gcc/value-prof.c

   1 /* Transformations based on profile information for values.
   2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009  Free Software
   3    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 #include "config.h"
  22 #include "system.h"
  23 #include "coretypes.h"
  24 #include "tm.h"
  25 #include "rtl.h"
  26 #include "expr.h"
  27 #include "hard-reg-set.h"
  28 #include "basic-block.h"
  29 #include "value-prof.h"
  30 #include "output.h"
  31 #include "flags.h"
  32 #include "insn-config.h"
  33 #include "recog.h"
  34 #include "optabs.h"
  35 #include "regs.h"
  36 #include "ggc.h"
  37 #include "tree-flow.h"
  38 #include "tree-flow-inline.h"
  39 #include "diagnostic.h"
  40 #include "coverage.h"
  41 #include "tree.h"
  42 #include "gcov-io.h"
  43 #include "cgraph.h"
  44 #include "timevar.h"
  45 #include "tree-pass.h"
  46 #include "toplev.h"
  47 #include "pointer-set.h"
  48
  49 static struct value_prof_hooks *value_prof_hooks;
  50
  51 /* In this file value profile based optimizations are placed.  Currently the
  52    following optimizations are implemented (for more detailed descriptions
  53    see comments at value_profile_transformations):
  54
  55    1) Division/modulo specialization.  Provided that we can determine that the
  56       operands of the division have some special properties, we may use it to
  57       produce more effective code.
  58    2) Speculative prefetching.  If we are able to determine that the difference
  59       between addresses accessed by a memory reference is usually constant, we
  60       may add the prefetch instructions.
  61       FIXME: This transformation was removed together with RTL based value
  62       profiling.
  63
  64    3) Indirect/virtual call specialization. If we can determine most
  65       common function callee in indirect/virtual call. We can use this
  66       information to improve code effectiveness (especially info for
  67       inliner).
  68
  69    Every such optimization should add its requirements for profiled values to
  70    insn_values_to_profile function.  This function is called from branch_prob
  71    in profile.c and the requested values are instrumented by it in the first
  72    compilation with -fprofile-arcs.  The optimization may then read the
  73    gathered data in the second compilation with -fbranch-probabilities.
  74
  75    The measured data is pointed to from the histograms
  76    field of the statement annotation of the instrumented insns.  It is
  77    kept as a linked list of struct histogram_value_t's, which contain the
  78    same information as above.  */
  79
  80
  81 static tree gimple_divmod_fixed_value (gimple, tree, int, gcov_type, gcov_type);
  82 static tree gimple_mod_pow2 (gimple, int, gcov_type, gcov_type);
  83 static tree gimple_mod_subtract (gimple, int, int, int, gcov_type, gcov_type,
  84                                  gcov_type);
  85 static bool gimple_divmod_fixed_value_transform (gimple_stmt_iterator *);
  86 static bool gimple_mod_pow2_value_transform (gimple_stmt_iterator *);
  87 static bool gimple_mod_subtract_transform (gimple_stmt_iterator *);
  88 static bool gimple_stringops_transform (gimple_stmt_iterator *);
  89 static bool gimple_ic_transform (gimple);
  90
  91 /* Allocate histogram value.  */
  92
  93 static histogram_value
  94 gimple_alloc_histogram_value (struct function *fun ATTRIBUTE_UNUSED,
  95                               enum hist_type type, gimple stmt, tree value)
  96 {
  97    histogram_value hist = (histogram_value) xcalloc (1, sizeof (*hist));
  98    hist->hvalue.value = value;
  99    hist->hvalue.stmt = stmt;
 100    hist->type = type;
 101    return hist;
 102 }
 103
 104 /* Hash value for histogram.  */
 105
 106 static hashval_t
 107 histogram_hash (const void *x)
 108 {
 109   return htab_hash_pointer (((const_histogram_value)x)->hvalue.stmt);
 110 }
 111
 112 /* Return nonzero if decl_id of die_struct X is the same as UID of decl *Y.  */
 113
 114 static int
 115 histogram_eq (const void *x, const void *y)
 116 {
 117   return ((const_histogram_value) x)->hvalue.stmt == (const_gimple) y;
 118 }
 119
 120 /* Set histogram for STMT.  */
 121
 122 static void
 123 set_histogram_value (struct function *fun, gimple stmt, histogram_value hist)
 124 {
 125   void **loc;
 126   if (!hist && !VALUE_HISTOGRAMS (fun))
 127     return;
 128   if (!VALUE_HISTOGRAMS (fun))
 129     VALUE_HISTOGRAMS (fun) = htab_create (1, histogram_hash,
 130                                            histogram_eq, NULL);
 131   loc = htab_find_slot_with_hash (VALUE_HISTOGRAMS (fun), stmt,
 132                                   htab_hash_pointer (stmt),
 133                                   hist ? INSERT : NO_INSERT);
 134   if (!hist)
 135     {
 136       if (loc)
 137         htab_clear_slot (VALUE_HISTOGRAMS (fun), loc);
 138       return;
 139     }
 140   *loc = hist;
 141 }
 142
 143 /* Get histogram list for STMT.  */
 144
 145 histogram_value
 146 gimple_histogram_value (struct function *fun, gimple stmt)
 147 {
 148   if (!VALUE_HISTOGRAMS (fun))
 149     return NULL;
 150   return (histogram_value) htab_find_with_hash (VALUE_HISTOGRAMS (fun), stmt,
 151                                                 htab_hash_pointer (stmt));
 152 }
 153
 154 /* Add histogram for STMT.  */
 155
 156 void
 157 gimple_add_histogram_value (struct function *fun, gimple stmt,
 158                             histogram_value hist)
 159 {
 160   hist->hvalue.next = gimple_histogram_value (fun, stmt);
 161   set_histogram_value (fun, stmt, hist);
 162 }
 163
 164
 165 /* Remove histogram HIST from STMT's histogram list.  */
 166
 167 void
 168 gimple_remove_histogram_value (struct function *fun, gimple stmt,
 169                                histogram_value hist)
 170 {
 171   histogram_value hist2 = gimple_histogram_value (fun, stmt);
 172   if (hist == hist2)
 173     {
 174       set_histogram_value (fun, stmt, hist->hvalue.next);
 175     }
 176   else
 177     {
 178       while (hist2->hvalue.next != hist)
 179         hist2 = hist2->hvalue.next;
 180       hist2->hvalue.next = hist->hvalue.next;
 181     }
 182   free (hist->hvalue.counters);
 183 #ifdef ENABLE_CHECKING
 184   memset (hist, 0xab, sizeof (*hist));
 185 #endif
 186   free (hist);
 187 }
 188
 189
 190 /* Lookup histogram of type TYPE in the STMT.  */
 191
 192 histogram_value
 193 gimple_histogram_value_of_type (struct function *fun, gimple stmt,
 194                                 enum hist_type type)
 195 {
 196   histogram_value hist;
 197   for (hist = gimple_histogram_value (fun, stmt); hist;
 198        hist = hist->hvalue.next)
 199     if (hist->type == type)
 200       return hist;
 201   return NULL;
 202 }
 203
 204 /* Dump information about HIST to DUMP_FILE.  */
 205
 206 static void
 207 dump_histogram_value (FILE *dump_file, histogram_value hist)
 208 {
 209   switch (hist->type)
 210     {
 211     case HIST_TYPE_INTERVAL:
 212       fprintf (dump_file, "Interval counter range %d -- %d",
 213                hist->hdata.intvl.int_start,
 214                (hist->hdata.intvl.int_start
 215                 + hist->hdata.intvl.steps - 1));
 216       if (hist->hvalue.counters)
 217         {
 218            unsigned int i;
 219            fprintf(dump_file, " [");
 220            for (i = 0; i < hist->hdata.intvl.steps; i++)
 221              fprintf (dump_file, " %d:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 222                       hist->hdata.intvl.int_start + i,
 223                       (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[i]);
 224            fprintf (dump_file, " ] outside range:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 225                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[i]);
 226         }
 227       fprintf (dump_file, ".\n");
 228       break;
 229
 230     case HIST_TYPE_POW2:
 231       fprintf (dump_file, "Pow2 counter ");
 232       if (hist->hvalue.counters)
 233         {
 234            fprintf (dump_file, "pow2:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 235                     " nonpow2:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 236                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0],
 237                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[1]);
 238         }
 239       fprintf (dump_file, ".\n");
 240       break;
 241
 242     case HIST_TYPE_SINGLE_VALUE:
 243       fprintf (dump_file, "Single value ");
 244       if (hist->hvalue.counters)
 245         {
 246            fprintf (dump_file, "value:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 247                     " match:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 248                     " wrong:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 249                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0],
 250                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[1],
 251                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[2]);
 252         }
 253       fprintf (dump_file, ".\n");
 254       break;
 255
 256     case HIST_TYPE_AVERAGE:
 257       fprintf (dump_file, "Average value ");
 258       if (hist->hvalue.counters)
 259         {
 260            fprintf (dump_file, "sum:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 261                     " times:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 262                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0],
 263                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[1]);
 264         }
 265       fprintf (dump_file, ".\n");
 266       break;
 267
 268     case HIST_TYPE_IOR:
 269       fprintf (dump_file, "IOR value ");
 270       if (hist->hvalue.counters)
 271         {
 272            fprintf (dump_file, "ior:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 273                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0]);
 274         }
 275       fprintf (dump_file, ".\n");
 276       break;
 277
 278     case HIST_TYPE_CONST_DELTA:
 279       fprintf (dump_file, "Constant delta ");
 280       if (hist->hvalue.counters)
 281         {
 282            fprintf (dump_file, "value:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 283                     " match:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 284                     " wrong:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 285                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0],
 286                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[1],
 287                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[2]);
 288         }
 289       fprintf (dump_file, ".\n");
 290       break;
 291     case HIST_TYPE_INDIR_CALL:
 292       fprintf (dump_file, "Indirect call ");
 293       if (hist->hvalue.counters)
 294         {
 295            fprintf (dump_file, "value:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 296                     " match:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
 297                     " all:"HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
 298                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[0],
 299                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[1],
 300                     (HOST_WIDEST_INT) hist->hvalue.counters[2]);
 301         }
 302       fprintf (dump_file, ".\n");
 303       break;
 304    }
 305 }
 306
 307 /* Dump all histograms attached to STMT to DUMP_FILE.  */
 308
 309 void
 310 dump_histograms_for_stmt (struct function *fun, FILE *dump_file, gimple stmt)
 311 {
 312   histogram_value hist;
 313   for (hist = gimple_histogram_value (fun, stmt); hist; hist = hist->hvalue.next)
 314    dump_histogram_value (dump_file, hist);
 315 }
 316
 317 /* Remove all histograms associated with STMT.  */
 318
 319 void
 320 gimple_remove_stmt_histograms (struct function *fun, gimple stmt)
 321 {
 322   histogram_value val;
 323   while ((val = gimple_histogram_value (fun, stmt)) != NULL)
 324     gimple_remove_histogram_value (fun, stmt, val);
 325 }
 326
 327 /* Duplicate all histograms associates with OSTMT to STMT.  */
 328
 329 void
 330 gimple_duplicate_stmt_histograms (struct function *fun, gimple stmt,
 331                                   struct function *ofun, gimple ostmt)
 332 {
 333   histogram_value val;
 334   for (val = gimple_histogram_value (ofun, ostmt); val != NULL; val = val->hvalue.next)
 335     {
 336       histogram_value new_val = gimple_alloc_histogram_value (fun, val->type, NULL, NULL);
 337       memcpy (new_val, val, sizeof (*val));
 338       new_val->hvalue.stmt = stmt;
 339       new_val->hvalue.counters = XNEWVAR (gcov_type, sizeof (*new_val->hvalue.counters) * new_val->n_counters);
 340       memcpy (new_val->hvalue.counters, val->hvalue.counters, sizeof (*new_val->hvalue.counters) * new_val->n_counters);
 341       gimple_add_histogram_value (fun, stmt, new_val);
 342     }
 343 }
 344
 345
 346 /* Move all histograms associated with OSTMT to STMT.  */
 347
 348 void
 349 gimple_move_stmt_histograms (struct function *fun, gimple stmt, gimple ostmt)
 350 {
 351   histogram_value val = gimple_histogram_value (fun, ostmt);
 352   if (val)
 353     {
 354       /* The following three statements can't be reordered,
 355          because histogram hashtab relies on stmt field value
 356          for finding the exact slot. */
 357       set_histogram_value (fun, ostmt, NULL);
 358       for (; val != NULL; val = val->hvalue.next)
 359         val->hvalue.stmt = stmt;
 360       set_histogram_value (fun, stmt, val);
 361     }
 362 }
 363
 364 static bool error_found = false;
 365
 366 /* Helper function for verify_histograms.  For each histogram reachable via htab
 367    walk verify that it was reached via statement walk.  */
 368
 369 static int
 370 visit_hist (void **slot, void *data)
 371 {
 372   struct pointer_set_t *visited = (struct pointer_set_t *) data;
 373   histogram_value hist = *(histogram_value *) slot;
 374   if (!pointer_set_contains (visited, hist))
 375     {
 376       error ("Dead histogram");
 377       dump_histogram_value (stderr, hist);
 378       debug_gimple_stmt (hist->hvalue.stmt);
 379       error_found = true;
 380     }
 381   return 1;
 382 }
 383
 384
 385 /* Verify sanity of the histograms.  */
 386
 387 void
 388 verify_histograms (void)
 389 {
 390   basic_block bb;
 391   gimple_stmt_iterator gsi;
 392   histogram_value hist;
 393   struct pointer_set_t *visited_hists;
 394
 395   error_found = false;
 396   visited_hists = pointer_set_create ();
 397   FOR_EACH_BB (bb)
 398     for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
 399       {
 400         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
 401
 402         for (hist = gimple_histogram_value (cfun, stmt); hist;
 403              hist = hist->hvalue.next)
 404           {
 405             if (hist->hvalue.stmt != stmt)
 406               {
 407                 error ("Histogram value statement does not correspond to "
 408                        "the statement it is associated with");
 409                 debug_gimple_stmt (stmt);
 410                 dump_histogram_value (stderr, hist);
 411                 error_found = true;
 412               }
 413             pointer_set_insert (visited_hists, hist);
 414           }
 415       }
 416   if (VALUE_HISTOGRAMS (cfun))
 417     htab_traverse (VALUE_HISTOGRAMS (cfun), visit_hist, visited_hists);
 418   pointer_set_destroy (visited_hists);
 419   if (error_found)
 420     internal_error ("verify_histograms failed");
 421 }
 422
 423 /* Helper function for verify_histograms.  For each histogram reachable via htab
 424    walk verify that it was reached via statement walk.  */
 425
 426 static int
 427 free_hist (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
 428 {
 429   histogram_value hist = *(histogram_value *) slot;
 430   free (hist->hvalue.counters);
 431 #ifdef ENABLE_CHECKING
 432   memset (hist, 0xab, sizeof (*hist));
 433 #endif
 434   free (hist);
 435   return 1;
 436 }
 437
 438 void
 439 free_histograms (void)
 440 {
 441   if (VALUE_HISTOGRAMS (cfun))
 442     {
 443       htab_traverse (VALUE_HISTOGRAMS (cfun), free_hist, NULL);
 444       htab_delete (VALUE_HISTOGRAMS (cfun));
 445       VALUE_HISTOGRAMS (cfun) = NULL;
 446     }
 447 }
 448
 449
 450 /* The overall number of invocations of the counter should match
 451    execution count of basic block.  Report it as error rather than
 452    internal error as it might mean that user has misused the profile
 453    somehow.  */
 454
 455 static bool
 456 check_counter (gimple stmt, const char * name,
 457                gcov_type *count, gcov_type *all, gcov_type bb_count)
 458 {
 459   if (*all != bb_count || *count > *all)
 460     {
 461       location_t locus;
 462       locus = (stmt != NULL)
 463               ? gimple_location (stmt)
 464               : DECL_SOURCE_LOCATION (current_function_decl);
 465       if (flag_profile_correction)
 466         {
 467           inform (locus, "Correcting inconsistent value profile: "
 468                   "%s profiler overall count (%d) does not match BB count "
 469                   "(%d)", name, (int)*all, (int)bb_count);
 470           *all = bb_count;
 471           if (*count > *all)
 472             *count = *all;
 473           return false;
 474         }
 475       else
 476         {
 477           error_at (locus, "Corrupted value profile: %s "
 478                     "profiler overall count (%d) does not match BB count (%d)",
 479                     name, (int)*all, (int)bb_count);
 480           return true;
 481         }
 482     }
 483
 484   return false;
 485 }
 486
 487
 488 /* GIMPLE based transformations. */
 489
 490 static bool
 491 gimple_value_profile_transformations (void)
 492 {
 493   basic_block bb;
 494   gimple_stmt_iterator gsi;
 495   bool changed = false;
 496
 497   FOR_EACH_BB (bb)
 498     {
 499       for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
 500         {
 501           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
 502           histogram_value th = gimple_histogram_value (cfun, stmt);
 503           if (!th)
 504             continue;
 505
 506           if (dump_file)
 507             {
 508               fprintf (dump_file, "Trying transformations on stmt ");
 509               print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
 510               dump_histograms_for_stmt (cfun, dump_file, stmt);
 511             }
 512
 513           /* Transformations:  */
 514           /* The order of things in this conditional controls which
 515              transformation is used when more than one is applicable.  */
 516           /* It is expected that any code added by the transformations
 517              will be added before the current statement, and that the
 518              current statement remain valid (although possibly
 519              modified) upon return.  */
 520           if (flag_value_profile_transformations
 521               && (gimple_mod_subtract_transform (&gsi)
 522                   || gimple_divmod_fixed_value_transform (&gsi)
 523                   || gimple_mod_pow2_value_transform (&gsi)
 524                   || gimple_stringops_transform (&gsi)
 525                   || gimple_ic_transform (stmt)))
 526             {
 527               stmt = gsi_stmt (gsi);
 528               changed = true;
 529               /* Original statement may no longer be in the same block. */
 530               if (bb != gimple_bb (stmt))
 531                 {
 532                   bb = gimple_bb (stmt);
 533                   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
 534                 }
 535             }
 536         }
 537     }
 538
 539   if (changed)
 540     {
 541       counts_to_freqs ();
 542     }
 543
 544   return changed;
 545 }
 546
 547
 548 /* Generate code for transformation 1 (with parent gimple assignment
 549    STMT and probability of taking the optimal path PROB, which is
 550    equivalent to COUNT/ALL within roundoff error).  This generates the
 551    result into a temp and returns the temp; it does not replace or
 552    alter the original STMT.  */
 553
 554 static tree
 555 gimple_divmod_fixed_value (gimple stmt, tree value, int prob, gcov_type count,
 556                            gcov_type all)
 557 {
 558   gimple stmt1, stmt2, stmt3;
 559   tree tmp1, tmp2, tmpv;
 560   gimple bb1end, bb2end, bb3end;
 561   basic_block bb, bb2, bb3, bb4;
 562   tree optype, op1, op2;
 563   edge e12, e13, e23, e24, e34;
 564   gimple_stmt_iterator gsi;
 565
 566   gcc_assert (is_gimple_assign (stmt)
 567               && (gimple_assign_rhs_code (stmt) == TRUNC_DIV_EXPR
 568                   || gimple_assign_rhs_code (stmt) == TRUNC_MOD_EXPR));
 569
 570   optype = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
 571   op1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 572   op2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 573
 574   bb = gimple_bb (stmt);
 575   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
 576
 577   tmpv = create_tmp_var (optype, "PROF");
 578   tmp1 = create_tmp_var (optype, "PROF");
 579   stmt1 = gimple_build_assign (tmpv, fold_convert (optype, value));
 580   stmt2 = gimple_build_assign (tmp1, op2);
 581   stmt3 = gimple_build_cond (NE_EXPR, tmp1, tmpv, NULL_TREE, NULL_TREE);
 582   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 583   gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
 584   gsi_insert_before (&gsi, stmt3, GSI_SAME_STMT);
 585   bb1end = stmt3;
 586
 587   tmp2 = create_tmp_var (optype, "PROF");
 588   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (gimple_assign_rhs_code (stmt), tmp2,
 589                                         op1, tmpv);
 590   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 591   bb2end = stmt1;
 592
 593   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (gimple_assign_rhs_code (stmt), tmp2,
 594                                         op1, op2);
 595   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 596   bb3end = stmt1;
 597
 598   /* Fix CFG. */
 599   /* Edge e23 connects bb2 to bb3, etc. */
 600   e12 = split_block (bb, bb1end);
 601   bb2 = e12->dest;
 602   bb2->count = count;
 603   e23 = split_block (bb2, bb2end);
 604   bb3 = e23->dest;
 605   bb3->count = all - count;
 606   e34 = split_block (bb3, bb3end);
 607   bb4 = e34->dest;
 608   bb4->count = all;
 609
 610   e12->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
 611   e12->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
 612   e12->probability = prob;
 613   e12->count = count;
 614
 615   e13 = make_edge (bb, bb3, EDGE_TRUE_VALUE);
 616   e13->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
 617   e13->count = all - count;
 618
 619   remove_edge (e23);
 620
 621   e24 = make_edge (bb2, bb4, EDGE_FALLTHRU);
 622   e24->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 623   e24->count = count;
 624
 625   e34->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 626   e34->count = all - count;
 627
 628   return tmp2;
 629 }
 630
 631
 632 /* Do transform 1) on INSN if applicable.  */
 633
 634 static bool
 635 gimple_divmod_fixed_value_transform (gimple_stmt_iterator *si)
 636 {
 637   histogram_value histogram;
 638   enum tree_code code;
 639   gcov_type val, count, all;
 640   tree result, value, tree_val;
 641   gcov_type prob;
 642   gimple stmt;
 643
 644   stmt = gsi_stmt (*si);
 645   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
 646     return false;
 647
 648   if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt))))
 649     return false;
 650
 651   code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
 652
 653   if (code != TRUNC_DIV_EXPR && code != TRUNC_MOD_EXPR)
 654     return false;
 655
 656   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt,
 657                                               HIST_TYPE_SINGLE_VALUE);
 658   if (!histogram)
 659     return false;
 660
 661   value = histogram->hvalue.value;
 662   val = histogram->hvalue.counters[0];
 663   count = histogram->hvalue.counters[1];
 664   all = histogram->hvalue.counters[2];
 665   gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
 666
 667   /* We require that count is at least half of all; this means
 668      that for the transformation to fire the value must be constant
 669      at least 50% of time (and 75% gives the guarantee of usage).  */
 670   if (simple_cst_equal (gimple_assign_rhs2 (stmt), value) != 1
 671       || 2 * count < all
 672       || optimize_bb_for_size_p (gimple_bb (stmt)))
 673     return false;
 674
 675   if (check_counter (stmt, "value", &count, &all, gimple_bb (stmt)->count))
 676     return false;
 677
 678   /* Compute probability of taking the optimal path.  */
 679   if (all > 0)
 680     prob = (count * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
 681   else
 682     prob = 0;
 683
 684   tree_val = build_int_cst_wide (get_gcov_type (),
 685                                  (unsigned HOST_WIDE_INT) val,
 686                                  val >> (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1) >> 1);
 687   result = gimple_divmod_fixed_value (stmt, tree_val, prob, count, all);
 688
 689   if (dump_file)
 690     {
 691       fprintf (dump_file, "Div/mod by constant ");
 692       print_generic_expr (dump_file, value, TDF_SLIM);
 693       fprintf (dump_file, "=");
 694       print_generic_expr (dump_file, tree_val, TDF_SLIM);
 695       fprintf (dump_file, " transformation on insn ");
 696       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
 697     }
 698
 699   gimple_assign_set_rhs_from_tree (si, result);
 700
 701   return true;
 702 }
 703
 704 /* Generate code for transformation 2 (with parent gimple assign STMT and
 705    probability of taking the optimal path PROB, which is equivalent to COUNT/ALL
 706    within roundoff error).  This generates the result into a temp and returns
 707    the temp; it does not replace or alter the original STMT.  */
 708 static tree
 709 gimple_mod_pow2 (gimple stmt, int prob, gcov_type count, gcov_type all)
 710 {
 711   gimple stmt1, stmt2, stmt3, stmt4;
 712   tree tmp2, tmp3;
 713   gimple bb1end, bb2end, bb3end;
 714   basic_block bb, bb2, bb3, bb4;
 715   tree optype, op1, op2;
 716   edge e12, e13, e23, e24, e34;
 717   gimple_stmt_iterator gsi;
 718   tree result;
 719
 720   gcc_assert (is_gimple_assign (stmt)
 721               && gimple_assign_rhs_code (stmt) == TRUNC_MOD_EXPR);
 722
 723   optype = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
 724   op1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 725   op2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 726
 727   bb = gimple_bb (stmt);
 728   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
 729
 730   result = create_tmp_var (optype, "PROF");
 731   tmp2 = create_tmp_var (optype, "PROF");
 732   tmp3 = create_tmp_var (optype, "PROF");
 733   stmt2 = gimple_build_assign_with_ops (PLUS_EXPR, tmp2, op2,
 734                                         build_int_cst (optype, -1));
 735   stmt3 = gimple_build_assign_with_ops (BIT_AND_EXPR, tmp3, tmp2, op2);
 736   stmt4 = gimple_build_cond (NE_EXPR, tmp3, build_int_cst (optype, 0),
 737                              NULL_TREE, NULL_TREE);
 738   gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
 739   gsi_insert_before (&gsi, stmt3, GSI_SAME_STMT);
 740   gsi_insert_before (&gsi, stmt4, GSI_SAME_STMT);
 741   bb1end = stmt4;
 742
 743   /* tmp2 == op2-1 inherited from previous block.  */
 744   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (BIT_AND_EXPR, result, op1, tmp2);
 745   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 746   bb2end = stmt1;
 747
 748   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (gimple_assign_rhs_code (stmt), result,
 749                                         op1, op2);
 750   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 751   bb3end = stmt1;
 752
 753   /* Fix CFG. */
 754   /* Edge e23 connects bb2 to bb3, etc. */
 755   e12 = split_block (bb, bb1end);
 756   bb2 = e12->dest;
 757   bb2->count = count;
 758   e23 = split_block (bb2, bb2end);
 759   bb3 = e23->dest;
 760   bb3->count = all - count;
 761   e34 = split_block (bb3, bb3end);
 762   bb4 = e34->dest;
 763   bb4->count = all;
 764
 765   e12->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
 766   e12->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
 767   e12->probability = prob;
 768   e12->count = count;
 769
 770   e13 = make_edge (bb, bb3, EDGE_TRUE_VALUE);
 771   e13->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
 772   e13->count = all - count;
 773
 774   remove_edge (e23);
 775
 776   e24 = make_edge (bb2, bb4, EDGE_FALLTHRU);
 777   e24->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 778   e24->count = count;
 779
 780   e34->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 781   e34->count = all - count;
 782
 783   return result;
 784 }
 785
 786 /* Do transform 2) on INSN if applicable.  */
 787 static bool
 788 gimple_mod_pow2_value_transform (gimple_stmt_iterator *si)
 789 {
 790   histogram_value histogram;
 791   enum tree_code code;
 792   gcov_type count, wrong_values, all;
 793   tree lhs_type, result, value;
 794   gcov_type prob;
 795   gimple stmt;
 796
 797   stmt = gsi_stmt (*si);
 798   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
 799     return false;
 800
 801   lhs_type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
 802   if (!INTEGRAL_TYPE_P (lhs_type))
 803     return false;
 804
 805   code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
 806
 807   if (code != TRUNC_MOD_EXPR || !TYPE_UNSIGNED (lhs_type))
 808     return false;
 809
 810   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_POW2);
 811   if (!histogram)
 812     return false;
 813
 814   value = histogram->hvalue.value;
 815   wrong_values = histogram->hvalue.counters[0];
 816   count = histogram->hvalue.counters[1];
 817
 818   gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
 819
 820   /* We require that we hit a power of 2 at least half of all evaluations.  */
 821   if (simple_cst_equal (gimple_assign_rhs2 (stmt), value) != 1
 822       || count < wrong_values
 823       || optimize_bb_for_size_p (gimple_bb (stmt)))
 824     return false;
 825
 826   if (dump_file)
 827     {
 828       fprintf (dump_file, "Mod power of 2 transformation on insn ");
 829       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
 830     }
 831
 832   /* Compute probability of taking the optimal path.  */
 833   all = count + wrong_values;
 834
 835   if (check_counter (stmt, "pow2", &count, &all, gimple_bb (stmt)->count))
 836     return false;
 837
 838   if (all > 0)
 839     prob = (count * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
 840   else
 841     prob = 0;
 842
 843   result = gimple_mod_pow2 (stmt, prob, count, all);
 844
 845   gimple_assign_set_rhs_from_tree (si, result);
 846
 847   return true;
 848 }
 849
 850 /* Generate code for transformations 3 and 4 (with parent gimple assign STMT, and
 851    NCOUNTS the number of cases to support.  Currently only NCOUNTS==0 or 1 is
 852    supported and this is built into this interface.  The probabilities of taking
 853    the optimal paths are PROB1 and PROB2, which are equivalent to COUNT1/ALL and
 854    COUNT2/ALL respectively within roundoff error).  This generates the
 855    result into a temp and returns the temp; it does not replace or alter
 856    the original STMT.  */
 857 /* FIXME: Generalize the interface to handle NCOUNTS > 1.  */
 858
 859 static tree
 860 gimple_mod_subtract (gimple stmt, int prob1, int prob2, int ncounts,
 861                      gcov_type count1, gcov_type count2, gcov_type all)
 862 {
 863   gimple stmt1, stmt2, stmt3;
 864   tree tmp1;
 865   gimple bb1end, bb2end = NULL, bb3end;
 866   basic_block bb, bb2, bb3, bb4;
 867   tree optype, op1, op2;
 868   edge e12, e23 = 0, e24, e34, e14;
 869   gimple_stmt_iterator gsi;
 870   tree result;
 871
 872   gcc_assert (is_gimple_assign (stmt)
 873               && gimple_assign_rhs_code (stmt) == TRUNC_MOD_EXPR);
 874
 875   optype = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
 876   op1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
 877   op2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
 878
 879   bb = gimple_bb (stmt);
 880   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
 881
 882   result = create_tmp_var (optype, "PROF");
 883   tmp1 = create_tmp_var (optype, "PROF");
 884   stmt1 = gimple_build_assign (result, op1);
 885   stmt2 = gimple_build_assign (tmp1, op2);
 886   stmt3 = gimple_build_cond (LT_EXPR, result, tmp1, NULL_TREE, NULL_TREE);
 887   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 888   gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
 889   gsi_insert_before (&gsi, stmt3, GSI_SAME_STMT);
 890   bb1end = stmt3;
 891
 892   if (ncounts)  /* Assumed to be 0 or 1 */
 893     {
 894       stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (MINUS_EXPR, result, result, tmp1);
 895       stmt2 = gimple_build_cond (LT_EXPR, result, tmp1, NULL_TREE, NULL_TREE);
 896       gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 897       gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
 898       bb2end = stmt2;
 899     }
 900
 901   /* Fallback case. */
 902   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (gimple_assign_rhs_code (stmt), result,
 903                                         result, tmp1);
 904   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
 905   bb3end = stmt1;
 906
 907   /* Fix CFG. */
 908   /* Edge e23 connects bb2 to bb3, etc. */
 909   /* However block 3 is optional; if it is not there, references
 910      to 3 really refer to block 2. */
 911   e12 = split_block (bb, bb1end);
 912   bb2 = e12->dest;
 913   bb2->count = all - count1;
 914
 915   if (ncounts)  /* Assumed to be 0 or 1.  */
 916     {
 917       e23 = split_block (bb2, bb2end);
 918       bb3 = e23->dest;
 919       bb3->count = all - count1 - count2;
 920     }
 921
 922   e34 = split_block (ncounts ? bb3 : bb2, bb3end);
 923   bb4 = e34->dest;
 924   bb4->count = all;
 925
 926   e12->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
 927   e12->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
 928   e12->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob1;
 929   e12->count = all - count1;
 930
 931   e14 = make_edge (bb, bb4, EDGE_TRUE_VALUE);
 932   e14->probability = prob1;
 933   e14->count = count1;
 934
 935   if (ncounts)  /* Assumed to be 0 or 1.  */
 936     {
 937       e23->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
 938       e23->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
 939       e23->count = all - count1 - count2;
 940       e23->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob2;
 941
 942       e24 = make_edge (bb2, bb4, EDGE_TRUE_VALUE);
 943       e24->probability = prob2;
 944       e24->count = count2;
 945     }
 946
 947   e34->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 948   e34->count = all - count1 - count2;
 949
 950   return result;
 951 }
 952
 953
 954 /* Do transforms 3) and 4) on the statement pointed-to by SI if applicable.  */
 955
 956 static bool
 957 gimple_mod_subtract_transform (gimple_stmt_iterator *si)
 958 {
 959   histogram_value histogram;
 960   enum tree_code code;
 961   gcov_type count, wrong_values, all;
 962   tree lhs_type, result, value;
 963   gcov_type prob1, prob2;
 964   unsigned int i, steps;
 965   gcov_type count1, count2;
 966   gimple stmt;
 967
 968   stmt = gsi_stmt (*si);
 969   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
 970     return false;
 971
 972   lhs_type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
 973   if (!INTEGRAL_TYPE_P (lhs_type))
 974     return false;
 975
 976   code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
 977
 978   if (code != TRUNC_MOD_EXPR || !TYPE_UNSIGNED (lhs_type))
 979     return false;
 980
 981   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_INTERVAL);
 982   if (!histogram)
 983     return false;
 984
 985   value = histogram->hvalue.value;
 986   all = 0;
 987   wrong_values = 0;
 988   for (i = 0; i < histogram->hdata.intvl.steps; i++)
 989     all += histogram->hvalue.counters[i];
 990
 991   wrong_values += histogram->hvalue.counters[i];
 992   wrong_values += histogram->hvalue.counters[i+1];
 993   steps = histogram->hdata.intvl.steps;
 994   all += wrong_values;
 995   count1 = histogram->hvalue.counters[0];
 996   count2 = histogram->hvalue.counters[1];
 997
 998   /* Compute probability of taking the optimal path.  */
 999   if (check_counter (stmt, "interval", &count1, &all, gimple_bb (stmt)->count))
1000     {
1001       gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1002       return false;
1003     }
1004
1005   if (flag_profile_correction && count1 + count2 > all)
1006       all = count1 + count2;
1007
1008   gcc_assert (count1 + count2 <= all);
1009
1010   /* We require that we use just subtractions in at least 50% of all
1011      evaluations.  */
1012   count = 0;
1013   for (i = 0; i < histogram->hdata.intvl.steps; i++)
1014     {
1015       count += histogram->hvalue.counters[i];
1016       if (count * 2 >= all)
1017         break;
1018     }
1019   if (i == steps
1020       || optimize_bb_for_size_p (gimple_bb (stmt)))
1021     return false;
1022
1023   gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1024   if (dump_file)
1025     {
1026       fprintf (dump_file, "Mod subtract transformation on insn ");
1027       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
1028     }
1029
1030   /* Compute probability of taking the optimal path(s).  */
1031   if (all > 0)
1032     {
1033       prob1 = (count1 * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
1034       prob2 = (count2 * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
1035     }
1036   else
1037     {
1038       prob1 = prob2 = 0;
1039     }
1040
1041   /* In practice, "steps" is always 2.  This interface reflects this,
1042      and will need to be changed if "steps" can change.  */
1043   result = gimple_mod_subtract (stmt, prob1, prob2, i, count1, count2, all);
1044
1045   gimple_assign_set_rhs_from_tree (si, result);
1046
1047   return true;
1048 }
1049
1050 static struct cgraph_node** pid_map = NULL;
1051
1052 /* Initialize map of pids (pid -> cgraph node) */
1053
1054 static void
1055 init_pid_map (void)
1056 {
1057   struct cgraph_node *n;
1058
1059   if (pid_map != NULL)
1060     return;
1061
1062   pid_map = XCNEWVEC (struct cgraph_node*, cgraph_max_pid);
1063
1064   for (n = cgraph_nodes; n; n = n->next)
1065     {
1066       if (n->pid != -1)
1067         pid_map [n->pid] = n;
1068     }
1069 }
1070
1071 /* Return cgraph node for function with pid */
1072
1073 static inline struct cgraph_node*
1074 find_func_by_pid (int   pid)
1075 {
1076   init_pid_map ();
1077
1078   return pid_map [pid];
1079 }
1080
1081 /* Do transformation
1082
1083   if (actual_callee_address == address_of_most_common_function/method)
1084     do direct call
1085   else
1086     old call
1087  */
1088
1089 static gimple
1090 gimple_ic (gimple stmt, gimple call, struct cgraph_node *direct_call,
1091            int prob, gcov_type count, gcov_type all)
1092 {
1093   gimple stmt1, stmt2, stmt3;
1094   tree tmp1, tmpv, tmp;
1095   gimple bb1end, bb2end, bb3end;
1096   basic_block bb, bb2, bb3, bb4;
1097   tree optype = build_pointer_type (void_type_node);
1098   edge e12, e13, e23, e24, e34;
1099   gimple_stmt_iterator gsi;
1100   int region;
1101
1102   bb = gimple_bb (stmt);
1103   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
1104
1105   tmpv = create_tmp_var (optype, "PROF");
1106   tmp1 = create_tmp_var (optype, "PROF");
1107   stmt1 = gimple_build_assign (tmpv, unshare_expr (gimple_call_fn (call)));
1108
1109   tmp = fold_convert (optype, build_addr (direct_call->decl,
1110                                           current_function_decl));
1111   stmt2 = gimple_build_assign (tmp1, tmp);
1112   stmt3 = gimple_build_cond (NE_EXPR, tmp1, tmpv, NULL_TREE, NULL_TREE);
1113   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
1114   gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
1115   gsi_insert_before (&gsi, stmt3, GSI_SAME_STMT);
1116   bb1end = stmt3;
1117
1118   stmt1 = gimple_copy (stmt);
1119   gimple_call_set_fndecl (stmt1, direct_call->decl);
1120   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
1121   bb2end = stmt1;
1122   bb3end = stmt;
1123
1124   /* Fix CFG. */
1125   /* Edge e23 connects bb2 to bb3, etc. */
1126   e12 = split_block (bb, bb1end);
1127   bb2 = e12->dest;
1128   bb2->count = count;
1129   e23 = split_block (bb2, bb2end);
1130   bb3 = e23->dest;
1131   bb3->count = all - count;
1132   e34 = split_block (bb3, bb3end);
1133   bb4 = e34->dest;
1134   bb4->count = all;
1135
1136   e12->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1137   e12->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
1138   e12->probability = prob;
1139   e12->count = count;
1140
1141   e13 = make_edge (bb, bb3, EDGE_TRUE_VALUE);
1142   e13->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
1143   e13->count = all - count;
1144
1145   remove_edge (e23);
1146
1147   e24 = make_edge (bb2, bb4, EDGE_FALLTHRU);
1148   e24->probability = REG_BR_PROB_BASE;
1149   e24->count = count;
1150   e34->probability = REG_BR_PROB_BASE;
1151   e34->count = all - count;
1152
1153   /* Fix eh edges */
1154   region = lookup_stmt_eh_region (stmt);
1155   if (region >= 0 && stmt_could_throw_p (stmt1))
1156     {
1157       add_stmt_to_eh_region (stmt1, region);
1158       make_eh_edges (stmt1);
1159     }
1160
1161   if (region >= 0 && stmt_could_throw_p (stmt))
1162     {
1163       gimple_purge_dead_eh_edges (bb4);
1164       make_eh_edges (stmt);
1165     }
1166
1167   return stmt1;
1168 }
1169
1170 /*
1171   For every checked indirect/virtual call determine if most common pid of
1172   function/class method has probability more than 50%. If yes modify code of
1173   this call to:
1174  */
1175
1176 static bool
1177 gimple_ic_transform (gimple stmt)
1178 {
1179   histogram_value histogram;
1180   gcov_type val, count, all, bb_all;
1181   gcov_type prob;
1182   tree callee;
1183   gimple modify;
1184   struct cgraph_node *direct_call;
1185
1186   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL)
1187     return false;
1188
1189   callee = gimple_call_fn (stmt);
1190
1191   if (TREE_CODE (callee) == FUNCTION_DECL)
1192     return false;
1193
1194   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_INDIR_CALL);
1195   if (!histogram)
1196     return false;
1197
1198   val = histogram->hvalue.counters [0];
1199   count = histogram->hvalue.counters [1];
1200   all = histogram->hvalue.counters [2];
1201   gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1202
1203   if (4 * count <= 3 * all)
1204     return false;
1205
1206   bb_all = gimple_bb (stmt)->count;
1207   /* The order of CHECK_COUNTER calls is important -
1208      since check_counter can correct the third parameter
1209      and we want to make count <= all <= bb_all. */
1210   if ( check_counter (stmt, "ic", &all, &bb_all, bb_all)
1211       || check_counter (stmt, "ic", &count, &all, all))
1212     return false;
1213
1214   if (all > 0)
1215     prob = (count * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
1216   else
1217     prob = 0;
1218   direct_call = find_func_by_pid ((int)val);
1219
1220   if (direct_call == NULL)
1221     return false;
1222
1223   modify = gimple_ic (stmt, stmt, direct_call, prob, count, all);
1224
1225   if (dump_file)
1226     {
1227       fprintf (dump_file, "Indirect call -> direct call ");
1228       print_generic_expr (dump_file, gimple_call_fn (stmt), TDF_SLIM);
1229       fprintf (dump_file, "=> ");
1230       print_generic_expr (dump_file, direct_call->decl, TDF_SLIM);
1231       fprintf (dump_file, " transformation on insn ");
1232       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
1233       fprintf (dump_file, " to ");
1234       print_gimple_stmt (dump_file, modify, 0, TDF_SLIM);
1235       fprintf (dump_file, "hist->count "HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
1236                " hist->all "HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC"\n", count, all);
1237     }
1238
1239   return true;
1240 }
1241
1242 /* Return true if the stringop CALL with FNDECL shall be profiled.  */
1243 static bool
1244 interesting_stringop_to_profile_p (tree fndecl, gimple call)
1245 {
1246   enum built_in_function fcode = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
1247
1248   if (fcode != BUILT_IN_MEMCPY && fcode != BUILT_IN_MEMPCPY
1249       && fcode != BUILT_IN_MEMSET && fcode != BUILT_IN_BZERO)
1250     return false;
1251
1252   switch (fcode)
1253     {
1254      case BUILT_IN_MEMCPY:
1255      case BUILT_IN_MEMPCPY:
1256        return validate_gimple_arglist (call, POINTER_TYPE, POINTER_TYPE,
1257                                        INTEGER_TYPE, VOID_TYPE);
1258      case BUILT_IN_MEMSET:
1259        return validate_gimple_arglist (call, POINTER_TYPE, INTEGER_TYPE,
1260                                       INTEGER_TYPE, VOID_TYPE);
1261      case BUILT_IN_BZERO:
1262        return validate_gimple_arglist (call, POINTER_TYPE, INTEGER_TYPE,
1263                                        VOID_TYPE);
1264      default:
1265        gcc_unreachable ();
1266     }
1267 }
1268
1269 /* Convert   stringop (..., size)
1270    into
1271    if (size == VALUE)
1272      stringop (...., VALUE);
1273    else
1274      stringop (...., size);
1275    assuming constant propagation of VALUE will happen later.
1276 */
1277 static void
1278 gimple_stringop_fixed_value (gimple stmt, tree value, int prob, gcov_type count,
1279                            gcov_type all)
1280 {
1281   gimple stmt1, stmt2, stmt3;
1282   tree tmp1, tmpv;
1283   gimple bb1end, bb2end;
1284   basic_block bb, bb2, bb3, bb4;
1285   edge e12, e13, e23, e24, e34;
1286   gimple_stmt_iterator gsi;
1287   tree blck_size = gimple_call_arg (stmt, 2);
1288   tree optype = TREE_TYPE (blck_size);
1289   int region;
1290
1291   bb = gimple_bb (stmt);
1292   gsi = gsi_for_stmt (stmt);
1293
1294   if (gsi_end_p (gsi))
1295     {
1296       edge_iterator ei;
1297       for (ei = ei_start (bb->succs); (e34 = ei_safe_edge (ei)); )
1298         if (!(e34->flags & EDGE_ABNORMAL))
1299           break;
1300     }
1301   else
1302     {
1303       e34 = split_block (bb, stmt);
1304       gsi = gsi_for_stmt (stmt);
1305     }
1306   bb4 = e34->dest;
1307
1308   tmpv = create_tmp_var (optype, "PROF");
1309   tmp1 = create_tmp_var (optype, "PROF");
1310   stmt1 = gimple_build_assign (tmpv, fold_convert (optype, value));
1311   stmt2 = gimple_build_assign (tmp1, blck_size);
1312   stmt3 = gimple_build_cond (NE_EXPR, tmp1, tmpv, NULL_TREE, NULL_TREE);
1313   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
1314   gsi_insert_before (&gsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
1315   gsi_insert_before (&gsi, stmt3, GSI_SAME_STMT);
1316   bb1end = stmt3;
1317
1318   stmt1 = gimple_copy (stmt);
1319   gimple_call_set_arg (stmt1, 2, value);
1320   gsi_insert_before (&gsi, stmt1, GSI_SAME_STMT);
1321   region = lookup_stmt_eh_region (stmt);
1322   if (region >= 0)
1323     add_stmt_to_eh_region (stmt1, region);
1324   bb2end = stmt1;
1325
1326   /* Fix CFG. */
1327   /* Edge e23 connects bb2 to bb3, etc. */
1328   e12 = split_block (bb, bb1end);
1329   bb2 = e12->dest;
1330   bb2->count = count;
1331   e23 = split_block (bb2, bb2end);
1332   bb3 = e23->dest;
1333   bb3->count = all - count;
1334
1335   e12->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1336   e12->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
1337   e12->probability = prob;
1338   e12->count = count;
1339
1340   e13 = make_edge (bb, bb3, EDGE_TRUE_VALUE);
1341   e13->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
1342   e13->count = all - count;
1343
1344   remove_edge (e23);
1345
1346   e24 = make_edge (bb2, bb4, EDGE_FALLTHRU);
1347   e24->probability = REG_BR_PROB_BASE;
1348   e24->count = count;
1349
1350   e34->probability = REG_BR_PROB_BASE;
1351   e34->count = all - count;
1352 }
1353
1354 /* Find values inside STMT for that we want to measure histograms for
1355    division/modulo optimization.  */
1356 static bool
1357 gimple_stringops_transform (gimple_stmt_iterator *gsi)
1358 {
1359   gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
1360   tree fndecl;
1361   tree blck_size;
1362   enum built_in_function fcode;
1363   histogram_value histogram;
1364   gcov_type count, all, val;
1365   tree value;
1366   tree dest, src;
1367   unsigned int dest_align, src_align;
1368   gcov_type prob;
1369   tree tree_val;
1370
1371   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL)
1372     return false;
1373   fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
1374   if (!fndecl)
1375     return false;
1376   fcode = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
1377   if (!interesting_stringop_to_profile_p (fndecl, stmt))
1378     return false;
1379
1380   if (fcode == BUILT_IN_BZERO)
1381     blck_size = gimple_call_arg (stmt, 1);
1382   else
1383     blck_size = gimple_call_arg (stmt, 2);
1384   if (TREE_CODE (blck_size) == INTEGER_CST)
1385     return false;
1386
1387   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_SINGLE_VALUE);
1388   if (!histogram)
1389     return false;
1390   value = histogram->hvalue.value;
1391   val = histogram->hvalue.counters[0];
1392   count = histogram->hvalue.counters[1];
1393   all = histogram->hvalue.counters[2];
1394   gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1395   /* We require that count is at least half of all; this means
1396      that for the transformation to fire the value must be constant
1397      at least 80% of time.  */
1398   if ((6 * count / 5) < all || optimize_bb_for_size_p (gimple_bb (stmt)))
1399     return false;
1400   if (check_counter (stmt, "value", &count, &all, gimple_bb (stmt)->count))
1401     return false;
1402   if (all > 0)
1403     prob = (count * REG_BR_PROB_BASE + all / 2) / all;
1404   else
1405     prob = 0;
1406   dest = gimple_call_arg (stmt, 0);
1407   dest_align = get_pointer_alignment (dest, BIGGEST_ALIGNMENT);
1408   switch (fcode)
1409     {
1410     case BUILT_IN_MEMCPY:
1411     case BUILT_IN_MEMPCPY:
1412       src = gimple_call_arg (stmt, 1);
1413       src_align = get_pointer_alignment (src, BIGGEST_ALIGNMENT);
1414       if (!can_move_by_pieces (val, MIN (dest_align, src_align)))
1415         return false;
1416       break;
1417     case BUILT_IN_MEMSET:
1418       if (!can_store_by_pieces (val, builtin_memset_read_str,
1419                                 gimple_call_arg (stmt, 1),
1420                                 dest_align, true))
1421         return false;
1422       break;
1423     case BUILT_IN_BZERO:
1424       if (!can_store_by_pieces (val, builtin_memset_read_str,
1425                                 integer_zero_node,
1426                                 dest_align, true))
1427         return false;
1428       break;
1429     default:
1430       gcc_unreachable ();
1431     }
1432   tree_val = build_int_cst_wide (get_gcov_type (),
1433                                  (unsigned HOST_WIDE_INT) val,
1434                                  val >> (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1) >> 1);
1435   if (dump_file)
1436     {
1437       fprintf (dump_file, "Single value %i stringop transformation on ",
1438                (int)val);
1439       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
1440     }
1441   gimple_stringop_fixed_value (stmt, tree_val, prob, count, all);
1442
1443   return true;
1444 }
1445
1446 void
1447 stringop_block_profile (gimple stmt, unsigned int *expected_align,
1448                         HOST_WIDE_INT *expected_size)
1449 {
1450   histogram_value histogram;
1451   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_AVERAGE);
1452   if (!histogram)
1453     *expected_size = -1;
1454   else if (!histogram->hvalue.counters[1])
1455     {
1456       *expected_size = -1;
1457       gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1458     }
1459   else
1460     {
1461       gcov_type size;
1462       size = ((histogram->hvalue.counters[0]
1463               + histogram->hvalue.counters[1] / 2)
1464                / histogram->hvalue.counters[1]);
1465       /* Even if we can hold bigger value in SIZE, INT_MAX
1466          is safe "infinity" for code generation strategies.  */
1467       if (size > INT_MAX)
1468         size = INT_MAX;
1469       *expected_size = size;
1470       gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1471     }
1472   histogram = gimple_histogram_value_of_type (cfun, stmt, HIST_TYPE_IOR);
1473   if (!histogram)
1474     *expected_align = 0;
1475   else if (!histogram->hvalue.counters[0])
1476     {
1477       gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1478       *expected_align = 0;
1479     }
1480   else
1481     {
1482       gcov_type count;
1483       int alignment;
1484
1485       count = histogram->hvalue.counters[0];
1486       alignment = 1;
1487       while (!(count & alignment)
1488              && (alignment * 2 * BITS_PER_UNIT))
1489         alignment <<= 1;
1490       *expected_align = alignment * BITS_PER_UNIT;
1491       gimple_remove_histogram_value (cfun, stmt, histogram);
1492     }
1493 }
1494
1495 struct value_prof_hooks {
1496   /* Find list of values for which we want to measure histograms.  */
1497   void (*find_values_to_profile) (histogram_values *);
1498
1499   /* Identify and exploit properties of values that are hard to analyze
1500      statically.  See value-prof.c for more detail.  */
1501   bool (*value_profile_transformations) (void);
1502 };
1503 \f
1504 /* Find values inside STMT for that we want to measure histograms for
1505    division/modulo optimization.  */
1506 static void
1507 gimple_divmod_values_to_profile (gimple stmt, histogram_values *values)
1508 {
1509   tree lhs, divisor, op0, type;
1510   histogram_value hist;
1511
1512   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
1513     return;
1514
1515   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
1516   type = TREE_TYPE (lhs);
1517   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type))
1518     return;
1519
1520   switch (gimple_assign_rhs_code (stmt))
1521     {
1522     case TRUNC_DIV_EXPR:
1523     case TRUNC_MOD_EXPR:
1524       divisor = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1525       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1526
1527       VEC_reserve (histogram_value, heap, *values, 3);
1528
1529       if (is_gimple_reg (divisor))
1530         /* Check for the case where the divisor is the same value most
1531            of the time.  */
1532         VEC_quick_push (histogram_value, *values,
1533                         gimple_alloc_histogram_value (cfun,
1534                                                       HIST_TYPE_SINGLE_VALUE,
1535                                                       stmt, divisor));
1536
1537       /* For mod, check whether it is not often a noop (or replaceable by
1538          a few subtractions).  */
1539       if (gimple_assign_rhs_code (stmt) == TRUNC_MOD_EXPR
1540           && TYPE_UNSIGNED (type))
1541         {
1542           tree val;
1543           /* Check for a special case where the divisor is power of 2.  */
1544           VEC_quick_push (histogram_value, *values,
1545                           gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_POW2,
1546                                                         stmt, divisor));
1547
1548           val = build2 (TRUNC_DIV_EXPR, type, op0, divisor);
1549           hist = gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_INTERVAL,
1550                                                stmt, val);
1551           hist->hdata.intvl.int_start = 0;
1552           hist->hdata.intvl.steps = 2;
1553           VEC_quick_push (histogram_value, *values, hist);
1554         }
1555       return;
1556
1557     default:
1558       return;
1559     }
1560 }
1561
1562 /* Find calls inside STMT for that we want to measure histograms for
1563    indirect/virtual call optimization. */
1564
1565 static void
1566 gimple_indirect_call_to_profile (gimple stmt, histogram_values *values)
1567 {
1568   tree callee;
1569
1570   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL
1571       || gimple_call_fndecl (stmt) != NULL_TREE)
1572     return;
1573
1574   callee = gimple_call_fn (stmt);
1575
1576   VEC_reserve (histogram_value, heap, *values, 3);
1577
1578   VEC_quick_push (histogram_value, *values,
1579                   gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_INDIR_CALL,
1580                                                 stmt, callee));
1581
1582   return;
1583 }
1584
1585 /* Find values inside STMT for that we want to measure histograms for
1586    string operations.  */
1587 static void
1588 gimple_stringops_values_to_profile (gimple stmt, histogram_values *values)
1589 {
1590   tree fndecl;
1591   tree blck_size;
1592   tree dest;
1593   enum built_in_function fcode;
1594
1595   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL)
1596     return;
1597   fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
1598   if (!fndecl)
1599     return;
1600   fcode = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
1601
1602   if (!interesting_stringop_to_profile_p (fndecl, stmt))
1603     return;
1604
1605   dest = gimple_call_arg (stmt, 0);
1606   if (fcode == BUILT_IN_BZERO)
1607     blck_size = gimple_call_arg (stmt, 1);
1608   else
1609     blck_size = gimple_call_arg (stmt, 2);
1610
1611   if (TREE_CODE (blck_size) != INTEGER_CST)
1612     {
1613       VEC_safe_push (histogram_value, heap, *values,
1614                      gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_SINGLE_VALUE,
1615                                                    stmt, blck_size));
1616       VEC_safe_push (histogram_value, heap, *values,
1617                      gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_AVERAGE,
1618                                                    stmt, blck_size));
1619     }
1620   if (TREE_CODE (blck_size) != INTEGER_CST)
1621     VEC_safe_push (histogram_value, heap, *values,
1622                    gimple_alloc_histogram_value (cfun, HIST_TYPE_IOR,
1623                                                  stmt, dest));
1624 }
1625
1626 /* Find values inside STMT for that we want to measure histograms and adds
1627    them to list VALUES.  */
1628
1629 static void
1630 gimple_values_to_profile (gimple stmt, histogram_values *values)
1631 {
1632   if (flag_value_profile_transformations)
1633     {
1634       gimple_divmod_values_to_profile (stmt, values);
1635       gimple_stringops_values_to_profile (stmt, values);
1636       gimple_indirect_call_to_profile (stmt, values);
1637     }
1638 }
1639
1640 static void
1641 gimple_find_values_to_profile (histogram_values *values)
1642 {
1643   basic_block bb;
1644   gimple_stmt_iterator gsi;
1645   unsigned i;
1646   histogram_value hist = NULL;
1647
1648   *values = NULL;
1649   FOR_EACH_BB (bb)
1650     for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1651       gimple_values_to_profile (gsi_stmt (gsi), values);
1652
1653   for (i = 0; VEC_iterate (histogram_value, *values, i, hist); i++)
1654     {
1655       switch (hist->type)
1656         {
1657         case HIST_TYPE_INTERVAL:
1658           hist->n_counters = hist->hdata.intvl.steps + 2;
1659           break;
1660
1661         case HIST_TYPE_POW2:
1662           hist->n_counters = 2;
1663           break;
1664
1665         case HIST_TYPE_SINGLE_VALUE:
1666           hist->n_counters = 3;
1667           break;
1668
1669         case HIST_TYPE_CONST_DELTA:
1670           hist->n_counters = 4;
1671           break;
1672
1673         case HIST_TYPE_INDIR_CALL:
1674           hist->n_counters = 3;
1675           break;
1676
1677         case HIST_TYPE_AVERAGE:
1678           hist->n_counters = 2;
1679           break;
1680
1681         case HIST_TYPE_IOR:
1682           hist->n_counters = 1;
1683           break;
1684
1685         default:
1686           gcc_unreachable ();
1687         }
1688       if (dump_file)
1689         {
1690           fprintf (dump_file, "Stmt ");
1691           print_gimple_stmt (dump_file, hist->hvalue.stmt, 0, TDF_SLIM);
1692           dump_histogram_value (dump_file, hist);
1693         }
1694     }
1695 }
1696
1697 static struct value_prof_hooks gimple_value_prof_hooks = {
1698   gimple_find_values_to_profile,
1699   gimple_value_profile_transformations
1700 };
1701
1702 void
1703 gimple_register_value_prof_hooks (void)
1704 {
1705   gcc_assert (current_ir_type () == IR_GIMPLE);
1706   value_prof_hooks = &gimple_value_prof_hooks;
1707 }
1708 \f
1709 /* IR-independent entry points.  */
1710 void
1711 find_values_to_profile (histogram_values *values)
1712 {
1713   (value_prof_hooks->find_values_to_profile) (values);
1714 }
1715
1716 bool
1717 value_profile_transformations (void)
1718 {
1719   return (value_prof_hooks->value_profile_transformations) ();
1720 }
1721 \f