OSDN Git Service

b6cddc2295f81146ad40ae43fc297f2c48df3c24
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / profile.c
1 /* Calculate branch probabilities, and basic block execution counts.
2    Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1996, 1997, 1998, 1999,
3    2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by James E. Wilson, UC Berkeley/Cygnus Support;
6    based on some ideas from Dain Samples of UC Berkeley.
7    Further mangling by Bob Manson, Cygnus Support.
8
9 This file is part of GCC.
10
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
15
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
20
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
24
25 /* Generate basic block profile instrumentation and auxiliary files.
26    Profile generation is optimized, so that not all arcs in the basic
27    block graph need instrumenting. First, the BB graph is closed with
28    one entry (function start), and one exit (function exit).  Any
29    ABNORMAL_EDGE cannot be instrumented (because there is no control
30    path to place the code). We close the graph by inserting fake
31    EDGE_FAKE edges to the EXIT_BLOCK, from the sources of abnormal
32    edges that do not go to the exit_block. We ignore such abnormal
33    edges.  Naturally these fake edges are never directly traversed,
34    and so *cannot* be directly instrumented.  Some other graph
35    massaging is done. To optimize the instrumentation we generate the
36    BB minimal span tree, only edges that are not on the span tree
37    (plus the entry point) need instrumenting. From that information
38    all other edge counts can be deduced.  By construction all fake
39    edges must be on the spanning tree. We also attempt to place
40    EDGE_CRITICAL edges on the spanning tree.
41
42    The auxiliary files generated are <dumpbase>.gcno (at compile time)
43    and <dumpbase>.gcda (at run time).  The format is
44    described in full in gcov-io.h.  */
45
46 /* ??? Register allocation should use basic block execution counts to
47    give preference to the most commonly executed blocks.  */
48
49 /* ??? Should calculate branch probabilities before instrumenting code, since
50    then we can use arc counts to help decide which arcs to instrument.  */
51
52 #include "config.h"
53 #include "system.h"
54 #include "coretypes.h"
55 #include "tm.h"
56 #include "rtl.h"
57 #include "flags.h"
58 #include "output.h"
59 #include "regs.h"
60 #include "expr.h"
61 #include "function.h"
62 #include "toplev.h"
63 #include "coverage.h"
64 #include "value-prof.h"
65 #include "tree.h"
66 #include "cfghooks.h"
67 #include "tree-flow.h"
68 #include "timevar.h"
69 #include "cfgloop.h"
70 #include "tree-pass.h"
71
72 /* Hooks for profiling.  */
73 static struct profile_hooks* profile_hooks;
74
75 /* Additional information about the edges we need.  */
76 struct edge_info {
77   unsigned int count_valid : 1;
78
79   /* Is on the spanning tree.  */
80   unsigned int on_tree : 1;
81
82   /* Pretend this edge does not exist (it is abnormal and we've
83      inserted a fake to compensate).  */
84   unsigned int ignore : 1;
85 };
86
87 struct bb_info {
88   unsigned int count_valid : 1;
89
90   /* Number of successor and predecessor edges.  */
91   gcov_type succ_count;
92   gcov_type pred_count;
93 };
94
95 #define EDGE_INFO(e)  ((struct edge_info *) (e)->aux)
96 #define BB_INFO(b)  ((struct bb_info *) (b)->aux)
97
98
99 /* Counter summary from the last set of coverage counts read.  */
100
101 const struct gcov_ctr_summary *profile_info;
102
103 /* Collect statistics on the performance of this pass for the entire source
104    file.  */
105
106 static int total_num_blocks;
107 static int total_num_edges;
108 static int total_num_edges_ignored;
109 static int total_num_edges_instrumented;
110 static int total_num_blocks_created;
111 static int total_num_passes;
112 static int total_num_times_called;
113 static int total_hist_br_prob[20];
114 static int total_num_never_executed;
115 static int total_num_branches;
116
117 /* Forward declarations.  */
118 static void find_spanning_tree (struct edge_list *);
119 static unsigned instrument_edges (struct edge_list *);
120 static void instrument_values (histogram_values);
121 static void compute_branch_probabilities (void);
122 static void compute_value_histograms (histogram_values);
123 static gcov_type * get_exec_counts (void);
124 static basic_block find_group (basic_block);
125 static void union_groups (basic_block, basic_block);
126
127 \f
128 /* Add edge instrumentation code to the entire insn chain.
129
130    F is the first insn of the chain.
131    NUM_BLOCKS is the number of basic blocks found in F.  */
132
133 static unsigned
134 instrument_edges (struct edge_list *el)
135 {
136   unsigned num_instr_edges = 0;
137   int num_edges = NUM_EDGES (el);
138   basic_block bb;
139
140   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
141     {
142       edge e;
143       edge_iterator ei;
144
145       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
146         {
147           struct edge_info *inf = EDGE_INFO (e);
148
149           if (!inf->ignore && !inf->on_tree)
150             {
151               gcc_assert (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL));
152               if (dump_file)
153                 fprintf (dump_file, "Edge %d to %d instrumented%s\n",
154                          e->src->index, e->dest->index,
155                          EDGE_CRITICAL_P (e) ? " (and split)" : "");
156               (profile_hooks->gen_edge_profiler) (num_instr_edges++, e);
157             }
158         }
159     }
160
161   total_num_blocks_created += num_edges;
162   if (dump_file)
163     fprintf (dump_file, "%d edges instrumented\n", num_instr_edges);
164   return num_instr_edges;
165 }
166
167 /* Add code to measure histograms for values in list VALUES.  */
168 static void
169 instrument_values (histogram_values values)
170 {
171   unsigned i, t;
172
173   /* Emit code to generate the histograms before the insns.  */
174
175   for (i = 0; i < VEC_length (histogram_value, values); i++)
176     {
177       histogram_value hist = VEC_index (histogram_value, values, i);
178       switch (hist->type)
179         {
180         case HIST_TYPE_INTERVAL:
181           t = GCOV_COUNTER_V_INTERVAL;
182           break;
183
184         case HIST_TYPE_POW2:
185           t = GCOV_COUNTER_V_POW2;
186           break;
187
188         case HIST_TYPE_SINGLE_VALUE:
189           t = GCOV_COUNTER_V_SINGLE;
190           break;
191
192         case HIST_TYPE_CONST_DELTA:
193           t = GCOV_COUNTER_V_DELTA;
194           break;
195
196         case HIST_TYPE_INDIR_CALL:
197           t = GCOV_COUNTER_V_INDIR;
198           break;
199
200         case HIST_TYPE_AVERAGE:
201           t = GCOV_COUNTER_AVERAGE;
202           break;
203
204         case HIST_TYPE_IOR:
205           t = GCOV_COUNTER_IOR;
206           break;
207
208         default:
209           gcc_unreachable ();
210         }
211       if (!coverage_counter_alloc (t, hist->n_counters))
212         continue;
213
214       switch (hist->type)
215         {
216         case HIST_TYPE_INTERVAL:
217           (profile_hooks->gen_interval_profiler) (hist, t, 0);
218           break;
219
220         case HIST_TYPE_POW2:
221           (profile_hooks->gen_pow2_profiler) (hist, t, 0);
222           break;
223
224         case HIST_TYPE_SINGLE_VALUE:
225           (profile_hooks->gen_one_value_profiler) (hist, t, 0);
226           break;
227
228         case HIST_TYPE_CONST_DELTA:
229           (profile_hooks->gen_const_delta_profiler) (hist, t, 0);
230           break;
231
232         case HIST_TYPE_INDIR_CALL:
233           (profile_hooks->gen_ic_profiler) (hist, t, 0);
234           break;
235
236         case HIST_TYPE_AVERAGE:
237           (profile_hooks->gen_average_profiler) (hist, t, 0);
238           break;
239
240         case HIST_TYPE_IOR:
241           (profile_hooks->gen_ior_profiler) (hist, t, 0);
242           break;
243
244         default:
245           gcc_unreachable ();
246         }
247     }
248 }
249 \f
250
251 /* Computes hybrid profile for all matching entries in da_file.  */
252
253 static gcov_type *
254 get_exec_counts (void)
255 {
256   unsigned num_edges = 0;
257   basic_block bb;
258   gcov_type *counts;
259
260   /* Count the edges to be (possibly) instrumented.  */
261   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
262     {
263       edge e;
264       edge_iterator ei;
265
266       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
267         if (!EDGE_INFO (e)->ignore && !EDGE_INFO (e)->on_tree)
268           num_edges++;
269     }
270
271   counts = get_coverage_counts (GCOV_COUNTER_ARCS, num_edges, &profile_info);
272   if (!counts)
273     return NULL;
274
275   if (dump_file && profile_info)
276     fprintf(dump_file, "Merged %u profiles with maximal count %u.\n",
277             profile_info->runs, (unsigned) profile_info->sum_max);
278
279   return counts;
280 }
281 \f
282
283 /* Compute the branch probabilities for the various branches.
284    Annotate them accordingly.  */
285
286 static void
287 compute_branch_probabilities (void)
288 {
289   basic_block bb;
290   int i;
291   int num_edges = 0;
292   int changes;
293   int passes;
294   int hist_br_prob[20];
295   int num_never_executed;
296   int num_branches;
297   gcov_type *exec_counts = get_exec_counts ();
298   int exec_counts_pos = 0;
299
300   /* Very simple sanity checks so we catch bugs in our profiling code.  */
301   if (profile_info)
302     {
303       if (profile_info->run_max * profile_info->runs < profile_info->sum_max)
304         {
305           error ("corrupted profile info: run_max * runs < sum_max");
306           exec_counts = NULL;
307         }
308
309       if (profile_info->sum_all < profile_info->sum_max)
310         {
311           error ("corrupted profile info: sum_all is smaller than sum_max");
312           exec_counts = NULL;
313         }
314     }
315
316   /* Attach extra info block to each bb.  */
317
318   alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_info));
319   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
320     {
321       edge e;
322       edge_iterator ei;
323
324       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
325         if (!EDGE_INFO (e)->ignore)
326           BB_INFO (bb)->succ_count++;
327       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
328         if (!EDGE_INFO (e)->ignore)
329           BB_INFO (bb)->pred_count++;
330     }
331
332   /* Avoid predicting entry on exit nodes.  */
333   BB_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->succ_count = 2;
334   BB_INFO (ENTRY_BLOCK_PTR)->pred_count = 2;
335
336   /* For each edge not on the spanning tree, set its execution count from
337      the .da file.  */
338
339   /* The first count in the .da file is the number of times that the function
340      was entered.  This is the exec_count for block zero.  */
341
342   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
343     {
344       edge e;
345       edge_iterator ei;
346
347       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
348         if (!EDGE_INFO (e)->ignore && !EDGE_INFO (e)->on_tree)
349           {
350             num_edges++;
351             if (exec_counts)
352               {
353                 e->count = exec_counts[exec_counts_pos++];
354                 if (e->count > profile_info->sum_max)
355                   {
356                     error ("corrupted profile info: edge from %i to %i exceeds maximal count",
357                            bb->index, e->dest->index);
358                   }
359               }
360             else
361               e->count = 0;
362
363             EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
364             BB_INFO (bb)->succ_count--;
365             BB_INFO (e->dest)->pred_count--;
366             if (dump_file)
367               {
368                 fprintf (dump_file, "\nRead edge from %i to %i, count:",
369                          bb->index, e->dest->index);
370                 fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
371                          (HOST_WIDEST_INT) e->count);
372               }
373           }
374     }
375
376   if (dump_file)
377     fprintf (dump_file, "\n%d edge counts read\n", num_edges);
378
379   /* For every block in the file,
380      - if every exit/entrance edge has a known count, then set the block count
381      - if the block count is known, and every exit/entrance edge but one has
382      a known execution count, then set the count of the remaining edge
383
384      As edge counts are set, decrement the succ/pred count, but don't delete
385      the edge, that way we can easily tell when all edges are known, or only
386      one edge is unknown.  */
387
388   /* The order that the basic blocks are iterated through is important.
389      Since the code that finds spanning trees starts with block 0, low numbered
390      edges are put on the spanning tree in preference to high numbered edges.
391      Hence, most instrumented edges are at the end.  Graph solving works much
392      faster if we propagate numbers from the end to the start.
393
394      This takes an average of slightly more than 3 passes.  */
395
396   changes = 1;
397   passes = 0;
398   while (changes)
399     {
400       passes++;
401       changes = 0;
402       FOR_BB_BETWEEN (bb, EXIT_BLOCK_PTR, NULL, prev_bb)
403         {
404           struct bb_info *bi = BB_INFO (bb);
405           if (! bi->count_valid)
406             {
407               if (bi->succ_count == 0)
408                 {
409                   edge e;
410                   edge_iterator ei;
411                   gcov_type total = 0;
412
413                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
414                     total += e->count;
415                   bb->count = total;
416                   bi->count_valid = 1;
417                   changes = 1;
418                 }
419               else if (bi->pred_count == 0)
420                 {
421                   edge e;
422                   edge_iterator ei;
423                   gcov_type total = 0;
424
425                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
426                     total += e->count;
427                   bb->count = total;
428                   bi->count_valid = 1;
429                   changes = 1;
430                 }
431             }
432           if (bi->count_valid)
433             {
434               if (bi->succ_count == 1)
435                 {
436                   edge e;
437                   edge_iterator ei;
438                   gcov_type total = 0;
439
440                   /* One of the counts will be invalid, but it is zero,
441                      so adding it in also doesn't hurt.  */
442                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
443                     total += e->count;
444
445                   /* Search for the invalid edge, and set its count.  */
446                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
447                     if (! EDGE_INFO (e)->count_valid && ! EDGE_INFO (e)->ignore)
448                       break;
449
450                   /* Calculate count for remaining edge by conservation.  */
451                   total = bb->count - total;
452
453                   gcc_assert (e);
454                   EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
455                   e->count = total;
456                   bi->succ_count--;
457
458                   BB_INFO (e->dest)->pred_count--;
459                   changes = 1;
460                 }
461               if (bi->pred_count == 1)
462                 {
463                   edge e;
464                   edge_iterator ei;
465                   gcov_type total = 0;
466
467                   /* One of the counts will be invalid, but it is zero,
468                      so adding it in also doesn't hurt.  */
469                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
470                     total += e->count;
471
472                   /* Search for the invalid edge, and set its count.  */
473                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
474                     if (!EDGE_INFO (e)->count_valid && !EDGE_INFO (e)->ignore)
475                       break;
476
477                   /* Calculate count for remaining edge by conservation.  */
478                   total = bb->count - total + e->count;
479
480                   gcc_assert (e);
481                   EDGE_INFO (e)->count_valid = 1;
482                   e->count = total;
483                   bi->pred_count--;
484
485                   BB_INFO (e->src)->succ_count--;
486                   changes = 1;
487                 }
488             }
489         }
490     }
491   if (dump_file)
492     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
493
494   total_num_passes += passes;
495   if (dump_file)
496     fprintf (dump_file, "Graph solving took %d passes.\n\n", passes);
497
498   /* If the graph has been correctly solved, every block will have a
499      succ and pred count of zero.  */
500   FOR_EACH_BB (bb)
501     {
502       gcc_assert (!BB_INFO (bb)->succ_count && !BB_INFO (bb)->pred_count);
503     }
504
505   /* For every edge, calculate its branch probability and add a reg_note
506      to the branch insn to indicate this.  */
507
508   for (i = 0; i < 20; i++)
509     hist_br_prob[i] = 0;
510   num_never_executed = 0;
511   num_branches = 0;
512
513   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
514     {
515       edge e;
516       edge_iterator ei;
517
518       if (bb->count < 0)
519         {
520           error ("corrupted profile info: number of iterations for basic block %d thought to be %i",
521                  bb->index, (int)bb->count);
522           bb->count = 0;
523         }
524       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
525         {
526           /* Function may return twice in the cased the called function is
527              setjmp or calls fork, but we can't represent this by extra
528              edge from the entry, since extra edge from the exit is
529              already present.  We get negative frequency from the entry
530              point.  */
531           if ((e->count < 0
532                && e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
533               || (e->count > bb->count
534                   && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR))
535             {
536               if (block_ends_with_call_p (bb))
537                 e->count = e->count < 0 ? 0 : bb->count;
538             }
539           if (e->count < 0 || e->count > bb->count)
540             {
541               error ("corrupted profile info: number of executions for edge %d-%d thought to be %i",
542                      e->src->index, e->dest->index,
543                      (int)e->count);
544               e->count = bb->count / 2;
545             }
546         }
547       if (bb->count)
548         {
549           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
550             e->probability = (e->count * REG_BR_PROB_BASE + bb->count / 2) / bb->count;
551           if (bb->index >= NUM_FIXED_BLOCKS
552               && block_ends_with_condjump_p (bb)
553               && EDGE_COUNT (bb->succs) >= 2)
554             {
555               int prob;
556               edge e;
557               int index;
558
559               /* Find the branch edge.  It is possible that we do have fake
560                  edges here.  */
561               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
562                 if (!(e->flags & (EDGE_FAKE | EDGE_FALLTHRU)))
563                   break;
564
565               prob = e->probability;
566               index = prob * 20 / REG_BR_PROB_BASE;
567
568               if (index == 20)
569                 index = 19;
570               hist_br_prob[index]++;
571
572               num_branches++;
573             }
574         }
575       /* As a last resort, distribute the probabilities evenly.
576          Use simple heuristics that if there are normal edges,
577          give all abnormals frequency of 0, otherwise distribute the
578          frequency over abnormals (this is the case of noreturn
579          calls).  */
580       else if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
581         {
582           int total = 0;
583
584           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
585             if (!(e->flags & (EDGE_COMPLEX | EDGE_FAKE)))
586               total ++;
587           if (total)
588             {
589               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
590                 if (!(e->flags & (EDGE_COMPLEX | EDGE_FAKE)))
591                   e->probability = REG_BR_PROB_BASE / total;
592                 else
593                   e->probability = 0;
594             }
595           else
596             {
597               total += EDGE_COUNT (bb->succs);
598               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
599                 e->probability = REG_BR_PROB_BASE / total;
600             }
601           if (bb->index >= NUM_FIXED_BLOCKS
602               && block_ends_with_condjump_p (bb)
603               && EDGE_COUNT (bb->succs) >= 2)
604             num_branches++, num_never_executed;
605         }
606     }
607   counts_to_freqs ();
608
609   if (dump_file)
610     {
611       fprintf (dump_file, "%d branches\n", num_branches);
612       fprintf (dump_file, "%d branches never executed\n",
613                num_never_executed);
614       if (num_branches)
615         for (i = 0; i < 10; i++)
616           fprintf (dump_file, "%d%% branches in range %d-%d%%\n",
617                    (hist_br_prob[i] + hist_br_prob[19-i]) * 100 / num_branches,
618                    5 * i, 5 * i + 5);
619
620       total_num_branches += num_branches;
621       total_num_never_executed += num_never_executed;
622       for (i = 0; i < 20; i++)
623         total_hist_br_prob[i] += hist_br_prob[i];
624
625       fputc ('\n', dump_file);
626       fputc ('\n', dump_file);
627     }
628
629   free_aux_for_blocks ();
630 }
631
632 /* Load value histograms values whose description is stored in VALUES array
633    from .gcda file.  */
634
635 static void
636 compute_value_histograms (histogram_values values)
637 {
638   unsigned i, j, t, any;
639   unsigned n_histogram_counters[GCOV_N_VALUE_COUNTERS];
640   gcov_type *histogram_counts[GCOV_N_VALUE_COUNTERS];
641   gcov_type *act_count[GCOV_N_VALUE_COUNTERS];
642   gcov_type *aact_count;
643  
644   for (t = 0; t < GCOV_N_VALUE_COUNTERS; t++)
645     n_histogram_counters[t] = 0;
646
647   for (i = 0; i < VEC_length (histogram_value, values); i++)
648     {
649       histogram_value hist = VEC_index (histogram_value, values, i);
650       n_histogram_counters[(int) hist->type] += hist->n_counters;
651     }
652
653   any = 0;
654   for (t = 0; t < GCOV_N_VALUE_COUNTERS; t++)
655     {
656       if (!n_histogram_counters[t])
657         {
658           histogram_counts[t] = NULL;
659           continue;
660         }
661
662       histogram_counts[t] =
663         get_coverage_counts (COUNTER_FOR_HIST_TYPE (t),
664                              n_histogram_counters[t], NULL);
665       if (histogram_counts[t])
666         any = 1;
667       act_count[t] = histogram_counts[t];
668     }
669   if (!any)
670     return;
671
672   for (i = 0; i < VEC_length (histogram_value, values); i++)
673     {
674       histogram_value hist = VEC_index (histogram_value, values, i);
675       gimple stmt = hist->hvalue.stmt;
676
677       t = (int) hist->type;
678
679       aact_count = act_count[t];
680       act_count[t] += hist->n_counters;
681
682       gimple_add_histogram_value (cfun, stmt, hist);
683       hist->hvalue.counters =  XNEWVEC (gcov_type, hist->n_counters);
684       for (j = 0; j < hist->n_counters; j++)
685         hist->hvalue.counters[j] = aact_count[j];
686     }
687
688   for (t = 0; t < GCOV_N_VALUE_COUNTERS; t++)
689     if (histogram_counts[t])
690       free (histogram_counts[t]);
691 }
692
693 /* The entry basic block will be moved around so that it has index=1,
694    there is nothing at index 0 and the exit is at n_basic_block.  */
695 #define BB_TO_GCOV_INDEX(bb)  ((bb)->index - 1)
696 /* When passed NULL as file_name, initialize.
697    When passed something else, output the necessary commands to change
698    line to LINE and offset to FILE_NAME.  */
699 static void
700 output_location (char const *file_name, int line,
701                  gcov_position_t *offset, basic_block bb)
702 {
703   static char const *prev_file_name;
704   static int prev_line;
705   bool name_differs, line_differs;
706
707   if (!file_name)
708     {
709       prev_file_name = NULL;
710       prev_line = -1;
711       return;
712     }
713
714   name_differs = !prev_file_name || strcmp (file_name, prev_file_name);
715   line_differs = prev_line != line;
716
717   if (name_differs || line_differs)
718     {
719       if (!*offset)
720         {
721           *offset = gcov_write_tag (GCOV_TAG_LINES);
722           gcov_write_unsigned (BB_TO_GCOV_INDEX (bb));
723           name_differs = line_differs=true;
724         }
725
726       /* If this is a new source file, then output the
727          file's name to the .bb file.  */
728       if (name_differs)
729         {
730           prev_file_name = file_name;
731           gcov_write_unsigned (0);
732           gcov_write_string (prev_file_name);
733         }
734       if (line_differs)
735         {
736           gcov_write_unsigned (line);
737           prev_line = line;
738         }
739      }
740 }
741
742 /* Instrument and/or analyze program behavior based on program flow graph.
743    In either case, this function builds a flow graph for the function being
744    compiled.  The flow graph is stored in BB_GRAPH.
745
746    When FLAG_PROFILE_ARCS is nonzero, this function instruments the edges in
747    the flow graph that are needed to reconstruct the dynamic behavior of the
748    flow graph.
749
750    When FLAG_BRANCH_PROBABILITIES is nonzero, this function reads auxiliary
751    information from a data file containing edge count information from previous
752    executions of the function being compiled.  In this case, the flow graph is
753    annotated with actual execution counts, which are later propagated into the
754    rtl for optimization purposes.
755
756    Main entry point of this file.  */
757
758 void
759 branch_prob (void)
760 {
761   basic_block bb;
762   unsigned i;
763   unsigned num_edges, ignored_edges;
764   unsigned num_instrumented;
765   struct edge_list *el;
766   histogram_values values = NULL;
767
768   total_num_times_called++;
769
770   flow_call_edges_add (NULL);
771   add_noreturn_fake_exit_edges ();
772
773   /* We can't handle cyclic regions constructed using abnormal edges.
774      To avoid these we replace every source of abnormal edge by a fake
775      edge from entry node and every destination by fake edge to exit.
776      This keeps graph acyclic and our calculation exact for all normal
777      edges except for exit and entrance ones.
778
779      We also add fake exit edges for each call and asm statement in the
780      basic, since it may not return.  */
781
782   FOR_EACH_BB (bb)
783     {
784       int need_exit_edge = 0, need_entry_edge = 0;
785       int have_exit_edge = 0, have_entry_edge = 0;
786       edge e;
787       edge_iterator ei;
788
789       /* Functions returning multiple times are not handled by extra edges.
790          Instead we simply allow negative counts on edges from exit to the
791          block past call and corresponding probabilities.  We can't go
792          with the extra edges because that would result in flowgraph that
793          needs to have fake edges outside the spanning tree.  */
794
795       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
796         {
797           gimple_stmt_iterator gsi;
798           gimple last = NULL;
799
800           /* It may happen that there are compiler generated statements
801              without a locus at all.  Go through the basic block from the
802              last to the first statement looking for a locus.  */
803           for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
804             {
805               last = gsi_stmt (gsi);
806               if (gimple_has_location (last))
807                 break;
808             }
809
810           /* Edge with goto locus might get wrong coverage info unless
811              it is the only edge out of BB.   
812              Don't do that when the locuses match, so 
813              if (blah) goto something;
814              is not computed twice.  */
815           if (last
816               && gimple_has_location (last)
817               && e->goto_locus != UNKNOWN_LOCATION
818               && !single_succ_p (bb)
819               && (LOCATION_FILE (e->goto_locus)
820                   != LOCATION_FILE (gimple_location (last))
821                   || (LOCATION_LINE (e->goto_locus)
822                       != LOCATION_LINE (gimple_location  (last)))))
823             {
824               basic_block new = split_edge (e);
825               single_succ_edge (new)->goto_locus = e->goto_locus;
826             }
827           if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
828                && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
829             need_exit_edge = 1;
830           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
831             have_exit_edge = 1;
832         }
833       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
834         {
835           if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
836                && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR)
837             need_entry_edge = 1;
838           if (e->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
839             have_entry_edge = 1;
840         }
841
842       if (need_exit_edge && !have_exit_edge)
843         {
844           if (dump_file)
845             fprintf (dump_file, "Adding fake exit edge to bb %i\n",
846                      bb->index);
847           make_edge (bb, EXIT_BLOCK_PTR, EDGE_FAKE);
848         }
849       if (need_entry_edge && !have_entry_edge)
850         {
851           if (dump_file)
852             fprintf (dump_file, "Adding fake entry edge to bb %i\n",
853                      bb->index);
854           make_edge (ENTRY_BLOCK_PTR, bb, EDGE_FAKE);
855         }
856     }
857
858   el = create_edge_list ();
859   num_edges = NUM_EDGES (el);
860   alloc_aux_for_edges (sizeof (struct edge_info));
861
862   /* The basic blocks are expected to be numbered sequentially.  */
863   compact_blocks ();
864
865   ignored_edges = 0;
866   for (i = 0 ; i < num_edges ; i++)
867     {
868       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
869       e->count = 0;
870
871       /* Mark edges we've replaced by fake edges above as ignored.  */
872       if ((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL))
873           && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
874         {
875           EDGE_INFO (e)->ignore = 1;
876           ignored_edges++;
877         }
878     }
879
880   /* Create spanning tree from basic block graph, mark each edge that is
881      on the spanning tree.  We insert as many abnormal and critical edges
882      as possible to minimize number of edge splits necessary.  */
883
884   find_spanning_tree (el);
885
886   /* Fake edges that are not on the tree will not be instrumented, so
887      mark them ignored.  */
888   for (num_instrumented = i = 0; i < num_edges; i++)
889     {
890       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
891       struct edge_info *inf = EDGE_INFO (e);
892
893       if (inf->ignore || inf->on_tree)
894         /*NOP*/;
895       else if (e->flags & EDGE_FAKE)
896         {
897           inf->ignore = 1;
898           ignored_edges++;
899         }
900       else
901         num_instrumented++;
902     }
903
904   total_num_blocks += n_basic_blocks;
905   if (dump_file)
906     fprintf (dump_file, "%d basic blocks\n", n_basic_blocks);
907
908   total_num_edges += num_edges;
909   if (dump_file)
910     fprintf (dump_file, "%d edges\n", num_edges);
911
912   total_num_edges_ignored += ignored_edges;
913   if (dump_file)
914     fprintf (dump_file, "%d ignored edges\n", ignored_edges);
915
916   /* Write the data from which gcov can reconstruct the basic block
917      graph.  */
918
919   /* Basic block flags */
920   if (coverage_begin_output ())
921     {
922       gcov_position_t offset;
923
924       offset = gcov_write_tag (GCOV_TAG_BLOCKS);
925       for (i = 0; i != (unsigned) (n_basic_blocks); i++)
926         gcov_write_unsigned (0);
927       gcov_write_length (offset);
928     }
929
930    /* Keep all basic block indexes nonnegative in the gcov output.
931       Index 0 is used for entry block, last index is for exit block.
932       */
933   ENTRY_BLOCK_PTR->index = 1;
934   EXIT_BLOCK_PTR->index = last_basic_block;
935
936   /* Arcs */
937   if (coverage_begin_output ())
938     {
939       gcov_position_t offset;
940
941       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
942         {
943           edge e;
944           edge_iterator ei;
945
946           offset = gcov_write_tag (GCOV_TAG_ARCS);
947           gcov_write_unsigned (BB_TO_GCOV_INDEX (bb));
948
949           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
950             {
951               struct edge_info *i = EDGE_INFO (e);
952               if (!i->ignore)
953                 {
954                   unsigned flag_bits = 0;
955
956                   if (i->on_tree)
957                     flag_bits |= GCOV_ARC_ON_TREE;
958                   if (e->flags & EDGE_FAKE)
959                     flag_bits |= GCOV_ARC_FAKE;
960                   if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
961                     flag_bits |= GCOV_ARC_FALLTHROUGH;
962                   /* On trees we don't have fallthru flags, but we can
963                      recompute them from CFG shape.  */
964                   if (e->flags & (EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE)
965                       && e->src->next_bb == e->dest)
966                     flag_bits |= GCOV_ARC_FALLTHROUGH;
967
968                   gcov_write_unsigned (BB_TO_GCOV_INDEX (e->dest));
969                   gcov_write_unsigned (flag_bits);
970                 }
971             }
972
973           gcov_write_length (offset);
974         }
975     }
976
977   /* Line numbers.  */
978   if (coverage_begin_output ())
979     {
980       gcov_position_t offset;
981
982       /* Initialize the output.  */
983       output_location (NULL, 0, NULL, NULL);
984
985       FOR_EACH_BB (bb)
986         {
987           gimple_stmt_iterator gsi;
988
989           offset = 0;
990
991           if (bb == ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb)
992             {
993               expanded_location curr_location = 
994                 expand_location (DECL_SOURCE_LOCATION (current_function_decl));
995               output_location (curr_location.file, curr_location.line,
996                                &offset, bb);
997             }
998
999           for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1000             {
1001               gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
1002               if (gimple_has_location (stmt))
1003                 output_location (gimple_filename (stmt), gimple_lineno (stmt),
1004                                  &offset, bb);
1005             }
1006
1007           /* Notice GOTO expressions we eliminated while constructing the
1008              CFG.  */
1009           if (single_succ_p (bb)
1010               && single_succ_edge (bb)->goto_locus != UNKNOWN_LOCATION)
1011             {
1012               location_t curr_location = single_succ_edge (bb)->goto_locus;
1013               /* ??? The FILE/LINE API is inconsistent for these cases.  */
1014               output_location (LOCATION_FILE (curr_location),
1015                                LOCATION_LINE (curr_location), &offset, bb);
1016             }
1017
1018           if (offset)
1019             {
1020               /* A file of NULL indicates the end of run.  */
1021               gcov_write_unsigned (0);
1022               gcov_write_string (NULL);
1023               gcov_write_length (offset);
1024             }
1025         }
1026     }
1027
1028   ENTRY_BLOCK_PTR->index = ENTRY_BLOCK;
1029   EXIT_BLOCK_PTR->index = EXIT_BLOCK;
1030 #undef BB_TO_GCOV_INDEX
1031
1032   if (flag_profile_values)
1033     find_values_to_profile (&values);
1034
1035   if (flag_branch_probabilities)
1036     {
1037       compute_branch_probabilities ();
1038       if (flag_profile_values)
1039         compute_value_histograms (values);
1040     }
1041
1042   remove_fake_edges ();
1043
1044   /* For each edge not on the spanning tree, add counting code.  */
1045   if (profile_arc_flag
1046       && coverage_counter_alloc (GCOV_COUNTER_ARCS, num_instrumented))
1047     {
1048       unsigned n_instrumented;
1049
1050       profile_hooks->init_edge_profiler ();
1051
1052       n_instrumented = instrument_edges (el);
1053
1054       gcc_assert (n_instrumented == num_instrumented);
1055
1056       if (flag_profile_values)
1057         instrument_values (values);
1058
1059       /* Commit changes done by instrumentation.  */
1060       gsi_commit_edge_inserts ();
1061     }
1062
1063   free_aux_for_edges ();
1064
1065   VEC_free (histogram_value, heap, values);
1066   free_edge_list (el);
1067   if (flag_branch_probabilities)
1068     profile_status = PROFILE_READ;
1069   coverage_end_function ();
1070 }
1071 \f
1072 /* Union find algorithm implementation for the basic blocks using
1073    aux fields.  */
1074
1075 static basic_block
1076 find_group (basic_block bb)
1077 {
1078   basic_block group = bb, bb1;
1079
1080   while ((basic_block) group->aux != group)
1081     group = (basic_block) group->aux;
1082
1083   /* Compress path.  */
1084   while ((basic_block) bb->aux != group)
1085     {
1086       bb1 = (basic_block) bb->aux;
1087       bb->aux = (void *) group;
1088       bb = bb1;
1089     }
1090   return group;
1091 }
1092
1093 static void
1094 union_groups (basic_block bb1, basic_block bb2)
1095 {
1096   basic_block bb1g = find_group (bb1);
1097   basic_block bb2g = find_group (bb2);
1098
1099   /* ??? I don't have a place for the rank field.  OK.  Lets go w/o it,
1100      this code is unlikely going to be performance problem anyway.  */
1101   gcc_assert (bb1g != bb2g);
1102
1103   bb1g->aux = bb2g;
1104 }
1105 \f
1106 /* This function searches all of the edges in the program flow graph, and puts
1107    as many bad edges as possible onto the spanning tree.  Bad edges include
1108    abnormals edges, which can't be instrumented at the moment.  Since it is
1109    possible for fake edges to form a cycle, we will have to develop some
1110    better way in the future.  Also put critical edges to the tree, since they
1111    are more expensive to instrument.  */
1112
1113 static void
1114 find_spanning_tree (struct edge_list *el)
1115 {
1116   int i;
1117   int num_edges = NUM_EDGES (el);
1118   basic_block bb;
1119
1120   /* We use aux field for standard union-find algorithm.  */
1121   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
1122     bb->aux = bb;
1123
1124   /* Add fake edge exit to entry we can't instrument.  */
1125   union_groups (EXIT_BLOCK_PTR, ENTRY_BLOCK_PTR);
1126
1127   /* First add all abnormal edges to the tree unless they form a cycle. Also
1128      add all edges to EXIT_BLOCK_PTR to avoid inserting profiling code behind
1129      setting return value from function.  */
1130   for (i = 0; i < num_edges; i++)
1131     {
1132       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
1133       if (((e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_ABNORMAL_CALL | EDGE_FAKE))
1134            || e->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
1135           && !EDGE_INFO (e)->ignore
1136           && (find_group (e->src) != find_group (e->dest)))
1137         {
1138           if (dump_file)
1139             fprintf (dump_file, "Abnormal edge %d to %d put to tree\n",
1140                      e->src->index, e->dest->index);
1141           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
1142           union_groups (e->src, e->dest);
1143         }
1144     }
1145
1146   /* Now insert all critical edges to the tree unless they form a cycle.  */
1147   for (i = 0; i < num_edges; i++)
1148     {
1149       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
1150       if (EDGE_CRITICAL_P (e) && !EDGE_INFO (e)->ignore
1151           && find_group (e->src) != find_group (e->dest))
1152         {
1153           if (dump_file)
1154             fprintf (dump_file, "Critical edge %d to %d put to tree\n",
1155                      e->src->index, e->dest->index);
1156           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
1157           union_groups (e->src, e->dest);
1158         }
1159     }
1160
1161   /* And now the rest.  */
1162   for (i = 0; i < num_edges; i++)
1163     {
1164       edge e = INDEX_EDGE (el, i);
1165       if (!EDGE_INFO (e)->ignore
1166           && find_group (e->src) != find_group (e->dest))
1167         {
1168           if (dump_file)
1169             fprintf (dump_file, "Normal edge %d to %d put to tree\n",
1170                      e->src->index, e->dest->index);
1171           EDGE_INFO (e)->on_tree = 1;
1172           union_groups (e->src, e->dest);
1173         }
1174     }
1175
1176   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
1177     bb->aux = NULL;
1178 }
1179 \f
1180 /* Perform file-level initialization for branch-prob processing.  */
1181
1182 void
1183 init_branch_prob (void)
1184 {
1185   int i;
1186
1187   total_num_blocks = 0;
1188   total_num_edges = 0;
1189   total_num_edges_ignored = 0;
1190   total_num_edges_instrumented = 0;
1191   total_num_blocks_created = 0;
1192   total_num_passes = 0;
1193   total_num_times_called = 0;
1194   total_num_branches = 0;
1195   total_num_never_executed = 0;
1196   for (i = 0; i < 20; i++)
1197     total_hist_br_prob[i] = 0;
1198 }
1199
1200 /* Performs file-level cleanup after branch-prob processing
1201    is completed.  */
1202
1203 void
1204 end_branch_prob (void)
1205 {
1206   if (dump_file)
1207     {
1208       fprintf (dump_file, "\n");
1209       fprintf (dump_file, "Total number of blocks: %d\n",
1210                total_num_blocks);
1211       fprintf (dump_file, "Total number of edges: %d\n", total_num_edges);
1212       fprintf (dump_file, "Total number of ignored edges: %d\n",
1213                total_num_edges_ignored);
1214       fprintf (dump_file, "Total number of instrumented edges: %d\n",
1215                total_num_edges_instrumented);
1216       fprintf (dump_file, "Total number of blocks created: %d\n",
1217                total_num_blocks_created);
1218       fprintf (dump_file, "Total number of graph solution passes: %d\n",
1219                total_num_passes);
1220       if (total_num_times_called != 0)
1221         fprintf (dump_file, "Average number of graph solution passes: %d\n",
1222                  (total_num_passes + (total_num_times_called  >> 1))
1223                  / total_num_times_called);
1224       fprintf (dump_file, "Total number of branches: %d\n",
1225                total_num_branches);
1226       fprintf (dump_file, "Total number of branches never executed: %d\n",
1227                total_num_never_executed);
1228       if (total_num_branches)
1229         {
1230           int i;
1231
1232           for (i = 0; i < 10; i++)
1233             fprintf (dump_file, "%d%% branches in range %d-%d%%\n",
1234                      (total_hist_br_prob[i] + total_hist_br_prob[19-i]) * 100
1235                      / total_num_branches, 5*i, 5*i+5);
1236         }
1237     }
1238 }
1239
1240 /* Set up hooks to enable tree-based profiling.  */
1241
1242 void
1243 tree_register_profile_hooks (void)
1244 {
1245   gcc_assert (current_ir_type () == IR_GIMPLE);
1246   profile_hooks = &tree_profile_hooks;
1247 }