES (label) += 1;
1743
1744               /* Get a register to use for the indirect jump.  */
1745
1746               new_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
1747
1748               /* Generate indirect the jump sequence.  */
1749
1750               start_sequence ();
1751               emit_move_insn (new_reg, label_addr);
1752               emit_indirect_jump (new_reg);
1753               indirect_jump_sequence = get_insns ();
1754               end_sequence ();
1755
1756               /* Make sure every instruction in the new jump sequence has
1757                  its basic block set to be cur_bb.  */
1758
1759               for (cur_insn = indirect_jump_sequence; cur_insn;
1760                    cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
1761                 {
1762                   if (!BARRIER_P (cur_insn))
1763                     BLOCK_FOR_INSN (cur_insn) = cur_bb;
1764                   if (JUMP_P (cur_insn))
1765                     jump_insn = cur_insn;
1766                 }
1767
1768               /* Insert the new (indirect) jump sequence immediately before
1769                  the unconditional jump, then delete the unconditional jump.  */
1770
1771               emit_insn_before (indirect_jump_sequence, last_insn);
1772               delete_insn (last_insn);
1773
1774               /* Make BB_END for cur_bb be the jump instruction (NOT the
1775                  barrier instruction at the end of the sequence...).  */
1776
1777               BB_END (cur_bb) = jump_insn;
1778             }
1779         }
1780     }
1781 }
1782
1783 /* Add REG_CROSSING_JUMP note to all crossing jump insns.  */
1784
1785 static void
1786 add_reg_crossing_jump_notes (void)
1787 {
1788   basic_block bb;
1789   edge e;
1790   edge_iterator ei;
1791
1792   FOR_EACH_BB (bb)
1793     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1794       if ((e->flags & EDGE_CROSSING)
1795           && JUMP_P (BB_END (e->src)))
1796         add_reg_note (BB_END (e->src), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX);
1797 }
1798
1799 /* Hot and cold basic blocks are partitioned and put in separate
1800    sections of the .o file, to reduce paging and improve cache
1801    performance (hopefully).  This can result in bits of code from the
1802    same function being widely separated in the .o file.  However this
1803    is not obvious to the current bb structure.  Therefore we must take
1804    care to ensure that: 1). There are no fall_thru edges that cross
1805    between sections; 2). For those architectures which have "short"
1806    conditional branches, all conditional branches that attempt to
1807    cross between sections are converted to unconditional branches;
1808    and, 3). For those architectures which have "short" unconditional
1809    branches, all unconditional branches that attempt to cross between
1810    sections are converted to indirect jumps.
1811
1812    The code for fixing up fall_thru edges that cross between hot and
1813    cold basic blocks does so by creating new basic blocks containing
1814    unconditional branches to the appropriate label in the "other"
1815    section.  The new basic block is then put in the same (hot or cold)
1816    section as the original conditional branch, and the fall_thru edge
1817    is modified to fall into the new basic block instead.  By adding
1818    this level of indirection we end up with only unconditional branches
1819    crossing between hot and cold sections.
1820
1821    Conditional branches are dealt with by adding a level of indirection.
1822    A new basic block is added in the same (hot/cold) section as the
1823    conditional branch, and the conditional branch is retargeted to the
1824    new basic block.  The new basic block contains an unconditional branch
1825    to the original target of the conditional branch (in the other section).
1826
1827    Unconditional branches are dealt with by converting them into
1828    indirect jumps.  */
1829
1830 static void
1831 fix_edges_for_rarely_executed_code (edge *crossing_edges,
1832                                     int n_crossing_edges)
1833 {
1834   /* Make sure the source of any crossing edge ends in a jump and the
1835      destination of any crossing edge has a label.  */
1836
1837   add_labels_and_missing_jumps (crossing_edges, n_crossing_edges);
1838
1839   /* Convert all crossing fall_thru edges to non-crossing fall
1840      thrus to unconditional jumps (that jump to the original fall
1841      thru dest).  */
1842
1843   fix_up_fall_thru_edges ();
1844
1845   /* If the architecture does not have conditional branches that can
1846      span all of memory, convert crossing conditional branches into
1847      crossing unconditional branches.  */
1848
1849   if (!HAS_LONG_COND_BRANCH)
1850     fix_crossing_conditional_branches ();
1851
1852   /* If the architecture does not have unconditional branches that
1853      can span all of memory, convert crossing unconditional branches
1854      into indirect jumps.  Since adding an indirect jump also adds
1855      a new register usage, update the register usage information as
1856      well.  */
1857
1858   if (!HAS_LONG_UNCOND_BRANCH)
1859     fix_crossing_unconditional_branches ();
1860
1861   add_reg_crossing_jump_notes ();
1862 }
1863
1864 /* Verify, in the basic block chain, that there is at most one switch
1865    between hot/cold partitions. This is modelled on
1866    rtl_verify_flow_info_1, but it cannot go inside that function
1867    because this condition will not be true until after
1868    reorder_basic_blocks is called.  */
1869
1870 static void
1871 verify_hot_cold_block_grouping (void)
1872 {
1873   basic_block bb;
1874   int err = 0;
1875   bool switched_sections = false;
1876   int current_partition = 0;
1877
1878   FOR_EACH_BB (bb)
1879     {
1880       if (!current_partition)
1881         current_partition = BB_PARTITION (bb);
1882       if (BB_PARTITION (bb) != current_partition)
1883         {
1884           if (switched_sections)
1885             {
1886               error ("multiple hot/cold transitions found (bb %i)",
1887                      bb->index);
1888               err = 1;
1889             }
1890           else
1891             {
1892               switched_sections = true;
1893               current_partition = BB_PARTITION (bb);
1894             }
1895         }
1896     }
1897
1898   gcc_assert(!err);
1899 }
1900
1901 /* Reorder basic blocks.  The main entry point to this file.  FLAGS is
1902    the set of flags to pass to cfg_layout_initialize().  */
1903
1904 void
1905 reorder_basic_blocks (void)
1906 {
1907   int n_traces;
1908   int i;
1909   struct trace *traces;
1910
1911   gcc_assert (current_ir_type () == IR_RTL_CFGLAYOUT);
1912
1913   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
1914     return;
1915
1916   set_edge_can_fallthru_flag ();
1917   mark_dfs_back_edges ();
1918
1919   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once since the code
1920      for getting the insn length always returns the minimal length now.  */
1921   if (uncond_jump_length == 0)
1922     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
1923
1924   /* We need to know some information for each basic block.  */
1925   array_size = GET_ARRAY_SIZE (last_basic_block);
1926   bbd = XNEWVEC (bbro_basic_block_data, array_size);
1927   for (i = 0; i < array_size; i++)
1928     {
1929       bbd[i].start_of_trace = -1;
1930       bbd[i].in_trace = -1;
1931       bbd[i].end_of_trace = -1;
1932       bbd[i].heap = NULL;
1933       bbd[i].node = NULL;
1934     }
1935
1936   traces = XNEWVEC (struct trace, n_basic_blocks);
1937   n_traces = 0;
1938   find_traces (&n_traces, traces);
1939   connect_traces (n_traces, traces);
1940   FREE (traces);
1941   FREE (bbd);
1942
1943   relink_block_chain (/*stay_in_cfglayout_mode=*/true);
1944
1945   if (dump_file)
1946     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
1947
1948   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1949     verify_hot_cold_block_grouping ();
1950 }
1951
1952 /* Determine which partition the first basic block in the function
1953    belongs to, then find the first basic block in the current function
1954    that belongs to a different section, and insert a
1955    NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS note immediately before it in the
1956    instruction stream.  When writing out the assembly code,
1957    encountering this note will make the compiler switch between the
1958    hot and cold text sections.  */
1959
1960 static void
1961 insert_section_boundary_note (void)
1962 {
1963   basic_block bb;
1964   rtx new_note;
1965   int first_partition = 0;
1966
1967   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
1968     FOR_EACH_BB (bb)
1969     {
1970       if (!first_partition)
1971         first_partition = BB_PARTITION (bb);
1972       if (BB_PARTITION (bb) != first_partition)
1973         {
1974           new_note = emit_note_before (NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS,
1975                                        BB_HEAD (bb));
1976           /* ??? This kind of note always lives between basic blocks,
1977              but add_insn_before will set BLOCK_FOR_INSN anyway.  */
1978           BLOCK_FOR_INSN (new_note) = NULL;
1979           break;
1980         }
1981     }
1982 }
1983
1984 /* Duplicate the blocks containing computed gotos.  This basically unfactors
1985    computed gotos that were factored early on in the compilation process to
1986    speed up edge based data flow.  We used to not unfactoring them again,
1987    which can seriously pessimize code with many computed jumps in the source
1988    code, such as interpreters.  See e.g. PR15242.  */
1989
1990 static bool
1991 gate_duplicate_computed_gotos (void)
1992 {
1993   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1994     return false;
1995   return (optimize > 0
1996           && flag_expensive_optimizations
1997           && ! optimize_function_for_size_p (cfun));
1998 }
1999
2000
2001 static unsigned int
2002 duplicate_computed_gotos (void)
2003 {
2004   basic_block bb, new_bb;
2005   bitmap candidates;
2006   int max_size;
2007
2008   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2009     return 0;
2010
2011   cfg_layout_initialize (0);
2012
2013   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once
2014      since the code for getting the insn length always returns
2015      the minimal length now.  */
2016   if (uncond_jump_length == 0)
2017     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
2018
2019   max_size = uncond_jump_length * PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GOTO_DUPLICATION_INSNS);
2020   candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
2021
2022   /* Look for blocks that end in a computed jump, and see if such blocks
2023      are suitable for unfactoring.  If a block is a candidate for unfactoring,
2024      mark it in the candidates.  */
2025   FOR_EACH_BB (bb)
2026     {
2027       rtx insn;
2028       edge e;
2029       edge_iterator ei;
2030       int size, all_flags;
2031
2032       /* Build the reorder chain for the original order of blocks.  */
2033       if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2034         bb->aux = bb->next_bb;
2035
2036       /* Obviously the block has to end in a computed jump.  */
2037       if (!computed_jump_p (BB_END (bb)))
2038         continue;
2039
2040       /* Only consider blocks that can be duplicated.  */
2041       if (find_reg_note (BB_END (bb), REG_CROSSING_JUMP, NULL_RTX)
2042           || !can_duplicate_block_p (bb))
2043         continue;
2044
2045       /* Make sure that the block is small enough.  */
2046       size = 0;
2047       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2048         if (INSN_P (insn))
2049           {
2050             size += get_attr_min_length (insn);
2051             if (size > max_size)
2052                break;
2053           }
2054       if (size > max_size)
2055         continue;
2056
2057       /* Final check: there must not be any incoming abnormal edges.  */
2058       all_flags = 0;
2059       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
2060         all_flags |= e->flags;
2061       if (all_flags & EDGE_COMPLEX)
2062         continue;
2063
2064       bitmap_set_bit (candidates, bb->index);
2065     }
2066
2067   /* Nothing to do if there is no computed jump here.  */
2068   if (bitmap_empty_p (candidates))
2069     goto done;
2070
2071   /* Duplicate computed gotos.  */
2072   FOR_EACH_BB (bb)
2073     {
2074       if (bb->il.rtl->visited)
2075         continue;
2076
2077       bb->il.rtl->visited = 1;
2078
2079       /* BB must have one outgoing edge.  That edge must not lead to
2080          the exit block or the next block.
2081          The destination must have more than one predecessor.  */
2082       if (!single_succ_p (bb)
2083           || single_succ (bb) == EXIT_BLOCK_PTR
2084           || single_succ (bb) == bb->next_bb
2085           || single_pred_p (single_succ (bb)))
2086         continue;
2087
2088       /* The successor block has to be a duplication candidate.  */
2089       if (!bitmap_bit_p (candidates, single_succ (bb)->index))
2090         continue;
2091
2092       new_bb = duplicate_block (single_succ (bb), single_succ_edge (bb), bb);
2093       new_bb->aux = bb->aux;
2094       bb->aux = new_bb;
2095       new_bb->il.rtl->visited = 1;
2096     }
2097
2098 done:
2099   cfg_layout_finalize ();
2100
2101   BITMAP_FREE (candidates);
2102   return 0;
2103 }
2104
2105 struct rtl_opt_pass pass_duplicate_computed_gotos =
2106 {
2107  {
2108   RTL_PASS,
2109   "compgotos",                          /* name */
2110   gate_duplicate_computed_gotos,        /* gate */
2111   duplicate_computed_gotos,             /* execute */
2112   NULL,                                 /* sub */
2113   NULL,                                 /* next */
2114   0,                                    /* static_pass_number */
2115   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2116   0,                                    /* properties_required */
2117   0,                                    /* properties_provided */
2118   0,                                    /* properties_destroyed */
2119   0,                                    /* todo_flags_start */
2120   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2121  }
2122 };
2123
2124
2125 /* This function is the main 'entrance' for the optimization that
2126    partitions hot and cold basic blocks into separate sections of the
2127    .o file (to improve performance and cache locality).  Ideally it
2128    would be called after all optimizations that rearrange the CFG have
2129    been called.  However part of this optimization may introduce new
2130    register usage, so it must be called before register allocation has
2131    occurred.  This means that this optimization is actually called
2132    well before the optimization that reorders basic blocks (see
2133    function above).
2134
2135    This optimization checks the feedback information to determine
2136    which basic blocks are hot/cold, updates flags on the basic blocks
2137    to indicate which section they belong in.  This information is
2138    later used for writing out sections in the .o file.  Because hot
2139    and cold sections can be arbitrarily large (within the bounds of
2140    memory), far beyond the size of a single function, it is necessary
2141    to fix up all edges that cross section boundaries, to make sure the
2142    instructions used can actually span the required distance.  The
2143    fixes are described below.
2144
2145    Fall-through edges must be changed into jumps; it is not safe or
2146    legal to fall through across a section boundary.  Whenever a
2147    fall-through edge crossing a section boundary is encountered, a new
2148    basic block is inserted (in the same section as the fall-through
2149    source), and the fall through edge is redirected to the new basic
2150    block.  The new basic block contains an unconditional jump to the
2151    original fall-through target.  (If the unconditional jump is
2152    insufficient to cross section boundaries, that is dealt with a
2153    little later, see below).
2154
2155    In order to deal with architectures that have short conditional
2156    branches (which cannot span all of memory) we take any conditional
2157    jump that attempts to cross a section boundary and add a level of
2158    indirection: it becomes a conditional jump to a new basic block, in
2159    the same section.  The new basic block contains an unconditional
2160    jump to the original target, in the other section.
2161
2162    For those architectures whose unconditional branch is also
2163    incapable of reaching all of memory, those unconditional jumps are
2164    converted into indirect jumps, through a register.
2165
2166    IMPORTANT NOTE: This optimization causes some messy interactions
2167    with the cfg cleanup optimizations; those optimizations want to
2168    merge blocks wherever possible, and to collapse indirect jump
2169    sequences (change "A jumps to B jumps to C" directly into "A jumps
2170    to C").  Those optimizations can undo the jump fixes that
2171    partitioning is required to make (see above), in order to ensure
2172    that jumps attempting to cross section boundaries are really able
2173    to cover whatever distance the jump requires (on many architectures
2174    conditional or unconditional jumps are not able to reach all of
2175    memory).  Therefore tests have to be inserted into each such
2176    optimization to make sure that it does not undo stuff necessary to
2177    cross partition boundaries.  This would be much less of a problem
2178    if we could perform this optimization later in the compilation, but
2179    unfortunately the fact that we may need to create indirect jumps
2180    (through registers) requires that this optimization be performed
2181    before register allocation.  */
2182
2183 static void
2184 partition_hot_cold_basic_blocks (void)
2185 {
2186   edge *crossing_edges;
2187   int n_crossing_edges;
2188   int max_edges = 2 * last_basic_block;
2189
2190   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2191     return;
2192
2193   crossing_edges = XCNEWVEC (edge, max_edges);
2194
2195   find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (&crossing_edges,
2196                                                         &n_crossing_edges,
2197                                                         &max_edges);
2198
2199   if (n_crossing_edges > 0)
2200     fix_edges_for_rarely_executed_code (crossing_edges, n_crossing_edges);
2201
2202   free (crossing_edges);
2203 }
2204 \f
2205 static bool
2206 gate_handle_reorder_blocks (void)
2207 {
2208   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
2209     return false;
2210   return (optimize > 0);
2211 }
2212
2213
2214 /* Reorder basic blocks.  */
2215 static unsigned int
2216 rest_of_handle_reorder_blocks (void)
2217 {
2218   basic_block bb;
2219
2220   /* Last attempt to optimize CFG, as scheduling, peepholing and insn
2221      splitting possibly introduced more crossjumping opportunities.  */
2222   cfg_layout_initialize (CLEANUP_EXPENSIVE);
2223
2224   if ((flag_reorder_blocks || flag_reorder_blocks_and_partition)
2225       /* Don't reorder blocks when optimizing for size because extra jump insns may
2226          be created; also barrier may create extra padding.
2227
2228          More correctly we should have a block reordering mode that tried to
2229          minimize the combined size of all the jumps.  This would more or less
2230          automatically remove extra jumps, but would also try to use more short
2231          jumps instead of long jumps.  */
2232       && optimize_function_for_speed_p (cfun))
2233     {
2234       reorder_basic_blocks ();
2235       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
2236     }
2237
2238   FOR_EACH_BB (bb)
2239     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2240       bb->aux = bb->next_bb;
2241   cfg_layout_finalize ();
2242
2243   /* Add NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS notes.  */
2244   insert_section_boundary_note ();
2245   return 0;
2246 }
2247
2248 struct rtl_opt_pass pass_reorder_blocks =
2249 {
2250  {
2251   RTL_PASS,
2252   "bbro",                               /* name */
2253   gate_handle_reorder_blocks,           /* gate */
2254   rest_of_handle_reorder_blocks,        /* execute */
2255   NULL,                                 /* sub */
2256   NULL,                                 /* next */
2257   0,                                    /* static_pass_number */
2258   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2259   0,                                    /* properties_required */
2260   0,                                    /* properties_provided */
2261   0,                                    /* properties_destroyed */
2262   0,                                    /* todo_flags_start */
2263   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing,/* todo_flags_finish */
2264  }
2265 };
2266
2267 static bool
2268 gate_handle_partition_blocks (void)
2269 {
2270   /* The optimization to partition hot/cold basic blocks into separate
2271      sections of the .o file does not work well with linkonce or with
2272      user defined section attributes.  Don't call it if either case
2273      arises.  */
2274
2275   return (flag_reorder_blocks_and_partition
2276           && !DECL_ONE_ONLY (current_function_decl)
2277           && !user_defined_section_attribute);
2278 }
2279
2280 /* Partition hot and cold basic blocks.  */
2281 static unsigned int
2282 rest_of_handle_partition_blocks (void)
2283 {
2284   partition_hot_cold_basic_blocks ();
2285   return 0;
2286 }
2287
2288 struct rtl_opt_pass pass_partition_blocks =
2289 {
2290  {
2291   RTL_PASS,
2292   "bbpart",                             /* name */
2293   gate_handle_partition_blocks,         /* gate */
2294   rest_of_handle_partition_blocks,      /* execute */
2295   NULL,                                 /* sub */
2296   NULL,                                 /* next */
2297   0,                                    /* static_pass_number */
2298   TV_REORDER_BLOCKS,                    /* tv_id */
2299   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
2300   0,                                    /* properties_provided */
2301   0,                                    /* properties_destroyed */
2302   0,                                    /* todo_flags_start */
2303   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing/* todo_flags_finish */
2304  }
2305 };