OSDN Git Service

PR c++/39866
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / predict.c
1 /* Branch prediction routines for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009
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 under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 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 /* References:
22
23    [1] "Branch Prediction for Free"
24        Ball and Larus; PLDI '93.
25    [2] "Static Branch Frequency and Program Profile Analysis"
26        Wu and Larus; MICRO-27.
27    [3] "Corpus-based Static Branch Prediction"
28        Calder, Grunwald, Lindsay, Martin, Mozer, and Zorn; PLDI '95.  */
29
30
31 #include "config.h"
32 #include "system.h"
33 #include "coretypes.h"
34 #include "tm.h"
35 #include "tree.h"
36 #include "rtl.h"
37 #include "tm_p.h"
38 #include "hard-reg-set.h"
39 #include "basic-block.h"
40 #include "insn-config.h"
41 #include "regs.h"
42 #include "flags.h"
43 #include "output.h"
44 #include "function.h"
45 #include "except.h"
46 #include "toplev.h"
47 #include "recog.h"
48 #include "expr.h"
49 #include "predict.h"
50 #include "coverage.h"
51 #include "sreal.h"
52 #include "params.h"
53 #include "target.h"
54 #include "cfgloop.h"
55 #include "tree-flow.h"
56 #include "ggc.h"
57 #include "tree-dump.h"
58 #include "tree-pass.h"
59 #include "timevar.h"
60 #include "tree-scalar-evolution.h"
61 #include "cfgloop.h"
62 #include "pointer-set.h"
63
64 /* real constants: 0, 1, 1-1/REG_BR_PROB_BASE, REG_BR_PROB_BASE,
65                    1/REG_BR_PROB_BASE, 0.5, BB_FREQ_MAX.  */
66 static sreal real_zero, real_one, real_almost_one, real_br_prob_base,
67              real_inv_br_prob_base, real_one_half, real_bb_freq_max;
68
69 /* Random guesstimation given names.  
70    PROV_VERY_UNLIKELY should be small enough so basic block predicted
71    by it gets bellow HOT_BB_FREQUENCY_FRANCTION.  */
72 #define PROB_VERY_UNLIKELY      (REG_BR_PROB_BASE / 2000 - 1)
73 #define PROB_EVEN               (REG_BR_PROB_BASE / 2)
74 #define PROB_VERY_LIKELY        (REG_BR_PROB_BASE - PROB_VERY_UNLIKELY)
75 #define PROB_ALWAYS             (REG_BR_PROB_BASE)
76
77 static void combine_predictions_for_insn (rtx, basic_block);
78 static void dump_prediction (FILE *, enum br_predictor, int, basic_block, int);
79 static void predict_paths_leading_to (basic_block, enum br_predictor, enum prediction);
80 static void compute_function_frequency (void);
81 static void choose_function_section (void);
82 static bool can_predict_insn_p (const_rtx);
83
84 /* Information we hold about each branch predictor.
85    Filled using information from predict.def.  */
86
87 struct predictor_info
88 {
89   const char *const name;       /* Name used in the debugging dumps.  */
90   const int hitrate;            /* Expected hitrate used by
91                                    predict_insn_def call.  */
92   const int flags;
93 };
94
95 /* Use given predictor without Dempster-Shaffer theory if it matches
96    using first_match heuristics.  */
97 #define PRED_FLAG_FIRST_MATCH 1
98
99 /* Recompute hitrate in percent to our representation.  */
100
101 #define HITRATE(VAL) ((int) ((VAL) * REG_BR_PROB_BASE + 50) / 100)
102
103 #define DEF_PREDICTOR(ENUM, NAME, HITRATE, FLAGS) {NAME, HITRATE, FLAGS},
104 static const struct predictor_info predictor_info[]= {
105 #include "predict.def"
106
107   /* Upper bound on predictors.  */
108   {NULL, 0, 0}
109 };
110 #undef DEF_PREDICTOR
111
112 /* Return TRUE if frequency FREQ is considered to be hot.  */
113
114 static inline bool
115 maybe_hot_frequency_p (int freq)
116 {
117   if (!profile_info || !flag_branch_probabilities)
118     {
119       if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)
120         return false;
121       if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_HOT)
122         return true;
123     }
124   if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
125     return true;
126   if (freq < BB_FREQ_MAX / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION))
127     return false;
128   return true;
129 }
130
131 /* Return TRUE if frequency FREQ is considered to be hot.  */
132
133 static inline bool
134 maybe_hot_count_p (gcov_type count)
135 {
136   if (profile_status != PROFILE_READ)
137     return true;
138   /* Code executed at most once is not hot.  */
139   if (profile_info->runs >= count)
140     return false;
141   return (count
142           > profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION));
143 }
144
145 /* Return true in case BB can be CPU intensive and should be optimized
146    for maximal performance.  */
147
148 bool
149 maybe_hot_bb_p (const_basic_block bb)
150 {
151   if (profile_status == PROFILE_READ)
152     return maybe_hot_count_p (bb->count);
153   return maybe_hot_frequency_p (bb->frequency);
154 }
155
156 /* Return true if the call can be hot.  */
157
158 bool
159 cgraph_maybe_hot_edge_p (struct cgraph_edge *edge)
160 {
161   if (profile_info && flag_branch_probabilities
162       && (edge->count
163           <= profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION)))
164     return false;
165   if (lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (edge->callee->decl))
166       || lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (edge->caller->decl)))
167     return false;
168   if (lookup_attribute ("hot", DECL_ATTRIBUTES (edge->caller->decl)))
169     return true;
170   if (flag_guess_branch_prob
171       && edge->frequency <= (CGRAPH_FREQ_BASE
172                              / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION)))
173     return false;
174   return true;
175 }
176
177 /* Return true in case BB can be CPU intensive and should be optimized
178    for maximal performance.  */
179
180 bool
181 maybe_hot_edge_p (edge e)
182 {
183   if (profile_status == PROFILE_READ)
184     return maybe_hot_count_p (e->count);
185   return maybe_hot_frequency_p (EDGE_FREQUENCY (e));
186 }
187
188 /* Return true in case BB is probably never executed.  */
189 bool
190 probably_never_executed_bb_p (const_basic_block bb)
191 {
192   if (profile_info && flag_branch_probabilities)
193     return ((bb->count + profile_info->runs / 2) / profile_info->runs) == 0;
194   if ((!profile_info || !flag_branch_probabilities)
195       && cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)
196     return true;
197   return false;
198 }
199
200 /* Return true when current function should always be optimized for size.  */
201
202 bool
203 optimize_function_for_size_p (struct function *fun)
204 {
205   return (optimize_size
206           || (fun && (fun->function_frequency
207                       == FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)));
208 }
209
210 /* Return true when current function should always be optimized for speed.  */
211
212 bool
213 optimize_function_for_speed_p (struct function *fun)
214 {
215   return !optimize_function_for_size_p (fun);
216 }
217
218 /* Return TRUE when BB should be optimized for size.  */
219
220 bool
221 optimize_bb_for_size_p (const_basic_block bb)
222 {
223   return optimize_function_for_size_p (cfun) || !maybe_hot_bb_p (bb);
224 }
225
226 /* Return TRUE when BB should be optimized for speed.  */
227
228 bool
229 optimize_bb_for_speed_p (const_basic_block bb)
230 {
231   return !optimize_bb_for_size_p (bb);
232 }
233
234 /* Return TRUE when BB should be optimized for size.  */
235
236 bool
237 optimize_edge_for_size_p (edge e)
238 {
239   return optimize_function_for_size_p (cfun) || !maybe_hot_edge_p (e);
240 }
241
242 /* Return TRUE when BB should be optimized for speed.  */
243
244 bool
245 optimize_edge_for_speed_p (edge e)
246 {
247   return !optimize_edge_for_size_p (e);
248 }
249
250 /* Return TRUE when BB should be optimized for size.  */
251
252 bool
253 optimize_insn_for_size_p (void)
254 {
255   return optimize_function_for_size_p (cfun) || !crtl->maybe_hot_insn_p;
256 }
257
258 /* Return TRUE when BB should be optimized for speed.  */
259
260 bool
261 optimize_insn_for_speed_p (void)
262 {
263   return !optimize_insn_for_size_p ();
264 }
265
266 /* Return TRUE when LOOP should be optimized for size.  */
267
268 bool
269 optimize_loop_for_size_p (struct loop *loop)
270 {
271   return optimize_bb_for_size_p (loop->header);
272 }
273
274 /* Return TRUE when LOOP should be optimized for speed.  */
275
276 bool
277 optimize_loop_for_speed_p (struct loop *loop)
278 {
279   return optimize_bb_for_speed_p (loop->header);
280 }
281
282 /* Return TRUE when LOOP nest should be optimized for speed.  */
283
284 bool
285 optimize_loop_nest_for_speed_p (struct loop *loop)
286 {
287   struct loop *l = loop;
288   if (optimize_loop_for_speed_p (loop))
289     return true;
290   l = loop->inner;
291   while (l && l != loop)
292     {
293       if (optimize_loop_for_speed_p (l))
294         return true;
295       if (l->inner)
296         l = l->inner;
297       else if (l->next)
298         l = l->next;
299       else
300         {
301           while (l != loop && !l->next)
302             l = loop_outer (l);
303           if (l != loop)
304             l = l->next;
305         }
306     }
307   return false;
308 }
309
310 /* Return TRUE when LOOP nest should be optimized for size.  */
311
312 bool
313 optimize_loop_nest_for_size_p (struct loop *loop)
314 {
315   return !optimize_loop_nest_for_speed_p (loop);
316 }
317
318 /* Return true when edge E is likely to be well predictable by branch
319    predictor.  */
320
321 bool
322 predictable_edge_p (edge e)
323 {
324   if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
325     return false;
326   if ((e->probability
327        <= PARAM_VALUE (PARAM_PREDICTABLE_BRANCH_OUTCOME) * REG_BR_PROB_BASE / 100)
328       || (REG_BR_PROB_BASE - e->probability
329           <= PARAM_VALUE (PARAM_PREDICTABLE_BRANCH_OUTCOME) * REG_BR_PROB_BASE / 100))
330     return true;
331   return false;
332 }
333
334
335 /* Set RTL expansion for BB profile.  */
336
337 void
338 rtl_profile_for_bb (basic_block bb)
339 {
340   crtl->maybe_hot_insn_p = maybe_hot_bb_p (bb);
341 }
342
343 /* Set RTL expansion for edge profile.  */
344
345 void
346 rtl_profile_for_edge (edge e)
347 {
348   crtl->maybe_hot_insn_p = maybe_hot_edge_p (e);
349 }
350
351 /* Set RTL expansion to default mode (i.e. when profile info is not known).  */
352 void
353 default_rtl_profile (void)
354 {
355   crtl->maybe_hot_insn_p = true;
356 }
357
358 /* Return true if the one of outgoing edges is already predicted by
359    PREDICTOR.  */
360
361 bool
362 rtl_predicted_by_p (const_basic_block bb, enum br_predictor predictor)
363 {
364   rtx note;
365   if (!INSN_P (BB_END (bb)))
366     return false;
367   for (note = REG_NOTES (BB_END (bb)); note; note = XEXP (note, 1))
368     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED
369         && INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 0)) == (int)predictor)
370       return true;
371   return false;
372 }
373
374 /* This map contains for a basic block the list of predictions for the
375    outgoing edges.  */
376
377 static struct pointer_map_t *bb_predictions;
378
379 /* Return true if the one of outgoing edges is already predicted by
380    PREDICTOR.  */
381
382 bool
383 gimple_predicted_by_p (const_basic_block bb, enum br_predictor predictor)
384 {
385   struct edge_prediction *i;
386   void **preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
387
388   if (!preds)
389     return false;
390   
391   for (i = (struct edge_prediction *) *preds; i; i = i->ep_next)
392     if (i->ep_predictor == predictor)
393       return true;
394   return false;
395 }
396
397 /* Return true when the probability of edge is reliable.
398   
399    The profile guessing code is good at predicting branch outcome (ie.
400    taken/not taken), that is predicted right slightly over 75% of time.
401    It is however notoriously poor on predicting the probability itself.
402    In general the profile appear a lot flatter (with probabilities closer
403    to 50%) than the reality so it is bad idea to use it to drive optimization
404    such as those disabling dynamic branch prediction for well predictable
405    branches.
406
407    There are two exceptions - edges leading to noreturn edges and edges
408    predicted by number of iterations heuristics are predicted well.  This macro
409    should be able to distinguish those, but at the moment it simply check for
410    noreturn heuristic that is only one giving probability over 99% or bellow
411    1%.  In future we might want to propagate reliability information across the
412    CFG if we find this information useful on multiple places.   */
413 static bool
414 probability_reliable_p (int prob)
415 {
416   return (profile_status == PROFILE_READ
417           || (profile_status == PROFILE_GUESSED
418               && (prob <= HITRATE (1) || prob >= HITRATE (99))));
419 }
420
421 /* Same predicate as above, working on edges.  */
422 bool
423 edge_probability_reliable_p (const_edge e)
424 {
425   return probability_reliable_p (e->probability);
426 }
427
428 /* Same predicate as edge_probability_reliable_p, working on notes.  */
429 bool
430 br_prob_note_reliable_p (const_rtx note)
431 {
432   gcc_assert (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB);
433   return probability_reliable_p (INTVAL (XEXP (note, 0)));
434 }
435
436 static void
437 predict_insn (rtx insn, enum br_predictor predictor, int probability)
438 {
439   gcc_assert (any_condjump_p (insn));
440   if (!flag_guess_branch_prob)
441     return;
442
443   add_reg_note (insn, REG_BR_PRED,
444                 gen_rtx_CONCAT (VOIDmode,
445                                 GEN_INT ((int) predictor),
446                                 GEN_INT ((int) probability)));
447 }
448
449 /* Predict insn by given predictor.  */
450
451 void
452 predict_insn_def (rtx insn, enum br_predictor predictor,
453                   enum prediction taken)
454 {
455    int probability = predictor_info[(int) predictor].hitrate;
456
457    if (taken != TAKEN)
458      probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
459
460    predict_insn (insn, predictor, probability);
461 }
462
463 /* Predict edge E with given probability if possible.  */
464
465 void
466 rtl_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
467 {
468   rtx last_insn;
469   last_insn = BB_END (e->src);
470
471   /* We can store the branch prediction information only about
472      conditional jumps.  */
473   if (!any_condjump_p (last_insn))
474     return;
475
476   /* We always store probability of branching.  */
477   if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
478     probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
479
480   predict_insn (last_insn, predictor, probability);
481 }
482
483 /* Predict edge E with the given PROBABILITY.  */
484 void
485 gimple_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
486 {
487   gcc_assert (profile_status != PROFILE_GUESSED);
488   if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && EDGE_COUNT (e->src->succs) > 1)
489       && flag_guess_branch_prob && optimize)
490     {
491       struct edge_prediction *i = XNEW (struct edge_prediction);
492       void **preds = pointer_map_insert (bb_predictions, e->src);
493
494       i->ep_next = (struct edge_prediction *) *preds;
495       *preds = i;
496       i->ep_probability = probability;
497       i->ep_predictor = predictor;
498       i->ep_edge = e;
499     }
500 }
501
502 /* Remove all predictions on given basic block that are attached
503    to edge E.  */
504 void
505 remove_predictions_associated_with_edge (edge e)
506 {
507   void **preds;
508   
509   if (!bb_predictions)
510     return;
511
512   preds = pointer_map_contains (bb_predictions, e->src);
513
514   if (preds)
515     {
516       struct edge_prediction **prediction = (struct edge_prediction **) preds;
517       struct edge_prediction *next;
518
519       while (*prediction)
520         {
521           if ((*prediction)->ep_edge == e)
522             {
523               next = (*prediction)->ep_next;
524               free (*prediction);
525               *prediction = next;
526             }
527           else
528             prediction = &((*prediction)->ep_next);
529         }
530     }
531 }
532
533 /* Clears the list of predictions stored for BB.  */
534
535 static void
536 clear_bb_predictions (basic_block bb)
537 {
538   void **preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
539   struct edge_prediction *pred, *next;
540
541   if (!preds)
542     return;
543
544   for (pred = (struct edge_prediction *) *preds; pred; pred = next)
545     {
546       next = pred->ep_next;
547       free (pred);
548     }
549   *preds = NULL;
550 }
551
552 /* Return true when we can store prediction on insn INSN.
553    At the moment we represent predictions only on conditional
554    jumps, not at computed jump or other complicated cases.  */
555 static bool
556 can_predict_insn_p (const_rtx insn)
557 {
558   return (JUMP_P (insn)
559           && any_condjump_p (insn)
560           && EDGE_COUNT (BLOCK_FOR_INSN (insn)->succs) >= 2);
561 }
562
563 /* Predict edge E by given predictor if possible.  */
564
565 void
566 predict_edge_def (edge e, enum br_predictor predictor,
567                   enum prediction taken)
568 {
569    int probability = predictor_info[(int) predictor].hitrate;
570
571    if (taken != TAKEN)
572      probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
573
574    predict_edge (e, predictor, probability);
575 }
576
577 /* Invert all branch predictions or probability notes in the INSN.  This needs
578    to be done each time we invert the condition used by the jump.  */
579
580 void
581 invert_br_probabilities (rtx insn)
582 {
583   rtx note;
584
585   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
586     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB)
587       XEXP (note, 0) = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (note, 0)));
588     else if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
589       XEXP (XEXP (note, 0), 1)
590         = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1)));
591 }
592
593 /* Dump information about the branch prediction to the output file.  */
594
595 static void
596 dump_prediction (FILE *file, enum br_predictor predictor, int probability,
597                  basic_block bb, int used)
598 {
599   edge e;
600   edge_iterator ei;
601
602   if (!file)
603     return;
604
605   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
606     if (! (e->flags & EDGE_FALLTHRU))
607       break;
608
609   fprintf (file, "  %s heuristics%s: %.1f%%",
610            predictor_info[predictor].name,
611            used ? "" : " (ignored)", probability * 100.0 / REG_BR_PROB_BASE);
612
613   if (bb->count)
614     {
615       fprintf (file, "  exec ");
616       fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, bb->count);
617       if (e)
618         {
619           fprintf (file, " hit ");
620           fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, e->count);
621           fprintf (file, " (%.1f%%)", e->count * 100.0 / bb->count);
622         }
623     }
624
625   fprintf (file, "\n");
626 }
627
628 /* We can not predict the probabilities of outgoing edges of bb.  Set them
629    evenly and hope for the best.  */
630 static void
631 set_even_probabilities (basic_block bb)
632 {
633   int nedges = 0;
634   edge e;
635   edge_iterator ei;
636
637   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
638     if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
639       nedges ++;
640   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
641     if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
642       e->probability = (REG_BR_PROB_BASE + nedges / 2) / nedges;
643     else
644       e->probability = 0;
645 }
646
647 /* Combine all REG_BR_PRED notes into single probability and attach REG_BR_PROB
648    note if not already present.  Remove now useless REG_BR_PRED notes.  */
649
650 static void
651 combine_predictions_for_insn (rtx insn, basic_block bb)
652 {
653   rtx prob_note;
654   rtx *pnote;
655   rtx note;
656   int best_probability = PROB_EVEN;
657   enum br_predictor best_predictor = END_PREDICTORS;
658   int combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
659   int d;
660   bool first_match = false;
661   bool found = false;
662
663   if (!can_predict_insn_p (insn))
664     {
665       set_even_probabilities (bb);
666       return;
667     }
668
669   prob_note = find_reg_note (insn, REG_BR_PROB, 0);
670   pnote = &REG_NOTES (insn);
671   if (dump_file)
672     fprintf (dump_file, "Predictions for insn %i bb %i\n", INSN_UID (insn),
673              bb->index);
674
675   /* We implement "first match" heuristics and use probability guessed
676      by predictor with smallest index.  */
677   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
678     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
679       {
680         enum br_predictor predictor = ((enum br_predictor)
681                                        INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 0)));
682         int probability = INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1));
683
684         found = true;
685         if (best_predictor > predictor)
686           best_probability = probability, best_predictor = predictor;
687
688         d = (combined_probability * probability
689              + (REG_BR_PROB_BASE - combined_probability)
690              * (REG_BR_PROB_BASE - probability));
691
692         /* Use FP math to avoid overflows of 32bit integers.  */
693         if (d == 0)
694           /* If one probability is 0% and one 100%, avoid division by zero.  */
695           combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
696         else
697           combined_probability = (((double) combined_probability) * probability
698                                   * REG_BR_PROB_BASE / d + 0.5);
699       }
700
701   /* Decide which heuristic to use.  In case we didn't match anything,
702      use no_prediction heuristic, in case we did match, use either
703      first match or Dempster-Shaffer theory depending on the flags.  */
704
705   if (predictor_info [best_predictor].flags & PRED_FLAG_FIRST_MATCH)
706     first_match = true;
707
708   if (!found)
709     dump_prediction (dump_file, PRED_NO_PREDICTION,
710                      combined_probability, bb, true);
711   else
712     {
713       dump_prediction (dump_file, PRED_DS_THEORY, combined_probability,
714                        bb, !first_match);
715       dump_prediction (dump_file, PRED_FIRST_MATCH, best_probability,
716                        bb, first_match);
717     }
718
719   if (first_match)
720     combined_probability = best_probability;
721   dump_prediction (dump_file, PRED_COMBINED, combined_probability, bb, true);
722
723   while (*pnote)
724     {
725       if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_BR_PRED)
726         {
727           enum br_predictor predictor = ((enum br_predictor)
728                                          INTVAL (XEXP (XEXP (*pnote, 0), 0)));
729           int probability = INTVAL (XEXP (XEXP (*pnote, 0), 1));
730
731           dump_prediction (dump_file, predictor, probability, bb,
732                            !first_match || best_predictor == predictor);
733           *pnote = XEXP (*pnote, 1);
734         }
735       else
736         pnote = &XEXP (*pnote, 1);
737     }
738
739   if (!prob_note)
740     {
741       add_reg_note (insn, REG_BR_PROB, GEN_INT (combined_probability));
742
743       /* Save the prediction into CFG in case we are seeing non-degenerated
744          conditional jump.  */
745       if (!single_succ_p (bb))
746         {
747           BRANCH_EDGE (bb)->probability = combined_probability;
748           FALLTHRU_EDGE (bb)->probability
749             = REG_BR_PROB_BASE - combined_probability;
750         }
751     }
752   else if (!single_succ_p (bb))
753     {
754       int prob = INTVAL (XEXP (prob_note, 0));
755
756       BRANCH_EDGE (bb)->probability = prob;
757       FALLTHRU_EDGE (bb)->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
758     }
759   else
760     single_succ_edge (bb)->probability = REG_BR_PROB_BASE;
761 }
762
763 /* Combine predictions into single probability and store them into CFG.
764    Remove now useless prediction entries.  */
765
766 static void
767 combine_predictions_for_bb (basic_block bb)
768 {
769   int best_probability = PROB_EVEN;
770   enum br_predictor best_predictor = END_PREDICTORS;
771   int combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
772   int d;
773   bool first_match = false;
774   bool found = false;
775   struct edge_prediction *pred;
776   int nedges = 0;
777   edge e, first = NULL, second = NULL;
778   edge_iterator ei;
779   void **preds;
780
781   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
782     if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
783       {
784         nedges ++;
785         if (first && !second)
786           second = e;
787         if (!first)
788           first = e;
789       }
790
791   /* When there is no successor or only one choice, prediction is easy. 
792
793      We are lazy for now and predict only basic blocks with two outgoing
794      edges.  It is possible to predict generic case too, but we have to
795      ignore first match heuristics and do more involved combining.  Implement
796      this later.  */
797   if (nedges != 2)
798     {
799       if (!bb->count)
800         set_even_probabilities (bb);
801       clear_bb_predictions (bb);
802       if (dump_file)
803         fprintf (dump_file, "%i edges in bb %i predicted to even probabilities\n",
804                  nedges, bb->index);
805       return;
806     }
807
808   if (dump_file)
809     fprintf (dump_file, "Predictions for bb %i\n", bb->index);
810
811   preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
812   if (preds)
813     {
814       /* We implement "first match" heuristics and use probability guessed
815          by predictor with smallest index.  */
816       for (pred = (struct edge_prediction *) *preds; pred; pred = pred->ep_next)
817         {
818           enum br_predictor predictor = pred->ep_predictor;
819           int probability = pred->ep_probability;
820
821           if (pred->ep_edge != first)
822             probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
823
824           found = true;
825           /* First match heuristics would be widly confused if we predicted
826              both directions.  */
827           if (best_predictor > predictor)
828             {
829               struct edge_prediction *pred2;
830               int prob = probability;
831
832               for (pred2 = (struct edge_prediction *) *preds; pred2; pred2 = pred2->ep_next)
833                if (pred2 != pred && pred2->ep_predictor == pred->ep_predictor)
834                  {
835                    int probability2 = pred->ep_probability;
836
837                    if (pred2->ep_edge != first)
838                      probability2 = REG_BR_PROB_BASE - probability2;
839
840                    if ((probability < REG_BR_PROB_BASE / 2) != 
841                        (probability2 < REG_BR_PROB_BASE / 2))
842                      break;
843
844                    /* If the same predictor later gave better result, go for it! */
845                    if ((probability >= REG_BR_PROB_BASE / 2 && (probability2 > probability))
846                        || (probability <= REG_BR_PROB_BASE / 2 && (probability2 < probability)))
847                      prob = probability2;
848                  }
849               if (!pred2)
850                 best_probability = prob, best_predictor = predictor;
851             }
852
853           d = (combined_probability * probability
854                + (REG_BR_PROB_BASE - combined_probability)
855                * (REG_BR_PROB_BASE - probability));
856
857           /* Use FP math to avoid overflows of 32bit integers.  */
858           if (d == 0)
859             /* If one probability is 0% and one 100%, avoid division by zero.  */
860             combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
861           else
862             combined_probability = (((double) combined_probability)
863                                     * probability
864                                     * REG_BR_PROB_BASE / d + 0.5);
865         }
866     }
867
868   /* Decide which heuristic to use.  In case we didn't match anything,
869      use no_prediction heuristic, in case we did match, use either
870      first match or Dempster-Shaffer theory depending on the flags.  */
871
872   if (predictor_info [best_predictor].flags & PRED_FLAG_FIRST_MATCH)
873     first_match = true;
874
875   if (!found)
876     dump_prediction (dump_file, PRED_NO_PREDICTION, combined_probability, bb, true);
877   else
878     {
879       dump_prediction (dump_file, PRED_DS_THEORY, combined_probability, bb,
880                        !first_match);
881       dump_prediction (dump_file, PRED_FIRST_MATCH, best_probability, bb,
882                        first_match);
883     }
884
885   if (first_match)
886     combined_probability = best_probability;
887   dump_prediction (dump_file, PRED_COMBINED, combined_probability, bb, true);
888
889   if (preds)
890     {
891       for (pred = (struct edge_prediction *) *preds; pred; pred = pred->ep_next)
892         {
893           enum br_predictor predictor = pred->ep_predictor;
894           int probability = pred->ep_probability;
895
896           if (pred->ep_edge != EDGE_SUCC (bb, 0))
897             probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
898           dump_prediction (dump_file, predictor, probability, bb,
899                            !first_match || best_predictor == predictor);
900         }
901     }
902   clear_bb_predictions (bb);
903
904   if (!bb->count)
905     {
906       first->probability = combined_probability;
907       second->probability = REG_BR_PROB_BASE - combined_probability;
908     }
909 }
910
911 /* Predict edge probabilities by exploiting loop structure.  */
912
913 static void
914 predict_loops (void)
915 {
916   loop_iterator li;
917   struct loop *loop;
918
919   /* Try to predict out blocks in a loop that are not part of a
920      natural loop.  */
921   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
922     {
923       basic_block bb, *bbs;
924       unsigned j, n_exits;
925       VEC (edge, heap) *exits;
926       struct tree_niter_desc niter_desc;
927       edge ex;
928
929       exits = get_loop_exit_edges (loop);
930       n_exits = VEC_length (edge, exits);
931
932       for (j = 0; VEC_iterate (edge, exits, j, ex); j++)
933         {
934           tree niter = NULL;
935           HOST_WIDE_INT nitercst;
936           int max = PARAM_VALUE (PARAM_MAX_PREDICTED_ITERATIONS);
937           int probability;
938           enum br_predictor predictor;
939
940           if (number_of_iterations_exit (loop, ex, &niter_desc, false))
941             niter = niter_desc.niter;
942           if (!niter || TREE_CODE (niter_desc.niter) != INTEGER_CST)
943             niter = loop_niter_by_eval (loop, ex);
944
945           if (TREE_CODE (niter) == INTEGER_CST)
946             {
947               if (host_integerp (niter, 1)
948                   && compare_tree_int (niter, max-1) == -1)
949                 nitercst = tree_low_cst (niter, 1) + 1;
950               else
951                 nitercst = max;
952               predictor = PRED_LOOP_ITERATIONS;
953             }
954           /* If we have just one exit and we can derive some information about
955              the number of iterations of the loop from the statements inside
956              the loop, use it to predict this exit.  */
957           else if (n_exits == 1)
958             {
959               nitercst = estimated_loop_iterations_int (loop, false);
960               if (nitercst < 0)
961                 continue;
962               if (nitercst > max)
963                 nitercst = max;
964
965               predictor = PRED_LOOP_ITERATIONS_GUESSED;
966             }
967           else
968             continue;
969
970           probability = ((REG_BR_PROB_BASE + nitercst / 2) / nitercst);
971           predict_edge (ex, predictor, probability);
972         }
973       VEC_free (edge, heap, exits);
974
975       bbs = get_loop_body (loop);
976
977       for (j = 0; j < loop->num_nodes; j++)
978         {
979           int header_found = 0;
980           edge e;
981           edge_iterator ei;
982
983           bb = bbs[j];
984
985           /* Bypass loop heuristics on continue statement.  These
986              statements construct loops via "non-loop" constructs
987              in the source language and are better to be handled
988              separately.  */
989           if (predicted_by_p (bb, PRED_CONTINUE))
990             continue;
991
992           /* Loop branch heuristics - predict an edge back to a
993              loop's head as taken.  */
994           if (bb == loop->latch)
995             {
996               e = find_edge (loop->latch, loop->header);
997               if (e)
998                 {
999                   header_found = 1;
1000                   predict_edge_def (e, PRED_LOOP_BRANCH, TAKEN);
1001                 }
1002             }
1003
1004           /* Loop exit heuristics - predict an edge exiting the loop if the
1005              conditional has no loop header successors as not taken.  */
1006           if (!header_found
1007               /* If we already used more reliable loop exit predictors, do not
1008                  bother with PRED_LOOP_EXIT.  */
1009               && !predicted_by_p (bb, PRED_LOOP_ITERATIONS_GUESSED)
1010               && !predicted_by_p (bb, PRED_LOOP_ITERATIONS))
1011             {
1012               /* For loop with many exits we don't want to predict all exits
1013                  with the pretty large probability, because if all exits are
1014                  considered in row, the loop would be predicted to iterate
1015                  almost never.  The code to divide probability by number of
1016                  exits is very rough.  It should compute the number of exits
1017                  taken in each patch through function (not the overall number
1018                  of exits that might be a lot higher for loops with wide switch
1019                  statements in them) and compute n-th square root.
1020
1021                  We limit the minimal probability by 2% to avoid
1022                  EDGE_PROBABILITY_RELIABLE from trusting the branch prediction
1023                  as this was causing regression in perl benchmark containing such
1024                  a wide loop.  */
1025                 
1026               int probability = ((REG_BR_PROB_BASE
1027                                   - predictor_info [(int) PRED_LOOP_EXIT].hitrate)
1028                                  / n_exits);
1029               if (probability < HITRATE (2))
1030                 probability = HITRATE (2);
1031               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1032                 if (e->dest->index < NUM_FIXED_BLOCKS
1033                     || !flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
1034                   predict_edge (e, PRED_LOOP_EXIT, probability);
1035             }
1036         }
1037       
1038       /* Free basic blocks from get_loop_body.  */
1039       free (bbs);
1040     }
1041 }
1042
1043 /* Attempt to predict probabilities of BB outgoing edges using local
1044    properties.  */
1045 static void
1046 bb_estimate_probability_locally (basic_block bb)
1047 {
1048   rtx last_insn = BB_END (bb);
1049   rtx cond;
1050
1051   if (! can_predict_insn_p (last_insn))
1052     return;
1053   cond = get_condition (last_insn, NULL, false, false);
1054   if (! cond)
1055     return;
1056
1057   /* Try "pointer heuristic."
1058      A comparison ptr == 0 is predicted as false.
1059      Similarly, a comparison ptr1 == ptr2 is predicted as false.  */
1060   if (COMPARISON_P (cond)
1061       && ((REG_P (XEXP (cond, 0)) && REG_POINTER (XEXP (cond, 0)))
1062           || (REG_P (XEXP (cond, 1)) && REG_POINTER (XEXP (cond, 1)))))
1063     {
1064       if (GET_CODE (cond) == EQ)
1065         predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, NOT_TAKEN);
1066       else if (GET_CODE (cond) == NE)
1067         predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, TAKEN);
1068     }
1069   else
1070
1071   /* Try "opcode heuristic."
1072      EQ tests are usually false and NE tests are usually true. Also,
1073      most quantities are positive, so we can make the appropriate guesses
1074      about signed comparisons against zero.  */
1075     switch (GET_CODE (cond))
1076       {
1077       case CONST_INT:
1078         /* Unconditional branch.  */
1079         predict_insn_def (last_insn, PRED_UNCONDITIONAL,
1080                           cond == const0_rtx ? NOT_TAKEN : TAKEN);
1081         break;
1082
1083       case EQ:
1084       case UNEQ:
1085         /* Floating point comparisons appears to behave in a very
1086            unpredictable way because of special role of = tests in
1087            FP code.  */
1088         if (FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (cond, 0))))
1089           ;
1090         /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
1091            nothing useful to predict about them.  */
1092         else if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
1093                  || XEXP (cond, 0) == const0_rtx)
1094           ;
1095         else
1096           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_NONEQUAL, NOT_TAKEN);
1097         break;
1098
1099       case NE:
1100       case LTGT:
1101         /* Floating point comparisons appears to behave in a very
1102            unpredictable way because of special role of = tests in
1103            FP code.  */
1104         if (FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (cond, 0))))
1105           ;
1106         /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
1107            nothing useful to predict about them.  */
1108         else if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
1109                  || XEXP (cond, 0) == const0_rtx)
1110           ;
1111         else
1112           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_NONEQUAL, TAKEN);
1113         break;
1114
1115       case ORDERED:
1116         predict_insn_def (last_insn, PRED_FPOPCODE, TAKEN);
1117         break;
1118
1119       case UNORDERED:
1120         predict_insn_def (last_insn, PRED_FPOPCODE, NOT_TAKEN);
1121         break;
1122
1123       case LE:
1124       case LT:
1125         if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx || XEXP (cond, 1) == const1_rtx
1126             || XEXP (cond, 1) == constm1_rtx)
1127           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_POSITIVE, NOT_TAKEN);
1128         break;
1129
1130       case GE:
1131       case GT:
1132         if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx || XEXP (cond, 1) == const1_rtx
1133             || XEXP (cond, 1) == constm1_rtx)
1134           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_POSITIVE, TAKEN);
1135         break;
1136
1137       default:
1138         break;
1139       }
1140 }
1141
1142 /* Set edge->probability for each successor edge of BB.  */
1143 void
1144 guess_outgoing_edge_probabilities (basic_block bb)
1145 {
1146   bb_estimate_probability_locally (bb);
1147   combine_predictions_for_insn (BB_END (bb), bb);
1148 }
1149 \f
1150 static tree expr_expected_value (tree, bitmap);
1151
1152 /* Helper function for expr_expected_value.  */
1153
1154 static tree
1155 expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code, tree op1, bitmap visited)
1156 {
1157   gimple def;
1158
1159   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
1160     {
1161       if (TREE_CONSTANT (op0))
1162         return op0;
1163
1164       if (code != SSA_NAME)
1165         return NULL_TREE;
1166
1167       def = SSA_NAME_DEF_STMT (op0);
1168
1169       /* If we were already here, break the infinite cycle.  */
1170       if (bitmap_bit_p (visited, SSA_NAME_VERSION (op0)))
1171         return NULL;
1172       bitmap_set_bit (visited, SSA_NAME_VERSION (op0));
1173
1174       if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI)
1175         {
1176           /* All the arguments of the PHI node must have the same constant
1177              length.  */
1178           int i, n = gimple_phi_num_args (def);
1179           tree val = NULL, new_val;
1180
1181           for (i = 0; i < n; i++)
1182             {
1183               tree arg = PHI_ARG_DEF (def, i);
1184
1185               /* If this PHI has itself as an argument, we cannot
1186                  determine the string length of this argument.  However,
1187                  if we can find an expected constant value for the other
1188                  PHI args then we can still be sure that this is
1189                  likely a constant.  So be optimistic and just
1190                  continue with the next argument.  */
1191               if (arg == PHI_RESULT (def))
1192                 continue;
1193
1194               new_val = expr_expected_value (arg, visited);
1195               if (!new_val)
1196                 return NULL;
1197               if (!val)
1198                 val = new_val;
1199               else if (!operand_equal_p (val, new_val, false))
1200                 return NULL;
1201             }
1202           return val;
1203         }
1204       if (is_gimple_assign (def))
1205         {
1206           if (gimple_assign_lhs (def) != op0)
1207             return NULL;
1208
1209           return expr_expected_value_1 (TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (def)),
1210                                         gimple_assign_rhs1 (def),
1211                                         gimple_assign_rhs_code (def),
1212                                         gimple_assign_rhs2 (def),
1213                                         visited);
1214         }
1215
1216       if (is_gimple_call (def))
1217         {
1218           tree decl = gimple_call_fndecl (def);
1219           if (!decl)
1220             return NULL;
1221           if (DECL_BUILT_IN_CLASS (decl) == BUILT_IN_NORMAL
1222               && DECL_FUNCTION_CODE (decl) == BUILT_IN_EXPECT)
1223             {
1224               tree val;
1225
1226               if (gimple_call_num_args (def) != 2)
1227                 return NULL;
1228               val = gimple_call_arg (def, 0);
1229               if (TREE_CONSTANT (val))
1230                 return val;
1231               return gimple_call_arg (def, 1);
1232             }
1233         }
1234
1235       return NULL;
1236     }
1237
1238   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_BINARY_RHS)
1239     {
1240       tree res;
1241       op0 = expr_expected_value (op0, visited);
1242       if (!op0)
1243         return NULL;
1244       op1 = expr_expected_value (op1, visited);
1245       if (!op1)
1246         return NULL;
1247       res = fold_build2 (code, type, op0, op1);
1248       if (TREE_CONSTANT (res))
1249         return res;
1250       return NULL;
1251     }
1252   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_UNARY_RHS)
1253     {
1254       tree res;
1255       op0 = expr_expected_value (op0, visited);
1256       if (!op0)
1257         return NULL;
1258       res = fold_build1 (code, type, op0);
1259       if (TREE_CONSTANT (res))
1260         return res;
1261       return NULL;
1262     }
1263   return NULL;
1264 }
1265
1266 /* Return constant EXPR will likely have at execution time, NULL if unknown. 
1267    The function is used by builtin_expect branch predictor so the evidence
1268    must come from this construct and additional possible constant folding.
1269   
1270    We may want to implement more involved value guess (such as value range
1271    propagation based prediction), but such tricks shall go to new
1272    implementation.  */
1273
1274 static tree
1275 expr_expected_value (tree expr, bitmap visited)
1276 {
1277   enum tree_code code;
1278   tree op0, op1;
1279
1280   if (TREE_CONSTANT (expr))
1281     return expr;
1282
1283   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
1284   return expr_expected_value_1 (TREE_TYPE (expr),
1285                                 op0, code, op1, visited);
1286 }
1287
1288 \f
1289 /* Get rid of all builtin_expect calls and GIMPLE_PREDICT statements
1290    we no longer need.  */
1291 static unsigned int
1292 strip_predict_hints (void)
1293 {
1294   basic_block bb;
1295   gimple ass_stmt;
1296   tree var;
1297
1298   FOR_EACH_BB (bb)
1299     {
1300       gimple_stmt_iterator bi;
1301       for (bi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bi);)
1302         {
1303           gimple stmt = gsi_stmt (bi);
1304
1305           if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PREDICT)
1306             {
1307               gsi_remove (&bi, true);
1308               continue;
1309             }
1310           else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_CALL)
1311             {
1312               tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
1313
1314               if (fndecl
1315                   && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
1316                   && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_EXPECT
1317                   && gimple_call_num_args (stmt) == 2)
1318                 {
1319                   var = gimple_call_lhs (stmt);
1320                   ass_stmt = gimple_build_assign (var, gimple_call_arg (stmt, 0));
1321
1322                   gsi_replace (&bi, ass_stmt, true);
1323                 }
1324             }
1325           gsi_next (&bi);
1326         }
1327     }
1328   return 0;
1329 }
1330 \f
1331 /* Predict using opcode of the last statement in basic block.  */
1332 static void
1333 tree_predict_by_opcode (basic_block bb)
1334 {
1335   gimple stmt = last_stmt (bb);
1336   edge then_edge;
1337   tree op0, op1;
1338   tree type;
1339   tree val;
1340   enum tree_code cmp;
1341   bitmap visited;
1342   edge_iterator ei;
1343
1344   if (!stmt || gimple_code (stmt) != GIMPLE_COND)
1345     return;
1346   FOR_EACH_EDGE (then_edge, ei, bb->succs)
1347     if (then_edge->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
1348       break;
1349   op0 = gimple_cond_lhs (stmt);
1350   op1 = gimple_cond_rhs (stmt);
1351   cmp = gimple_cond_code (stmt);
1352   type = TREE_TYPE (op0);
1353   visited = BITMAP_ALLOC (NULL);
1354   val = expr_expected_value_1 (boolean_type_node, op0, cmp, op1, visited);
1355   BITMAP_FREE (visited);
1356   if (val)
1357     {
1358       if (integer_zerop (val))
1359         predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, NOT_TAKEN);
1360       else
1361         predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, TAKEN);
1362       return;
1363     }
1364   /* Try "pointer heuristic."
1365      A comparison ptr == 0 is predicted as false.
1366      Similarly, a comparison ptr1 == ptr2 is predicted as false.  */
1367   if (POINTER_TYPE_P (type))
1368     {
1369       if (cmp == EQ_EXPR)
1370         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_POINTER, NOT_TAKEN);
1371       else if (cmp == NE_EXPR)
1372         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_POINTER, TAKEN);
1373     }
1374   else
1375
1376   /* Try "opcode heuristic."
1377      EQ tests are usually false and NE tests are usually true. Also,
1378      most quantities are positive, so we can make the appropriate guesses
1379      about signed comparisons against zero.  */
1380     switch (cmp)
1381       {
1382       case EQ_EXPR:
1383       case UNEQ_EXPR:
1384         /* Floating point comparisons appears to behave in a very
1385            unpredictable way because of special role of = tests in
1386            FP code.  */
1387         if (FLOAT_TYPE_P (type))
1388           ;
1389         /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
1390            nothing useful to predict about them.  */
1391         else if (integer_zerop (op0) || integer_zerop (op1))
1392           ;
1393         else
1394           predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_NONEQUAL, NOT_TAKEN);
1395         break;
1396
1397       case NE_EXPR:
1398       case LTGT_EXPR:
1399         /* Floating point comparisons appears to behave in a very
1400            unpredictable way because of special role of = tests in
1401            FP code.  */
1402         if (FLOAT_TYPE_P (type))
1403           ;
1404         /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
1405            nothing useful to predict about them.  */
1406         else if (integer_zerop (op0)
1407                  || integer_zerop (op1))
1408           ;
1409         else
1410           predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_NONEQUAL, TAKEN);
1411         break;
1412
1413       case ORDERED_EXPR:
1414         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_FPOPCODE, TAKEN);
1415         break;
1416
1417       case UNORDERED_EXPR:
1418         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_FPOPCODE, NOT_TAKEN);
1419         break;
1420
1421       case LE_EXPR:
1422       case LT_EXPR:
1423         if (integer_zerop (op1)
1424             || integer_onep (op1)
1425             || integer_all_onesp (op1)
1426             || real_zerop (op1)
1427             || real_onep (op1)
1428             || real_minus_onep (op1))
1429           predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_POSITIVE, NOT_TAKEN);
1430         break;
1431
1432       case GE_EXPR:
1433       case GT_EXPR:
1434         if (integer_zerop (op1)
1435             || integer_onep (op1)
1436             || integer_all_onesp (op1)
1437             || real_zerop (op1)
1438             || real_onep (op1)
1439             || real_minus_onep (op1))
1440           predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_POSITIVE, TAKEN);
1441         break;
1442
1443       default:
1444         break;
1445       }
1446 }
1447
1448 /* Try to guess whether the value of return means error code.  */
1449
1450 static enum br_predictor
1451 return_prediction (tree val, enum prediction *prediction)
1452 {
1453   /* VOID.  */
1454   if (!val)
1455     return PRED_NO_PREDICTION;
1456   /* Different heuristics for pointers and scalars.  */
1457   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
1458     {
1459       /* NULL is usually not returned.  */
1460       if (integer_zerop (val))
1461         {
1462           *prediction = NOT_TAKEN;
1463           return PRED_NULL_RETURN;
1464         }
1465     }
1466   else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
1467     {
1468       /* Negative return values are often used to indicate
1469          errors.  */
1470       if (TREE_CODE (val) == INTEGER_CST
1471           && tree_int_cst_sgn (val) < 0)
1472         {
1473           *prediction = NOT_TAKEN;
1474           return PRED_NEGATIVE_RETURN;
1475         }
1476       /* Constant return values seems to be commonly taken.
1477          Zero/one often represent booleans so exclude them from the
1478          heuristics.  */
1479       if (TREE_CONSTANT (val)
1480           && (!integer_zerop (val) && !integer_onep (val)))
1481         {
1482           *prediction = TAKEN;
1483           return PRED_CONST_RETURN;
1484         }
1485     }
1486   return PRED_NO_PREDICTION;
1487 }
1488
1489 /* Find the basic block with return expression and look up for possible
1490    return value trying to apply RETURN_PREDICTION heuristics.  */
1491 static void
1492 apply_return_prediction (void)
1493 {
1494   gimple return_stmt = NULL;
1495   tree return_val;
1496   edge e;
1497   gimple phi;
1498   int phi_num_args, i;
1499   enum br_predictor pred;
1500   enum prediction direction;
1501   edge_iterator ei;
1502
1503   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1504     {
1505       return_stmt = last_stmt (e->src);
1506       if (return_stmt
1507           && gimple_code (return_stmt) == GIMPLE_RETURN)
1508         break;
1509     }
1510   if (!e)
1511     return;
1512   return_val = gimple_return_retval (return_stmt);
1513   if (!return_val)
1514     return;
1515   if (TREE_CODE (return_val) != SSA_NAME
1516       || !SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)
1517       || gimple_code (SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)) != GIMPLE_PHI)
1518     return;
1519   phi = SSA_NAME_DEF_STMT (return_val);
1520   phi_num_args = gimple_phi_num_args (phi);
1521   pred = return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, 0), &direction);
1522
1523   /* Avoid the degenerate case where all return values form the function
1524      belongs to same category (ie they are all positive constants)
1525      so we can hardly say something about them.  */
1526   for (i = 1; i < phi_num_args; i++)
1527     if (pred != return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, i), &direction))
1528       break;
1529   if (i != phi_num_args)
1530     for (i = 0; i < phi_num_args; i++)
1531       {
1532         pred = return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, i), &direction);
1533         if (pred != PRED_NO_PREDICTION)
1534           predict_paths_leading_to (gimple_phi_arg_edge (phi, i)->src, pred,
1535                                     direction);
1536       }
1537 }
1538
1539 /* Look for basic block that contains unlikely to happen events
1540    (such as noreturn calls) and mark all paths leading to execution
1541    of this basic blocks as unlikely.  */
1542
1543 static void
1544 tree_bb_level_predictions (void)
1545 {
1546   basic_block bb;
1547   bool has_return_edges = false;
1548   edge e;
1549   edge_iterator ei;
1550
1551   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1552     if (!(e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_FAKE | EDGE_EH)))
1553       {
1554         has_return_edges = true;
1555         break;
1556       }
1557
1558   apply_return_prediction ();
1559
1560   FOR_EACH_BB (bb)
1561     {
1562       gimple_stmt_iterator gsi;
1563
1564       for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1565         {
1566           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
1567           tree decl;
1568
1569           if (is_gimple_call (stmt))
1570             {
1571               if ((gimple_call_flags (stmt) & ECF_NORETURN)
1572                   && has_return_edges)
1573                 predict_paths_leading_to (bb, PRED_NORETURN,
1574                                           NOT_TAKEN);
1575               decl = gimple_call_fndecl (stmt);
1576               if (decl
1577                   && lookup_attribute ("cold",
1578                                        DECL_ATTRIBUTES (decl)))
1579                 predict_paths_leading_to (bb, PRED_COLD_FUNCTION,
1580                                           NOT_TAKEN);
1581             }
1582           else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PREDICT)
1583             {
1584               predict_paths_leading_to (bb, gimple_predict_predictor (stmt),
1585                                         gimple_predict_outcome (stmt));
1586               /* Keep GIMPLE_PREDICT around so early inlining will propagate
1587                  hints to callers.  */
1588             }
1589         }
1590     }
1591 }
1592
1593 #ifdef ENABLE_CHECKING
1594
1595 /* Callback for pointer_map_traverse, asserts that the pointer map is
1596    empty.  */
1597
1598 static bool
1599 assert_is_empty (const void *key ATTRIBUTE_UNUSED, void **value,
1600                  void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1601 {
1602   gcc_assert (!*value);
1603   return false;
1604 }
1605 #endif
1606
1607 /* Predict branch probabilities and estimate profile for basic block BB.  */
1608
1609 static void
1610 tree_estimate_probability_bb (basic_block bb)
1611 {
1612   edge e;
1613   edge_iterator ei;
1614   gimple last;
1615
1616   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1617     {
1618       /* Predict early returns to be probable, as we've already taken
1619          care for error returns and other cases are often used for
1620          fast paths through function.
1621
1622          Since we've already removed the return statements, we are
1623          looking for CFG like:
1624
1625          if (conditional)
1626          {
1627          ..
1628          goto return_block
1629          }
1630          some other blocks
1631          return_block:
1632          return_stmt.  */
1633       if (e->dest != bb->next_bb
1634           && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
1635           && single_succ_p (e->dest)
1636           && single_succ_edge (e->dest)->dest == EXIT_BLOCK_PTR
1637           && (last = last_stmt (e->dest)) != NULL
1638           && gimple_code (last) == GIMPLE_RETURN)
1639         {
1640           edge e1;
1641           edge_iterator ei1;
1642
1643           if (single_succ_p (bb))
1644             {
1645               FOR_EACH_EDGE (e1, ei1, bb->preds)
1646                 if (!predicted_by_p (e1->src, PRED_NULL_RETURN)
1647                     && !predicted_by_p (e1->src, PRED_CONST_RETURN)
1648                     && !predicted_by_p (e1->src, PRED_NEGATIVE_RETURN))
1649                   predict_edge_def (e1, PRED_TREE_EARLY_RETURN, NOT_TAKEN);
1650             }
1651           else
1652             if (!predicted_by_p (e->src, PRED_NULL_RETURN)
1653                 && !predicted_by_p (e->src, PRED_CONST_RETURN)
1654                 && !predicted_by_p (e->src, PRED_NEGATIVE_RETURN))
1655               predict_edge_def (e, PRED_TREE_EARLY_RETURN, NOT_TAKEN);
1656         }
1657
1658       /* Look for block we are guarding (ie we dominate it,
1659          but it doesn't postdominate us).  */
1660       if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR && e->dest != bb
1661           && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src)
1662           && !dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->src, e->dest))
1663         {
1664           gimple_stmt_iterator bi;
1665
1666           /* The call heuristic claims that a guarded function call
1667              is improbable.  This is because such calls are often used
1668              to signal exceptional situations such as printing error
1669              messages.  */
1670           for (bi = gsi_start_bb (e->dest); !gsi_end_p (bi);
1671                gsi_next (&bi))
1672             {
1673               gimple stmt = gsi_stmt (bi);
1674               if (is_gimple_call (stmt)
1675                   /* Constant and pure calls are hardly used to signalize
1676                      something exceptional.  */
1677                   && gimple_has_side_effects (stmt))
1678                 {
1679                   predict_edge_def (e, PRED_CALL, NOT_TAKEN);
1680                   break;
1681                 }
1682             }
1683         }
1684     }
1685   tree_predict_by_opcode (bb);
1686 }
1687
1688 /* Predict branch probabilities and estimate profile of the tree CFG.
1689    This function can be called from the loop optimizers to recompute
1690    the profile information.  */
1691
1692 void
1693 tree_estimate_probability (void)
1694 {
1695   basic_block bb;
1696
1697   add_noreturn_fake_exit_edges ();
1698   connect_infinite_loops_to_exit ();
1699   /* We use loop_niter_by_eval, which requires that the loops have
1700      preheaders.  */
1701   create_preheaders (CP_SIMPLE_PREHEADERS);
1702   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
1703
1704   bb_predictions = pointer_map_create ();
1705   tree_bb_level_predictions ();
1706   record_loop_exits ();
1707
1708   if (number_of_loops () > 1)
1709     predict_loops ();
1710
1711   FOR_EACH_BB (bb)
1712     tree_estimate_probability_bb (bb);
1713
1714   FOR_EACH_BB (bb)
1715     combine_predictions_for_bb (bb);
1716
1717 #ifdef ENABLE_CHECKING
1718   pointer_map_traverse (bb_predictions, assert_is_empty, NULL);
1719 #endif
1720   pointer_map_destroy (bb_predictions);
1721   bb_predictions = NULL;
1722
1723   estimate_bb_frequencies ();
1724   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
1725   remove_fake_exit_edges ();
1726 }
1727
1728 /* Predict branch probabilities and estimate profile of the tree CFG.
1729    This is the driver function for PASS_PROFILE.  */
1730
1731 static unsigned int
1732 tree_estimate_probability_driver (void)
1733 {
1734   unsigned nb_loops;
1735
1736   loop_optimizer_init (0);
1737   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1738     flow_loops_dump (dump_file, NULL, 0);
1739
1740   mark_irreducible_loops ();
1741
1742   nb_loops = number_of_loops ();
1743   if (nb_loops > 1)
1744     scev_initialize ();
1745
1746   tree_estimate_probability ();
1747
1748   if (nb_loops > 1)
1749     scev_finalize ();
1750
1751   loop_optimizer_finalize ();
1752   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1753     gimple_dump_cfg (dump_file, dump_flags);
1754   if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
1755     profile_status = PROFILE_GUESSED;
1756   return 0;
1757 }
1758 \f
1759 /* Predict edges to successors of CUR whose sources are not postdominated by
1760    BB by PRED and recurse to all postdominators.  */
1761
1762 static void
1763 predict_paths_for_bb (basic_block cur, basic_block bb,
1764                       enum br_predictor pred,
1765                       enum prediction taken)
1766 {
1767   edge e;
1768   edge_iterator ei;
1769   basic_block son;
1770
1771   /* We are looking for all edges forming edge cut induced by
1772      set of all blocks postdominated by BB.  */
1773   FOR_EACH_EDGE (e, ei, cur->preds)
1774     if (e->src->index >= NUM_FIXED_BLOCKS
1775         && !dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->src, bb))
1776     {
1777       gcc_assert (bb == cur || dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, cur, bb));
1778       predict_edge_def (e, pred, taken);
1779     }
1780   for (son = first_dom_son (CDI_POST_DOMINATORS, cur);
1781        son;
1782        son = next_dom_son (CDI_POST_DOMINATORS, son))
1783     predict_paths_for_bb (son, bb, pred, taken);
1784 }
1785
1786 /* Sets branch probabilities according to PREDiction and
1787    FLAGS.  */
1788
1789 static void
1790 predict_paths_leading_to (basic_block bb, enum br_predictor pred,
1791                           enum prediction taken)
1792 {
1793   predict_paths_for_bb (bb, bb, pred, taken);
1794 }
1795 \f
1796 /* This is used to carry information about basic blocks.  It is
1797    attached to the AUX field of the standard CFG block.  */
1798
1799 typedef struct block_info_def
1800 {
1801   /* Estimated frequency of execution of basic_block.  */
1802   sreal frequency;
1803
1804   /* To keep queue of basic blocks to process.  */
1805   basic_block next;
1806
1807   /* Number of predecessors we need to visit first.  */
1808   int npredecessors;
1809 } *block_info;
1810
1811 /* Similar information for edges.  */
1812 typedef struct edge_info_def
1813 {
1814   /* In case edge is a loopback edge, the probability edge will be reached
1815      in case header is.  Estimated number of iterations of the loop can be
1816      then computed as 1 / (1 - back_edge_prob).  */
1817   sreal back_edge_prob;
1818   /* True if the edge is a loopback edge in the natural loop.  */
1819   unsigned int back_edge:1;
1820 } *edge_info;
1821
1822 #define BLOCK_INFO(B)   ((block_info) (B)->aux)
1823 #define EDGE_INFO(E)    ((edge_info) (E)->aux)
1824
1825 /* Helper function for estimate_bb_frequencies.
1826    Propagate the frequencies in blocks marked in
1827    TOVISIT, starting in HEAD.  */
1828
1829 static void
1830 propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
1831 {
1832   basic_block bb;
1833   basic_block last;
1834   unsigned i;
1835   edge e;
1836   basic_block nextbb;
1837   bitmap_iterator bi;
1838
1839   /* For each basic block we need to visit count number of his predecessors
1840      we need to visit first.  */
1841   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tovisit, 0, i, bi)
1842     {
1843       edge_iterator ei;
1844       int count = 0;
1845
1846        /* The outermost "loop" includes the exit block, which we can not
1847           look up via BASIC_BLOCK.  Detect this and use EXIT_BLOCK_PTR
1848           directly.  Do the same for the entry block.  */
1849       bb = BASIC_BLOCK (i);
1850
1851       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1852         {
1853           bool visit = bitmap_bit_p (tovisit, e->src->index);
1854
1855           if (visit && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
1856             count++;
1857           else if (visit && dump_file && !EDGE_INFO (e)->back_edge)
1858             fprintf (dump_file,
1859                      "Irreducible region hit, ignoring edge to %i->%i\n",
1860                      e->src->index, bb->index);
1861         }
1862       BLOCK_INFO (bb)->npredecessors = count;
1863     }
1864
1865   memcpy (&BLOCK_INFO (head)->frequency, &real_one, sizeof (real_one));
1866   last = head;
1867   for (bb = head; bb; bb = nextbb)
1868     {
1869       edge_iterator ei;
1870       sreal cyclic_probability, frequency;
1871
1872       memcpy (&cyclic_probability, &real_zero, sizeof (real_zero));
1873       memcpy (&frequency, &real_zero, sizeof (real_zero));
1874
1875       nextbb = BLOCK_INFO (bb)->next;
1876       BLOCK_INFO (bb)->next = NULL;
1877
1878       /* Compute frequency of basic block.  */
1879       if (bb != head)
1880         {
1881 #ifdef ENABLE_CHECKING
1882           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1883             gcc_assert (!bitmap_bit_p (tovisit, e->src->index)
1884                         || (e->flags & EDGE_DFS_BACK));
1885 #endif
1886
1887           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1888             if (EDGE_INFO (e)->back_edge)
1889               {
1890                 sreal_add (&cyclic_probability, &cyclic_probability,
1891                            &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob);
1892               }
1893             else if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
1894               {
1895                 sreal tmp;
1896
1897                 /*  frequency += (e->probability
1898                                   * BLOCK_INFO (e->src)->frequency /
1899                                   REG_BR_PROB_BASE);  */
1900
1901                 sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
1902                 sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (e->src)->frequency);
1903                 sreal_mul (&tmp, &tmp, &real_inv_br_prob_base);
1904                 sreal_add (&frequency, &frequency, &tmp);
1905               }
1906
1907           if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_zero) == 0)
1908             {
1909               memcpy (&BLOCK_INFO (bb)->frequency, &frequency,
1910                       sizeof (frequency));
1911             }
1912           else
1913             {
1914               if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_almost_one) > 0)
1915                 {
1916                   memcpy (&cyclic_probability, &real_almost_one,
1917                           sizeof (real_almost_one));
1918                 }
1919
1920               /* BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency
1921                                               / (1 - cyclic_probability) */
1922
1923               sreal_sub (&cyclic_probability, &real_one, &cyclic_probability);
1924               sreal_div (&BLOCK_INFO (bb)->frequency,
1925                          &frequency, &cyclic_probability);
1926             }
1927         }
1928
1929       bitmap_clear_bit (tovisit, bb->index);
1930
1931       e = find_edge (bb, head);
1932       if (e)
1933         {
1934           sreal tmp;
1935             
1936           /* EDGE_INFO (e)->back_edge_prob
1937              = ((e->probability * BLOCK_INFO (bb)->frequency)
1938              / REG_BR_PROB_BASE); */
1939             
1940           sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
1941           sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency);
1942           sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
1943                      &tmp, &real_inv_br_prob_base);
1944         }
1945
1946       /* Propagate to successor blocks.  */
1947       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1948         if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK)
1949             && BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors)
1950           {
1951             BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors--;
1952             if (!BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors)
1953               {
1954                 if (!nextbb)
1955                   nextbb = e->dest;
1956                 else
1957                   BLOCK_INFO (last)->next = e->dest;
1958                 
1959                 last = e->dest;
1960               }
1961           }
1962     }
1963 }
1964
1965 /* Estimate probabilities of loopback edges in loops at same nest level.  */
1966
1967 static void
1968 estimate_loops_at_level (struct loop *first_loop)
1969 {
1970   struct loop *loop;
1971
1972   for (loop = first_loop; loop; loop = loop->next)
1973     {
1974       edge e;
1975       basic_block *bbs;
1976       unsigned i;
1977       bitmap tovisit = BITMAP_ALLOC (NULL);
1978
1979       estimate_loops_at_level (loop->inner);
1980
1981       /* Find current loop back edge and mark it.  */
1982       e = loop_latch_edge (loop);
1983       EDGE_INFO (e)->back_edge = 1;
1984
1985       bbs = get_loop_body (loop);
1986       for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1987         bitmap_set_bit (tovisit, bbs[i]->index);
1988       free (bbs);
1989       propagate_freq (loop->header, tovisit);
1990       BITMAP_FREE (tovisit);
1991     }
1992 }
1993
1994 /* Propagates frequencies through structure of loops.  */
1995
1996 static void
1997 estimate_loops (void)
1998 {
1999   bitmap tovisit = BITMAP_ALLOC (NULL);
2000   basic_block bb;
2001
2002   /* Start by estimating the frequencies in the loops.  */
2003   if (number_of_loops () > 1)
2004     estimate_loops_at_level (current_loops->tree_root->inner);
2005
2006   /* Now propagate the frequencies through all the blocks.  */
2007   FOR_ALL_BB (bb)
2008     {
2009       bitmap_set_bit (tovisit, bb->index);
2010     }
2011   propagate_freq (ENTRY_BLOCK_PTR, tovisit);
2012   BITMAP_FREE (tovisit);
2013 }
2014
2015 /* Convert counts measured by profile driven feedback to frequencies.
2016    Return nonzero iff there was any nonzero execution count.  */
2017
2018 int
2019 counts_to_freqs (void)
2020 {
2021   gcov_type count_max, true_count_max = 0;
2022   basic_block bb;
2023
2024   FOR_EACH_BB (bb)
2025     true_count_max = MAX (bb->count, true_count_max);
2026
2027   count_max = MAX (true_count_max, 1);
2028   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
2029     bb->frequency = (bb->count * BB_FREQ_MAX + count_max / 2) / count_max;
2030
2031   return true_count_max;
2032 }
2033
2034 /* Return true if function is likely to be expensive, so there is no point to
2035    optimize performance of prologue, epilogue or do inlining at the expense
2036    of code size growth.  THRESHOLD is the limit of number of instructions
2037    function can execute at average to be still considered not expensive.  */
2038
2039 bool
2040 expensive_function_p (int threshold)
2041 {
2042   unsigned int sum = 0;
2043   basic_block bb;
2044   unsigned int limit;
2045
2046   /* We can not compute accurately for large thresholds due to scaled
2047      frequencies.  */
2048   gcc_assert (threshold <= BB_FREQ_MAX);
2049
2050   /* Frequencies are out of range.  This either means that function contains
2051      internal loop executing more than BB_FREQ_MAX times or profile feedback
2052      is available and function has not been executed at all.  */
2053   if (ENTRY_BLOCK_PTR->frequency == 0)
2054     return true;
2055
2056   /* Maximally BB_FREQ_MAX^2 so overflow won't happen.  */
2057   limit = ENTRY_BLOCK_PTR->frequency * threshold;
2058   FOR_EACH_BB (bb)
2059     {
2060       rtx insn;
2061
2062       for (insn = BB_HEAD (bb); insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2063            insn = NEXT_INSN (insn))
2064         if (active_insn_p (insn))
2065           {
2066             sum += bb->frequency;
2067             if (sum > limit)
2068               return true;
2069         }
2070     }
2071
2072   return false;
2073 }
2074
2075 /* Estimate basic blocks frequency by given branch probabilities.  */
2076
2077 void
2078 estimate_bb_frequencies (void)
2079 {
2080   basic_block bb;
2081   sreal freq_max;
2082
2083   if (profile_status != PROFILE_READ || !counts_to_freqs ())
2084     {
2085       static int real_values_initialized = 0;
2086
2087       if (!real_values_initialized)
2088         {
2089           real_values_initialized = 1;
2090           sreal_init (&real_zero, 0, 0);
2091           sreal_init (&real_one, 1, 0);
2092           sreal_init (&real_br_prob_base, REG_BR_PROB_BASE, 0);
2093           sreal_init (&real_bb_freq_max, BB_FREQ_MAX, 0);
2094           sreal_init (&real_one_half, 1, -1);
2095           sreal_div (&real_inv_br_prob_base, &real_one, &real_br_prob_base);
2096           sreal_sub (&real_almost_one, &real_one, &real_inv_br_prob_base);
2097         }
2098
2099       mark_dfs_back_edges ();
2100
2101       single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR)->probability = REG_BR_PROB_BASE;
2102
2103       /* Set up block info for each basic block.  */
2104       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
2105       alloc_aux_for_edges (sizeof (struct edge_info_def));
2106       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
2107         {
2108           edge e;
2109           edge_iterator ei;
2110
2111           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2112             {
2113               sreal_init (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob, e->probability, 0);
2114               sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
2115                          &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
2116                          &real_inv_br_prob_base);
2117             }
2118         }
2119
2120       /* First compute probabilities locally for each loop from innermost
2121          to outermost to examine probabilities for back edges.  */
2122       estimate_loops ();
2123
2124       memcpy (&freq_max, &real_zero, sizeof (real_zero));
2125       FOR_EACH_BB (bb)
2126         if (sreal_compare (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency) < 0)
2127           memcpy (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, sizeof (freq_max));
2128
2129       sreal_div (&freq_max, &real_bb_freq_max, &freq_max);
2130       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
2131         {
2132           sreal tmp;
2133
2134           sreal_mul (&tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, &freq_max);
2135           sreal_add (&tmp, &tmp, &real_one_half);
2136           bb->frequency = sreal_to_int (&tmp);
2137         }
2138
2139       free_aux_for_blocks ();
2140       free_aux_for_edges ();
2141     }
2142   compute_function_frequency ();
2143   if (flag_reorder_functions)
2144     choose_function_section ();
2145 }
2146
2147 /* Decide whether function is hot, cold or unlikely executed.  */
2148 static void
2149 compute_function_frequency (void)
2150 {
2151   basic_block bb;
2152
2153   if (!profile_info || !flag_branch_probabilities)
2154     {
2155       if (lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (current_function_decl))
2156           != NULL)
2157         cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED;
2158       else if (lookup_attribute ("hot", DECL_ATTRIBUTES (current_function_decl))
2159                != NULL)
2160         cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_HOT;
2161       return;
2162     }
2163   cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED;
2164   FOR_EACH_BB (bb)
2165     {
2166       if (maybe_hot_bb_p (bb))
2167         {
2168           cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_HOT;
2169           return;
2170         }
2171       if (!probably_never_executed_bb_p (bb))
2172         cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_NORMAL;
2173     }
2174 }
2175
2176 /* Choose appropriate section for the function.  */
2177 static void
2178 choose_function_section (void)
2179 {
2180   if (DECL_SECTION_NAME (current_function_decl)
2181       || !targetm.have_named_sections
2182       /* Theoretically we can split the gnu.linkonce text section too,
2183          but this requires more work as the frequency needs to match
2184          for all generated objects so we need to merge the frequency
2185          of all instances.  For now just never set frequency for these.  */
2186       || DECL_ONE_ONLY (current_function_decl))
2187     return;
2188
2189   /* If we are doing the partitioning optimization, let the optimization
2190      choose the correct section into which to put things.  */
2191
2192   if (flag_reorder_blocks_and_partition)
2193     return;
2194
2195   if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_HOT)
2196     DECL_SECTION_NAME (current_function_decl) =
2197       build_string (strlen (HOT_TEXT_SECTION_NAME), HOT_TEXT_SECTION_NAME);
2198   if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)
2199     DECL_SECTION_NAME (current_function_decl) =
2200       build_string (strlen (UNLIKELY_EXECUTED_TEXT_SECTION_NAME),
2201                     UNLIKELY_EXECUTED_TEXT_SECTION_NAME);
2202 }
2203
2204 static bool
2205 gate_estimate_probability (void)
2206 {
2207   return flag_guess_branch_prob;
2208 }
2209
2210 /* Build PREDICT_EXPR.  */
2211 tree
2212 build_predict_expr (enum br_predictor predictor, enum prediction taken)
2213 {
2214   tree t = build1 (PREDICT_EXPR, void_type_node,
2215                    build_int_cst (NULL, predictor));
2216   SET_PREDICT_EXPR_OUTCOME (t, taken);
2217   return t;
2218 }
2219
2220 const char *
2221 predictor_name (enum br_predictor predictor)
2222 {
2223   return predictor_info[predictor].name;
2224 }
2225
2226 struct gimple_opt_pass pass_profile = 
2227 {
2228  {
2229   GIMPLE_PASS,
2230   "profile",                            /* name */
2231   gate_estimate_probability,            /* gate */
2232   tree_estimate_probability_driver,     /* execute */
2233   NULL,                                 /* sub */
2234   NULL,                                 /* next */
2235   0,                                    /* static_pass_number */
2236   TV_BRANCH_PROB,                       /* tv_id */
2237   PROP_cfg,                             /* properties_required */
2238   0,                                    /* properties_provided */
2239   0,                                    /* properties_destroyed */
2240   0,                                    /* todo_flags_start */
2241   TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa                    /* todo_flags_finish */
2242  }
2243 };
2244
2245 struct gimple_opt_pass pass_strip_predict_hints = 
2246 {
2247  {
2248   GIMPLE_PASS,
2249   NULL,                                 /* name */
2250   NULL,                                 /* gate */
2251   strip_predict_hints,                  /* execute */
2252   NULL,                                 /* sub */
2253   NULL,                                 /* next */
2254   0,                                    /* static_pass_number */
2255   TV_BRANCH_PROB,                       /* tv_id */
2256   PROP_cfg,                             /* properties_required */
2257   0,                                    /* properties_provided */
2258   0,                                    /* properties_destroyed */
2259   0,                                    /* todo_flags_start */
2260   TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa                    /* todo_flags_finish */
2261  }
2262 };