OSDN Git Service

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