OSDN Git Service

2008-04-01 Rafael Espindola <espindola@google.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ipa-inline.c
index 9632ba9..f251fbe 100644 (file)
@@ -1,12 +1,12 @@
 /* Inlining decision heuristics.
-   Copyright (C) 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2003, 2004, 2007 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Jan Hubicka
 
 This file is part of GCC.
 
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
-Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
+Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
 version.
 
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
@@ -15,9 +15,8 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /*  Inlining decision heuristics
 
@@ -30,7 +29,7 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 
     cgraph_mark_inline implementation
 
-      This function allow to mark given call inline and performs necessary
+      This function allows to mark given call inline and performs necessary
       modifications of cgraph (production of the clones and updating overall
       statistics)
 
@@ -61,7 +60,64 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 
       cgraph_decide_inlining implements heuristics taking whole callgraph
       into account, while cgraph_decide_inlining_incrementally considers
-      only one function at a time and is used in non-unit-at-a-time mode.  */
+      only one function at a time and is used in non-unit-at-a-time mode. 
+
+   The inliner itself is split into several passes:
+
+   pass_inline_parameters
+
+     This pass computes local properties of functions that are used by inliner:
+     estimated function body size, whether function is inlinable at all and
+     stack frame consumption.
+
+     Before executing any of inliner passes, this local pass has to be applied
+     to each function in the callgraph (ie run as subpass of some earlier
+     IPA pass).  The results are made out of date by any optimization applied
+     on the function body.
+
+   pass_early_inlining
+
+     Simple local inlining pass inlining callees into current function.  This
+     pass makes no global whole compilation unit analysis and this when allowed
+     to do inlining expanding code size it might result in unbounded growth of
+     whole unit.
+
+     This is the main inlining pass in non-unit-at-a-time.
+
+     With unit-at-a-time the pass is run during conversion into SSA form.
+     Only functions already converted into SSA form are inlined, so the
+     conversion must happen in topological order on the callgraph (that is
+     maintained by pass manager).  The functions after inlining are early
+     optimized so the early inliner sees unoptimized function itself, but
+     all considered callees are already optimized allowing it to unfold
+     abstraction penalty on C++ effectively and cheaply.
+
+   pass_ipa_early_inlining
+
+     With profiling, the early inlining is also necessary to reduce
+     instrumentation costs on program with high abstraction penalty (doing
+     many redundant calls).  This can't happen in parallel with early
+     optimization and profile instrumentation, because we would end up
+     re-instrumenting already instrumented function bodies we brought in via
+     inlining.
+
+     To avoid this, this pass is executed as IPA pass before profiling.  It is
+     simple wrapper to pass_early_inlining and ensures first inlining.
+
+   pass_ipa_inline
+
+     This is the main pass implementing simple greedy algorithm to do inlining
+     of small functions that results in overall growth of compilation unit and
+     inlining of functions called once.  The pass compute just so called inline
+     plan (representation of inlining to be done in callgraph) and unlike early
+     inlining it is not performing the inlining itself.
+
+   pass_apply_inline
+
+     This pass performs actual inlining according to pass_ipa_inline on given
+     function.  Possible the function body before inlining is saved when it is
+     needed for further inlining later.
+ */
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
@@ -78,12 +134,43 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 #include "fibheap.h"
 #include "intl.h"
 #include "tree-pass.h"
+#include "hashtab.h"
+#include "coverage.h"
+#include "ggc.h"
+#include "tree-flow.h"
+#include "rtl.h"
+
+/* Mode incremental inliner operate on:
+
+   In ALWAYS_INLINE only functions marked
+   always_inline are inlined.  This mode is used after detecting cycle during
+   flattening.
+
+   In SIZE mode, only functions that reduce function body size after inlining
+   are inlined, this is used during early inlining.
+
+   In SPEED mode, all small functions are inlined.  This might result in
+   unbounded growth of compilation unit and is used only in non-unit-at-a-time
+   mode.
+
+   in ALL mode, everything is inlined.  This is used during flattening.  */
+enum inlining_mode {
+  INLINE_NONE = 0,
+  INLINE_ALWAYS_INLINE,
+  INLINE_SIZE,
+  INLINE_SPEED,
+  INLINE_ALL
+};
+static bool
+cgraph_decide_inlining_incrementally (struct cgraph_node *, enum inlining_mode,
+                                     int);
+
 
 /* Statistics we collect about inlining algorithm.  */
 static int ncalls_inlined;
 static int nfunctions_inlined;
-static int initial_insns;
 static int overall_insns;
+static gcov_type max_count;
 
 /* Estimate size of the function after inlining WHAT into TO.  */
 
@@ -91,12 +178,15 @@ static int
 cgraph_estimate_size_after_inlining (int times, struct cgraph_node *to,
                                     struct cgraph_node *what)
 {
-  tree fndecl = what->decl;
-  tree arg;
+  int size;
+  tree fndecl = what->decl, arg;
   int call_insns = PARAM_VALUE (PARAM_INLINE_CALL_COST);
+
   for (arg = DECL_ARGUMENTS (fndecl); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
     call_insns += estimate_move_cost (TREE_TYPE (arg));
-  return (what->global.insns - call_insns) * times + to->global.insns;
+  size = (what->global.insns - call_insns) * times + to->global.insns;
+  gcc_assert (size >= 0);
+  return size;
 }
 
 /* E is expected to be an edge being inlined.  Clone destination node of
@@ -105,47 +195,61 @@ cgraph_estimate_size_after_inlining (int times, struct cgraph_node *to,
    clones or re-using node originally representing out-of-line function call.
    */
 void
-cgraph_clone_inlined_nodes (struct cgraph_edge *e, bool duplicate)
+cgraph_clone_inlined_nodes (struct cgraph_edge *e, bool duplicate, bool update_original)
 {
-  struct cgraph_node *n;
-
-  /* We may eliminate the need for out-of-line copy to be output.  In that
-     case just go ahead and re-use it.  */
-  if (!e->callee->callers->next_caller
-      && (!e->callee->needed || DECL_EXTERNAL (e->callee->decl))
-      && duplicate
-      && flag_unit_at_a_time)
+  HOST_WIDE_INT peak;
+  if (duplicate)
     {
-      gcc_assert (!e->callee->global.inlined_to);
-      if (!DECL_EXTERNAL (e->callee->decl))
-        overall_insns -= e->callee->global.insns, nfunctions_inlined++;
-      duplicate = 0;
-    }
-   else if (duplicate)
-    {
-      n = cgraph_clone_node (e->callee);
-      cgraph_redirect_edge_callee (e, n);
+      /* We may eliminate the need for out-of-line copy to be output.
+        In that case just go ahead and re-use it.  */
+      if (!e->callee->callers->next_caller
+         && !e->callee->needed
+         && !cgraph_new_nodes
+         && flag_unit_at_a_time)
+       {
+         gcc_assert (!e->callee->global.inlined_to);
+         if (DECL_SAVED_TREE (e->callee->decl))
+           overall_insns -= e->callee->global.insns, nfunctions_inlined++;
+         duplicate = false;
+       }
+      else
+       {
+         struct cgraph_node *n;
+         n = cgraph_clone_node (e->callee, e->count, e->frequency, e->loop_nest, 
+                                update_original);
+         cgraph_redirect_edge_callee (e, n);
+       }
     }
 
   if (e->caller->global.inlined_to)
     e->callee->global.inlined_to = e->caller->global.inlined_to;
   else
     e->callee->global.inlined_to = e->caller;
+  e->callee->global.stack_frame_offset
+    = e->caller->global.stack_frame_offset + e->caller->local.estimated_self_stack_size;
+  peak = e->callee->global.stack_frame_offset + e->callee->local.estimated_self_stack_size;
+  if (e->callee->global.inlined_to->global.estimated_stack_size < peak)
+    e->callee->global.inlined_to->global.estimated_stack_size = peak;
 
   /* Recursively clone all bodies.  */
   for (e = e->callee->callees; e; e = e->next_callee)
     if (!e->inline_failed)
-      cgraph_clone_inlined_nodes (e, duplicate);
+      cgraph_clone_inlined_nodes (e, duplicate, update_original);
 }
 
-/* Mark edge E as inlined and update callgraph accordingly.  */
+/* Mark edge E as inlined and update callgraph accordingly. 
+   UPDATE_ORIGINAL specify whether profile of original function should be
+   updated. */
 
 void
-cgraph_mark_inline_edge (struct cgraph_edge *e)
+cgraph_mark_inline_edge (struct cgraph_edge *e, bool update_original)
 {
   int old_insns = 0, new_insns = 0;
   struct cgraph_node *to = NULL, *what;
 
+  if (e->callee->inline_decl)
+    cgraph_redirect_edge_callee (e, cgraph_node (e->callee->inline_decl));
+
   gcc_assert (e->inline_failed);
   e->inline_failed = NULL;
 
@@ -153,7 +257,7 @@ cgraph_mark_inline_edge (struct cgraph_edge *e)
     DECL_POSSIBLY_INLINED (e->callee->decl) = true;
   e->callee->global.inlined = true;
 
-  cgraph_clone_inlined_nodes (e, true);
+  cgraph_clone_inlined_nodes (e, true, update_original);
 
   what = e->callee;
 
@@ -183,8 +287,8 @@ cgraph_mark_inline (struct cgraph_edge *edge)
   struct cgraph_node *to = edge->caller;
   struct cgraph_node *what = edge->callee;
   struct cgraph_edge *e, *next;
-  int times = 0;
 
+  gcc_assert (!CALL_CANNOT_INLINE_P (edge->call_stmt));
   /* Look for all calls, mark them inline and clone recursively
      all inlined functions.  */
   for (e = what->callers; e; e = next)
@@ -192,13 +296,12 @@ cgraph_mark_inline (struct cgraph_edge *edge)
       next = e->next_caller;
       if (e->caller == to && e->inline_failed)
        {
-          cgraph_mark_inline_edge (e);
+          cgraph_mark_inline_edge (e, true);
          if (e == edge)
            edge = next;
-         times++;
        }
     }
-  gcc_assert (times);
+
   return edge;
 }
 
@@ -209,6 +312,8 @@ cgraph_estimate_growth (struct cgraph_node *node)
 {
   int growth = 0;
   struct cgraph_edge *e;
+  if (node->global.estimated_growth != INT_MIN)
+    return node->global.estimated_growth;
 
   for (e = node->callers; e; e = e->next_caller)
     if (e->inline_failed)
@@ -221,28 +326,37 @@ cgraph_estimate_growth (struct cgraph_node *node)
   if (!node->needed && !DECL_EXTERNAL (node->decl))
     growth -= node->global.insns;
 
+  node->global.estimated_growth = growth;
   return growth;
 }
 
 /* Return false when inlining WHAT into TO is not good idea
-   as it would cause too large growth of function bodies.  */
+   as it would cause too large growth of function bodies.  
+   When ONE_ONLY is true, assume that only one call site is going
+   to be inlined, otherwise figure out how many call sites in
+   TO calls WHAT and verify that all can be inlined.
+   */
 
 static bool
 cgraph_check_inline_limits (struct cgraph_node *to, struct cgraph_node *what,
-                           const char **reason)
+                           const char **reason, bool one_only)
 {
   int times = 0;
   struct cgraph_edge *e;
   int newsize;
   int limit;
+  HOST_WIDE_INT stack_size_limit, inlined_stack;
+
+  if (one_only)
+    times = 1;
+  else
+    for (e = to->callees; e; e = e->next_callee)
+      if (e->callee == what)
+       times++;
 
   if (to->global.inlined_to)
     to = to->global.inlined_to;
 
-  for (e = to->callees; e; e = e->next_callee)
-    if (e->callee == what)
-      times++;
-
   /* When inlining large function body called once into small function,
      take the inlined function as base for limiting the growth.  */
   if (to->local.self_insns > what->local.self_insns)
@@ -252,28 +366,78 @@ cgraph_check_inline_limits (struct cgraph_node *to, struct cgraph_node *what,
 
   limit += limit * PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_FUNCTION_GROWTH) / 100;
 
+  /* Check the size after inlining against the function limits.  But allow
+     the function to shrink if it went over the limits by forced inlining.  */
   newsize = cgraph_estimate_size_after_inlining (times, to, what);
-  if (newsize > PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_FUNCTION_INSNS)
+  if (newsize >= to->global.insns
+      && newsize > PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_FUNCTION_INSNS)
       && newsize > limit)
     {
       if (reason)
         *reason = N_("--param large-function-growth limit reached");
       return false;
     }
+
+  stack_size_limit = to->local.estimated_self_stack_size;
+
+  stack_size_limit += stack_size_limit * PARAM_VALUE (PARAM_STACK_FRAME_GROWTH) / 100;
+
+  inlined_stack = (to->global.stack_frame_offset
+                  + to->local.estimated_self_stack_size
+                  + what->global.estimated_stack_size);
+  if (inlined_stack  > stack_size_limit
+      && inlined_stack > PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_STACK_FRAME))
+    {
+      if (reason)
+        *reason = N_("--param large-stack-frame-growth limit reached");
+      return false;
+    }
   return true;
 }
 
 /* Return true when function N is small enough to be inlined.  */
 
 bool
-cgraph_default_inline_p (struct cgraph_node *n)
+cgraph_default_inline_p (struct cgraph_node *n, const char **reason)
 {
-  if (!DECL_INLINE (n->decl) || !DECL_SAVED_TREE (n->decl))
-    return false;
-  if (DECL_DECLARED_INLINE_P (n->decl))
-    return n->global.insns < MAX_INLINE_INSNS_SINGLE;
+  tree decl = n->decl;
+
+  if (n->inline_decl)
+    decl = n->inline_decl;
+  if (!flag_inline_small_functions && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
+    {
+      if (reason)
+       *reason = N_("function not inline candidate");
+      return false;
+    }
+
+  if (!DECL_STRUCT_FUNCTION (decl)->cfg)
+    {
+      if (reason)
+       *reason = N_("function body not available");
+      return false;
+    }
+
+  if (DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
+    {
+      if (n->global.insns >= MAX_INLINE_INSNS_SINGLE)
+       {
+         if (reason)
+           *reason = N_("--param max-inline-insns-single limit reached");
+         return false;
+       }
+    }
   else
-    return n->global.insns < MAX_INLINE_INSNS_AUTO;
+    {
+      if (n->global.insns >= MAX_INLINE_INSNS_AUTO)
+       {
+         if (reason)
+           *reason = N_("--param max-inline-insns-auto limit reached");
+         return false;
+       }
+    }
+
+  return true;
 }
 
 /* Return true when inlining WHAT would create recursive inlining.
@@ -298,57 +462,214 @@ cgraph_recursive_inlining_p (struct cgraph_node *to,
   return recursive;
 }
 
-/* Recompute heap nodes for each of callees.  */
+/* Return true if the call can be hot.  */
+static bool
+cgraph_maybe_hot_edge_p (struct cgraph_edge *edge)
+{
+  if (profile_info && flag_branch_probabilities
+      && (edge->count
+         <= profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION)))
+    return false;
+  if (lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (edge->callee->decl))
+      || lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (edge->caller->decl)))
+    return false;
+  if (lookup_attribute ("hot", DECL_ATTRIBUTES (edge->caller->decl)))
+    return true;
+  if (flag_guess_branch_prob
+      && edge->frequency < (CGRAPH_FREQ_MAX
+                           / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION)))
+    return false;
+  return true;
+}
+
+/* A cost model driving the inlining heuristics in a way so the edges with
+   smallest badness are inlined first.  After each inlining is performed
+   the costs of all caller edges of nodes affected are recomputed so the
+   metrics may accurately depend on values such as number of inlinable callers
+   of the function or function body size.  */
+
+static int
+cgraph_edge_badness (struct cgraph_edge *edge)
+{
+  int badness;
+  int growth =
+    cgraph_estimate_size_after_inlining (1, edge->caller, edge->callee);
+
+  growth -= edge->caller->global.insns;
+
+  /* Always prefer inlining saving code size.  */
+  if (growth <= 0)
+    badness = INT_MIN - growth;
+
+  /* When profiling is available, base priorities -(#calls / growth).
+     So we optimize for overall number of "executed" inlined calls.  */
+  else if (max_count)
+    badness = ((int)((double)edge->count * INT_MIN / max_count)) / growth;
+
+  /* When function local profile is available, base priorities on
+     growth / frequency, so we optimize for overall frequency of inlined
+     calls.  This is not too accurate since while the call might be frequent
+     within function, the function itself is infrequent.
+
+     Other objective to optimize for is number of different calls inlined.
+     We add the estimated growth after inlining all functions to biass the
+     priorities slightly in this direction (so fewer times called functions
+     of the same size gets priority).  */
+  else if (flag_guess_branch_prob)
+    {
+      int div = edge->frequency * 100 / CGRAPH_FREQ_BASE;
+      int growth =
+       cgraph_estimate_size_after_inlining (1, edge->caller, edge->callee);
+      growth -= edge->caller->global.insns;
+      badness = growth * 256;
+
+      /* Decrease badness if call is nested.  */
+      /* Compress the range so we don't overflow.  */
+      if (div > 256)
+       div = 256 + ceil_log2 (div) - 8;
+      if (div < 1)
+       div = 1;
+      if (badness > 0)
+       badness /= div;
+      badness += cgraph_estimate_growth (edge->callee);
+    }
+  /* When function local profile is not available or it does not give
+     useful information (ie frequency is zero), base the cost on
+     loop nest and overall size growth, so we optimize for overall number
+     of functions fully inlined in program.  */
+  else
+    {
+      int nest = MIN (edge->loop_nest, 8);
+      badness = cgraph_estimate_growth (edge->callee) * 256;
+
+      /* Decrease badness if call is nested.  */
+      if (badness > 0)    
+       badness >>= nest;
+      else
+        {
+         badness <<= nest;
+        }
+    }
+  /* Make recursive inlining happen always after other inlining is done.  */
+  if (cgraph_recursive_inlining_p (edge->caller, edge->callee, NULL))
+    return badness + 1;
+  else
+    return badness;
+}
+
+/* Recompute heap nodes for each of caller edge.  */
+
+static void
+update_caller_keys (fibheap_t heap, struct cgraph_node *node,
+                   bitmap updated_nodes)
+{
+  struct cgraph_edge *edge;
+  const char *failed_reason;
+
+  if (!node->local.inlinable || node->local.disregard_inline_limits
+      || node->global.inlined_to)
+    return;
+  if (bitmap_bit_p (updated_nodes, node->uid))
+    return;
+  bitmap_set_bit (updated_nodes, node->uid);
+  node->global.estimated_growth = INT_MIN;
+
+  if (!node->local.inlinable)
+    return;
+  /* Prune out edges we won't inline into anymore.  */
+  if (!cgraph_default_inline_p (node, &failed_reason))
+    {
+      for (edge = node->callers; edge; edge = edge->next_caller)
+       if (edge->aux)
+         {
+           fibheap_delete_node (heap, (fibnode_t) edge->aux);
+           edge->aux = NULL;
+           if (edge->inline_failed)
+             edge->inline_failed = failed_reason;
+         }
+      return;
+    }
+
+  for (edge = node->callers; edge; edge = edge->next_caller)
+    if (edge->inline_failed)
+      {
+       int badness = cgraph_edge_badness (edge);
+       if (edge->aux)
+         {
+           fibnode_t n = (fibnode_t) edge->aux;
+           gcc_assert (n->data == edge);
+           if (n->key == badness)
+             continue;
+
+           /* fibheap_replace_key only increase the keys.  */
+           if (fibheap_replace_key (heap, n, badness))
+             continue;
+           fibheap_delete_node (heap, (fibnode_t) edge->aux);
+         }
+       edge->aux = fibheap_insert (heap, badness, edge);
+      }
+}
+
+/* Recompute heap nodes for each of caller edges of each of callees.  */
+
 static void
-update_callee_keys (fibheap_t heap, struct fibnode **heap_node,
-                   struct cgraph_node *node)
+update_callee_keys (fibheap_t heap, struct cgraph_node *node,
+                   bitmap updated_nodes)
 {
   struct cgraph_edge *e;
+  node->global.estimated_growth = INT_MIN;
 
   for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
-    if (e->inline_failed && heap_node[e->callee->uid])
-      fibheap_replace_key (heap, heap_node[e->callee->uid],
-                          cgraph_estimate_growth (e->callee));
+    if (e->inline_failed)
+      update_caller_keys (heap, e->callee, updated_nodes);
     else if (!e->inline_failed)
-      update_callee_keys (heap, heap_node, e->callee);
+      update_callee_keys (heap, e->callee, updated_nodes);
 }
 
-/* Enqueue all recursive calls from NODE into queue linked via aux pointers
-   in between FIRST and LAST.  WHERE is used for bookkeeping while looking
-   int calls inlined within NODE.  */
+/* Enqueue all recursive calls from NODE into priority queue depending on
+   how likely we want to recursively inline the call.  */
+
 static void
 lookup_recursive_calls (struct cgraph_node *node, struct cgraph_node *where,
-                       struct cgraph_edge **first, struct cgraph_edge **last)
+                       fibheap_t heap)
 {
+  static int priority;
   struct cgraph_edge *e;
   for (e = where->callees; e; e = e->next_callee)
     if (e->callee == node)
       {
-       if (!*first)
-         *first = e;
-       else
-         (*last)->aux = e;
-       *last = e;
+       /* When profile feedback is available, prioritize by expected number
+          of calls.  Without profile feedback we maintain simple queue
+          to order candidates via recursive depths.  */
+        fibheap_insert (heap,
+                       !max_count ? priority++
+                       : -(e->count / ((max_count + (1<<24) - 1) / (1<<24))),
+                       e);
       }
   for (e = where->callees; e; e = e->next_callee)
     if (!e->inline_failed)
-      lookup_recursive_calls (node, e->callee, first, last);
+      lookup_recursive_calls (node, e->callee, heap);
 }
 
 /* Decide on recursive inlining: in the case function has recursive calls,
    inline until body size reaches given argument.  */
-static void
+
+static bool
 cgraph_decide_recursive_inlining (struct cgraph_node *node)
 {
   int limit = PARAM_VALUE (PARAM_MAX_INLINE_INSNS_RECURSIVE_AUTO);
   int max_depth = PARAM_VALUE (PARAM_MAX_INLINE_RECURSIVE_DEPTH_AUTO);
-  struct cgraph_edge *first_call = NULL, *last_call = NULL;
-  struct cgraph_edge *last_in_current_depth;
+  int probability = PARAM_VALUE (PARAM_MIN_INLINE_RECURSIVE_PROBABILITY);
+  fibheap_t heap;
   struct cgraph_edge *e;
-  struct cgraph_node *master_clone;
+  struct cgraph_node *master_clone, *next;
   int depth = 0;
   int n = 0;
 
+  if (optimize_size
+      || (!flag_inline_functions && !DECL_DECLARED_INLINE_P (node->decl)))
+    return false;
+
   if (DECL_DECLARED_INLINE_P (node->decl))
     {
       limit = PARAM_VALUE (PARAM_MAX_INLINE_INSNS_RECURSIVE);
@@ -358,50 +679,86 @@ cgraph_decide_recursive_inlining (struct cgraph_node *node)
   /* Make sure that function is small enough to be considered for inlining.  */
   if (!max_depth
       || cgraph_estimate_size_after_inlining (1, node, node)  >= limit)
-    return;
-  lookup_recursive_calls (node, node, &first_call, &last_call);
-  if (!first_call)
-    return;
+    return false;
+  heap = fibheap_new ();
+  lookup_recursive_calls (node, node, heap);
+  if (fibheap_empty (heap))
+    {
+      fibheap_delete (heap);
+      return false;
+    }
 
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file, 
-            "\nPerforming recursive inlining on %s\n",
+            "  Performing recursive inlining on %s\n",
             cgraph_node_name (node));
 
   /* We need original clone to copy around.  */
-  master_clone = cgraph_clone_node (node);
+  master_clone = cgraph_clone_node (node, node->count, CGRAPH_FREQ_BASE, 1, false);
   master_clone->needed = true;
   for (e = master_clone->callees; e; e = e->next_callee)
     if (!e->inline_failed)
-      cgraph_clone_inlined_nodes (e, true);
+      cgraph_clone_inlined_nodes (e, true, false);
 
   /* Do the inlining and update list of recursive call during process.  */
-  last_in_current_depth = last_call;
-  while (first_call
-        && cgraph_estimate_size_after_inlining (1, node, master_clone) <= limit)
+  while (!fibheap_empty (heap)
+        && (cgraph_estimate_size_after_inlining (1, node, master_clone)
+            <= limit))
     {
-      struct cgraph_edge *curr = first_call;
+      struct cgraph_edge *curr
+       = (struct cgraph_edge *) fibheap_extract_min (heap);
+      struct cgraph_node *cnode;
+
+      depth = 1;
+      for (cnode = curr->caller;
+          cnode->global.inlined_to; cnode = cnode->callers->caller)
+       if (node->decl == curr->callee->decl)
+         depth++;
+      if (depth > max_depth)
+       {
+          if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, 
+                    "   maximal depth reached\n");
+         continue;
+       }
 
-      first_call = first_call->aux;
-      curr->aux = NULL;
+      if (max_count)
+       {
+          if (!cgraph_maybe_hot_edge_p (curr))
+           {
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, "   Not inlining cold call\n");
+             continue;
+           }
+          if (curr->count * 100 / node->count < probability)
+           {
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, 
+                        "   Probability of edge is too small\n");
+             continue;
+           }
+       }
 
+      if (dump_file)
+       {
+         fprintf (dump_file, 
+                  "   Inlining call of depth %i", depth);
+         if (node->count)
+           {
+             fprintf (dump_file, " called approx. %.2f times per call",
+                      (double)curr->count / node->count);
+           }
+         fprintf (dump_file, "\n");
+       }
       cgraph_redirect_edge_callee (curr, master_clone);
-      cgraph_mark_inline_edge (curr);
-      lookup_recursive_calls (node, curr->callee, &first_call, &last_call);
-
-      if (last_in_current_depth
-         && ++depth >= max_depth)
-       break;
+      cgraph_mark_inline_edge (curr, false);
+      lookup_recursive_calls (node, curr->callee, heap);
       n++;
     }
+  if (!fibheap_empty (heap) && dump_file)
+    fprintf (dump_file, "    Recursive inlining growth limit met.\n");
 
-  /* Cleanup queue pointers.  */
-  while (first_call)
-    {
-      struct cgraph_edge *next = first_call->aux;
-      first_call->aux = NULL;
-      first_call = next;
-    }
+  fibheap_delete (heap);
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file, 
             "\n   Inlined %i times, body grown from %i to %i insns\n", n,
@@ -411,10 +768,18 @@ cgraph_decide_recursive_inlining (struct cgraph_node *node)
      into master clone gets queued just before master clone so we don't
      need recursion.  */
   for (node = cgraph_nodes; node != master_clone;
-       node = node->next)
-    if (node->global.inlined_to == master_clone)
-      cgraph_remove_node (node);
+       node = next)
+    {
+      next = node->next;
+      if (node->global.inlined_to == master_clone)
+       cgraph_remove_node (node);
+    }
   cgraph_remove_node (master_clone);
+  /* FIXME: Recursive inlining actually reduces number of calls of the
+     function.  At this place we should probably walk the function and
+     inline clones and compensate the counts accordingly.  This probably
+     doesn't matter much in practice.  */
+  return n > 0;
 }
 
 /* Set inline_failed for all callers of given function to REASON.  */
@@ -431,6 +796,19 @@ cgraph_set_inline_failed (struct cgraph_node *node, const char *reason)
       e->inline_failed = reason;
 }
 
+/* Given whole compilation unit estimate of INSNS, compute how large we can
+   allow the unit to grow.  */
+static int
+compute_max_insns (int insns)
+{
+  int max_insns = insns;
+  if (max_insns < PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_UNIT_INSNS))
+    max_insns = PARAM_VALUE (PARAM_LARGE_UNIT_INSNS);
+
+  return ((HOST_WIDEST_INT) max_insns
+         * (100 + PARAM_VALUE (PARAM_INLINE_UNIT_GROWTH)) / 100);
+}
+
 /* We use greedy algorithm for inlining of small functions:
    All inline candidates are put into prioritized heap based on estimated
    growth of the overall number of instructions and then update the estimates.
@@ -442,11 +820,14 @@ static void
 cgraph_decide_inlining_of_small_functions (void)
 {
   struct cgraph_node *node;
+  struct cgraph_edge *edge;
+  const char *failed_reason;
   fibheap_t heap = fibheap_new ();
-  struct fibnode **heap_node =
-    xcalloc (cgraph_max_uid, sizeof (struct fibnode *));
-  int max_insns = ((HOST_WIDEST_INT) initial_insns
-                  * (100 + PARAM_VALUE (PARAM_INLINE_UNIT_GROWTH)) / 100);
+  bitmap updated_nodes = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  int min_insns, max_insns;
+
+  if (dump_file)
+    fprintf (dump_file, "\nDeciding on smaller functions:\n");
 
   /* Put all inline candidates into the heap.  */
 
@@ -455,105 +836,214 @@ cgraph_decide_inlining_of_small_functions (void)
       if (!node->local.inlinable || !node->callers
          || node->local.disregard_inline_limits)
        continue;
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "Considering inline candidate %s.\n", cgraph_node_name (node));
 
-      if (!cgraph_default_inline_p (node))
+      node->global.estimated_growth = INT_MIN;
+      if (!cgraph_default_inline_p (node, &failed_reason))
        {
-         cgraph_set_inline_failed (node,
-           N_("--param max-inline-insns-single limit reached"));
+         cgraph_set_inline_failed (node, failed_reason);
          continue;
        }
-      heap_node[node->uid] =
-       fibheap_insert (heap, cgraph_estimate_growth (node), node);
+
+      for (edge = node->callers; edge; edge = edge->next_caller)
+       if (edge->inline_failed)
+         {
+           gcc_assert (!edge->aux);
+           edge->aux = fibheap_insert (heap, cgraph_edge_badness (edge), edge);
+         }
     }
 
-  if (dump_file)
-    fprintf (dump_file, "\nDeciding on smaller functions:\n");
-  while (overall_insns <= max_insns && (node = fibheap_extract_min (heap)))
+  max_insns = compute_max_insns (overall_insns);
+  min_insns = overall_insns;
+
+  while (overall_insns <= max_insns
+        && (edge = (struct cgraph_edge *) fibheap_extract_min (heap)))
     {
-      struct cgraph_edge *e, *next;
       int old_insns = overall_insns;
+      struct cgraph_node *where;
+      int growth =
+       cgraph_estimate_size_after_inlining (1, edge->caller, edge->callee);
+      const char *not_good = NULL;
+
+      growth -= edge->caller->global.insns;
 
-      heap_node[node->uid] = NULL;
       if (dump_file)
-       fprintf (dump_file, 
-                "\nConsidering %s with %i insns\n"
-                " Estimated growth is %+i insns.\n",
-                cgraph_node_name (node), node->global.insns,
-                cgraph_estimate_growth (node));
-      if (!cgraph_default_inline_p (node))
        {
-         cgraph_set_inline_failed (node,
-           N_("--param max-inline-insns-single limit reached after inlining into the callee"));
-         continue;
+         fprintf (dump_file, 
+                  "\nConsidering %s with %i insns\n",
+                  cgraph_node_name (edge->callee),
+                  edge->callee->global.insns);
+         fprintf (dump_file, 
+                  " to be inlined into %s\n"
+                  " Estimated growth after inlined into all callees is %+i insns.\n"
+                  " Estimated badness is %i, frequency %.2f.\n",
+                  cgraph_node_name (edge->caller),
+                  cgraph_estimate_growth (edge->callee),
+                  cgraph_edge_badness (edge),
+                  edge->frequency / (double)CGRAPH_FREQ_BASE);
+         if (edge->count)
+           fprintf (dump_file," Called "HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC"x\n", edge->count);
        }
-      for (e = node->callers; e; e = next)
-       {
-         next = e->next_caller;
-         if (e->inline_failed)
-           {
-             struct cgraph_node *where;
-
-             if (cgraph_recursive_inlining_p (e->caller, e->callee,
-                                              &e->inline_failed)
-                 || !cgraph_check_inline_limits (e->caller, e->callee,
-                                                 &e->inline_failed))
-               {
-                 if (dump_file)
-                   fprintf (dump_file, " Not inlining into %s:%s.\n",
-                            cgraph_node_name (e->caller), e->inline_failed);
-                 continue;
-               }
-             next = cgraph_mark_inline (e);
-             where = e->caller;
-             if (where->global.inlined_to)
-               where = where->global.inlined_to;
+      gcc_assert (edge->aux);
+      edge->aux = NULL;
+      if (!edge->inline_failed)
+       continue;
 
-             if (heap_node[where->uid])
-               fibheap_replace_key (heap, heap_node[where->uid],
-                                    cgraph_estimate_growth (where));
+      /* When not having profile info ready we don't weight by any way the
+         position of call in procedure itself.  This means if call of
+        function A from function B seems profitable to inline, the recursive
+        call of function A in inline copy of A in B will look profitable too
+        and we end up inlining until reaching maximal function growth.  This
+        is not good idea so prohibit the recursive inlining.
 
+        ??? When the frequencies are taken into account we might not need this
+        restriction.   */
+      if (!max_count)
+       {
+         where = edge->caller;
+         while (where->global.inlined_to)
+           {
+             if (where->decl == edge->callee->decl)
+               break;
+             where = where->callers->caller;
+           }
+         if (where->global.inlined_to)
+           {
+             edge->inline_failed
+               = (edge->callee->local.disregard_inline_limits ? N_("recursive inlining") : "");
              if (dump_file)
-               fprintf (dump_file, 
-                        " Inlined into %s which now has %i insns.\n",
-                        cgraph_node_name (e->caller),
-                        e->caller->global.insns);
+               fprintf (dump_file, " inline_failed:Recursive inlining performed only for function itself.\n");
+             continue;
            }
        }
 
-      cgraph_decide_recursive_inlining (node);
-
-      /* Similarly all functions called by the function we just inlined
-         are now called more times; update keys.  */
-      update_callee_keys (heap, heap_node, node);
+      if (!cgraph_maybe_hot_edge_p (edge))
+       not_good = N_("call is unlikely and code size would grow");
+      if (!flag_inline_functions
+         && !DECL_DECLARED_INLINE_P (edge->callee->decl))
+       not_good = N_("function not declared inline and code size would grow");
+      if (optimize_size)
+       not_good = N_("optimizing for size and code size would grow");
+      if (not_good && growth > 0 && cgraph_estimate_growth (edge->callee) > 0)
+       {
+          if (!cgraph_recursive_inlining_p (edge->caller, edge->callee,
+                                           &edge->inline_failed))
+           {
+             edge->inline_failed = not_good;
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, " inline_failed:%s.\n", edge->inline_failed);
+           }
+         continue;
+       }
+      if (!cgraph_default_inline_p (edge->callee, &edge->inline_failed))
+       {
+          if (!cgraph_recursive_inlining_p (edge->caller, edge->callee,
+                                           &edge->inline_failed))
+           {
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, " inline_failed:%s.\n", edge->inline_failed);
+           }
+         continue;
+       }
+      if (cgraph_recursive_inlining_p (edge->caller, edge->callee,
+                                      &edge->inline_failed))
+       {
+         where = edge->caller;
+         if (where->global.inlined_to)
+           where = where->global.inlined_to;
+         if (!cgraph_decide_recursive_inlining (where))
+           continue;
+          update_callee_keys (heap, where, updated_nodes);
+       }
+      else
+       {
+         struct cgraph_node *callee;
+         if (CALL_CANNOT_INLINE_P (edge->call_stmt)
+             || !cgraph_check_inline_limits (edge->caller, edge->callee,
+                                             &edge->inline_failed, true))
+           {
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, " Not inlining into %s:%s.\n",
+                        cgraph_node_name (edge->caller), edge->inline_failed);
+             continue;
+           }
+         callee = edge->callee;
+         cgraph_mark_inline_edge (edge, true);
+         update_callee_keys (heap, callee, updated_nodes);
+       }
+      where = edge->caller;
+      if (where->global.inlined_to)
+       where = where->global.inlined_to;
+
+      /* Our profitability metric can depend on local properties
+        such as number of inlinable calls and size of the function body.
+        After inlining these properties might change for the function we
+        inlined into (since it's body size changed) and for the functions
+        called by function we inlined (since number of it inlinable callers
+        might change).  */
+      update_caller_keys (heap, where, updated_nodes);
+      bitmap_clear (updated_nodes);
 
       if (dump_file)
-       fprintf (dump_file, 
-                " Inlined for a net change of %+i insns.\n",
-                overall_insns - old_insns);
+       {
+         fprintf (dump_file, 
+                  " Inlined into %s which now has %i insns,"
+                  "net change of %+i insns.\n",
+                  cgraph_node_name (edge->caller),
+                  edge->caller->global.insns,
+                  overall_insns - old_insns);
+       }
+      if (min_insns > overall_insns)
+       {
+         min_insns = overall_insns;
+         max_insns = compute_max_insns (min_insns);
+
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, "New minimal insns reached: %i\n", min_insns);
+       }
+    }
+  while ((edge = (struct cgraph_edge *) fibheap_extract_min (heap)) != NULL)
+    {
+      gcc_assert (edge->aux);
+      edge->aux = NULL;
+      if (!edge->callee->local.disregard_inline_limits && edge->inline_failed
+          && !cgraph_recursive_inlining_p (edge->caller, edge->callee,
+                                          &edge->inline_failed))
+       edge->inline_failed = N_("--param inline-unit-growth limit reached");
     }
-  while ((node = fibheap_extract_min (heap)) != NULL)
-    if (!node->local.disregard_inline_limits)
-      cgraph_set_inline_failed (node, N_("--param inline-unit-growth limit reached"));
   fibheap_delete (heap);
-  free (heap_node);
+  BITMAP_FREE (updated_nodes);
 }
 
 /* Decide on the inlining.  We do so in the topological order to avoid
    expenses on updating data structures.  */
 
-static void
+static unsigned int
 cgraph_decide_inlining (void)
 {
   struct cgraph_node *node;
   int nnodes;
   struct cgraph_node **order =
-    xcalloc (cgraph_n_nodes, sizeof (struct cgraph_node *));
+    XCNEWVEC (struct cgraph_node *, cgraph_n_nodes);
   int old_insns = 0;
   int i;
+  int initial_insns = 0;
 
+  max_count = 0;
   for (node = cgraph_nodes; node; node = node->next)
-    initial_insns += node->local.self_insns;
+    if (node->analyzed && (node->needed || node->reachable))
+      {
+       struct cgraph_edge *e;
+
+       initial_insns += node->local.self_insns;
+       gcc_assert (node->local.self_insns == node->global.insns);
+       for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
+         if (max_count < e->count)
+           max_count = e->count;
+      }
   overall_insns = initial_insns;
+  gcc_assert (!max_count || (profile_info && flag_branch_probabilities));
 
   nnodes = cgraph_postorder (order);
 
@@ -576,6 +1066,15 @@ cgraph_decide_inlining (void)
 
       node = order[i];
 
+      /* Handle nodes to be flattened, but don't update overall unit size.  */
+      if (lookup_attribute ("flatten", DECL_ATTRIBUTES (node->decl)) != NULL)
+        {
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file,
+                    "Flattening %s\n", cgraph_node_name (node));
+         cgraph_decide_inlining_incrementally (node, INLINE_ALL, 0);
+        }
+
       if (!node->local.disregard_inline_limits)
        continue;
       if (dump_file)
@@ -586,18 +1085,24 @@ cgraph_decide_inlining (void)
       for (e = node->callers; e; e = next)
        {
          next = e->next_caller;
-         if (!e->inline_failed)
+         if (!e->inline_failed || CALL_CANNOT_INLINE_P (e->call_stmt))
            continue;
          if (cgraph_recursive_inlining_p (e->caller, e->callee,
                                           &e->inline_failed))
            continue;
-         cgraph_mark_inline_edge (e);
+         cgraph_mark_inline_edge (e, true);
          if (dump_file)
            fprintf (dump_file, 
                     " Inlined into %s which now has %i insns.\n",
                     cgraph_node_name (e->caller),
                     e->caller->global.insns);
        }
+      /* Inlining self recursive function might introduce new calls to
+        themselves we didn't see in the loop above.  Fill in the proper
+        reason why inline failed.  */
+      for (e = node->callers; e; e = e->next_caller)
+       if (e->inline_failed)
+         e->inline_failed = N_("recursive inlining");
       if (dump_file)
        fprintf (dump_file, 
                 " Inlined for a net change of %+i insns.\n",
@@ -605,9 +1110,11 @@ cgraph_decide_inlining (void)
     }
 
   if (!flag_really_no_inline)
-    {
-      cgraph_decide_inlining_of_small_functions ();
+    cgraph_decide_inlining_of_small_functions ();
 
+  if (!flag_really_no_inline
+      && flag_inline_functions_called_once)
+    {
       if (dump_file)
        fprintf (dump_file, "\nDeciding on functions called once:\n");
 
@@ -619,57 +1126,44 @@ cgraph_decide_inlining (void)
 
          if (node->callers && !node->callers->next_caller && !node->needed
              && node->local.inlinable && node->callers->inline_failed
+             && !CALL_CANNOT_INLINE_P (node->callers->call_stmt)
              && !DECL_EXTERNAL (node->decl) && !DECL_COMDAT (node->decl))
            {
-             bool ok = true;
-             struct cgraph_node *node1;
-
-             /* Verify that we won't duplicate the caller.  */
-             for (node1 = node->callers->caller;
-                  node1->callers && !node1->callers->inline_failed
-                  && ok; node1 = node1->callers->caller)
-               if (node1->callers->next_caller || node1->needed)
-                 ok = false;
-             if (ok)
+             if (dump_file)
                {
+                 fprintf (dump_file,
+                          "\nConsidering %s %i insns.\n",
+                          cgraph_node_name (node), node->global.insns);
+                 fprintf (dump_file,
+                          " Called once from %s %i insns.\n",
+                          cgraph_node_name (node->callers->caller),
+                          node->callers->caller->global.insns);
+               }
+
+             old_insns = overall_insns;
+
+             if (cgraph_check_inline_limits (node->callers->caller, node,
+                                             NULL, false))
+               {
+                 cgraph_mark_inline (node->callers);
                  if (dump_file)
                    fprintf (dump_file,
-                            "\nConsidering %s %i insns.\n"
-                            " Called once from %s %i insns.\n",
-                            cgraph_node_name (node), node->global.insns,
+                            " Inlined into %s which now has %i insns"
+                            " for a net change of %+i insns.\n",
                             cgraph_node_name (node->callers->caller),
-                            node->callers->caller->global.insns);
-
-                 old_insns = overall_insns;
-
-                 if (cgraph_check_inline_limits (node->callers->caller, node,
-                                                 NULL))
-                   {
-                     cgraph_mark_inline (node->callers);
-                     if (dump_file)
-                       fprintf (dump_file,
-                                " Inlined into %s which now has %i insns"
-                                " for a net change of %+i insns.\n",
-                                cgraph_node_name (node->callers->caller),
-                                node->callers->caller->global.insns,
-                                overall_insns - old_insns);
-                   }
-                 else
-                   {
-                     if (dump_file)
-                       fprintf (dump_file,
-                                " Inline limit reached, not inlined.\n");
-                   }
+                            node->callers->caller->global.insns,
+                            overall_insns - old_insns);
+               }
+             else
+               {
+                 if (dump_file)
+                   fprintf (dump_file,
+                            " Inline limit reached, not inlined.\n");
                }
            }
        }
     }
 
-  /* We will never output extern functions we didn't inline. 
-     ??? Perhaps we can prevent accounting of growth of external
-     inline functions.  */
-  cgraph_remove_unreachable_nodes (false, dump_file);
-
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file,
             "\nInlined %i calls, eliminated %i functions, "
@@ -677,42 +1171,252 @@ cgraph_decide_inlining (void)
             ncalls_inlined, nfunctions_inlined, initial_insns,
             overall_insns);
   free (order);
+  return 0;
+}
+
+/* Try to inline edge E from incremental inliner.  MODE specifies mode
+   of inliner.
+
+   We are detecting cycles by storing mode of inliner into cgraph_node last
+   time we visited it in the recursion.  In general when mode is set, we have
+   recursive inlining, but as an special case, we want to try harder inline
+   ALWAYS_INLINE functions: consider callgraph a->b->c->b, with a being
+   flatten, b being always inline.  Flattening 'a' will collapse
+   a->b->c before hitting cycle.  To accommodate always inline, we however
+   need to inline a->b->c->b.
+
+   So after hitting cycle first time, we switch into ALWAYS_INLINE mode and
+   stop inlining only after hitting ALWAYS_INLINE in ALWAY_INLINE mode.  */
+static bool
+try_inline (struct cgraph_edge *e, enum inlining_mode mode, int depth)
+{
+  struct cgraph_node *callee = e->callee;
+  enum inlining_mode callee_mode = (enum inlining_mode) (size_t) callee->aux;
+  bool always_inline = e->callee->local.disregard_inline_limits;
+
+  /* We've hit cycle?  */
+  if (callee_mode)
+    {
+      /* It is first time we see it and we are not in ALWAY_INLINE only
+        mode yet.  and the function in question is always_inline.  */
+      if (always_inline && mode != INLINE_ALWAYS_INLINE)
+       {
+         if (dump_file)
+           {
+             indent_to (dump_file, depth);
+             fprintf (dump_file,
+                      "Hit cycle in %s, switching to always inline only.\n",
+                      cgraph_node_name (callee));
+           }
+         mode = INLINE_ALWAYS_INLINE;
+       }
+      /* Otherwise it is time to give up.  */
+      else
+       {
+         if (dump_file)
+           {
+             indent_to (dump_file, depth);
+             fprintf (dump_file,
+                      "Not inlining %s into %s to avoid cycle.\n",
+                      cgraph_node_name (callee),
+                      cgraph_node_name (e->caller));
+           }
+         e->inline_failed = (e->callee->local.disregard_inline_limits
+                             ? N_("recursive inlining") : "");
+          return false;
+       }
+    }
+      
+  callee->aux = (void *)(size_t) mode;
+  if (dump_file)
+    {
+      indent_to (dump_file, depth);
+      fprintf (dump_file, " Inlining %s into %s.\n",
+              cgraph_node_name (e->callee),
+              cgraph_node_name (e->caller));
+    }
+  if (e->inline_failed)
+    cgraph_mark_inline (e);
+
+  /* In order to fully inline always_inline functions at -O0, we need to
+     recurse here, since the inlined functions might not be processed by
+     incremental inlining at all yet.  
+
+     Also flattening needs to be done recursively.  */
+
+  if (!flag_unit_at_a_time || mode == INLINE_ALL || always_inline)
+    cgraph_decide_inlining_incrementally (e->callee, mode, depth + 1);
+  callee->aux = (void *)(size_t) callee_mode;
+  return true;
 }
 
 /* Decide on the inlining.  We do so in the topological order to avoid
-   expenses on updating data structures.  */
+   expenses on updating data structures.  
+   DEPTH is depth of recursion, used only for debug output.  */
 
-void
-cgraph_decide_inlining_incrementally (struct cgraph_node *node)
+static bool
+cgraph_decide_inlining_incrementally (struct cgraph_node *node,
+                                     enum inlining_mode mode,
+                                     int depth)
 {
   struct cgraph_edge *e;
+  bool inlined = false;
+  const char *failed_reason;
+  enum inlining_mode old_mode;
+
+#ifdef ENABLE_CHECKING
+  verify_cgraph_node (node);
+#endif
+
+  old_mode = (enum inlining_mode) (size_t)node->aux;
+
+  if (mode != INLINE_ALWAYS_INLINE
+      && lookup_attribute ("flatten", DECL_ATTRIBUTES (node->decl)) != NULL)
+    {
+      if (dump_file)
+       {
+         indent_to (dump_file, depth);
+         fprintf (dump_file, "Flattening %s\n", cgraph_node_name (node));
+       }
+      mode = INLINE_ALL;
+    }
+
+  node->aux = (void *)(size_t) mode;
 
   /* First of all look for always inline functions.  */
   for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
-    if (e->callee->local.disregard_inline_limits
-       && e->inline_failed
-        && !cgraph_recursive_inlining_p (node, e->callee, &e->inline_failed)
-       /* ??? It is possible that renaming variable removed the function body
-          in duplicate_decls. See gcc.c-torture/compile/20011119-2.c  */
-       && DECL_SAVED_TREE (e->callee->decl))
-      cgraph_mark_inline (e);
+    {
+      if (!e->callee->local.disregard_inline_limits
+         && (mode != INLINE_ALL || !e->callee->local.inlinable))
+       continue;
+      if (CALL_CANNOT_INLINE_P (e->call_stmt))
+       continue;
+      /* When the edge is already inlined, we just need to recurse into
+        it in order to fully flatten the leaves.  */
+      if (!e->inline_failed && mode == INLINE_ALL)
+       {
+          inlined |= try_inline (e, mode, depth);
+         continue;
+       }
+      if (dump_file)
+       {
+         indent_to (dump_file, depth);
+         fprintf (dump_file,
+                  "Considering to always inline inline candidate %s.\n",
+                  cgraph_node_name (e->callee));
+       }
+      if (cgraph_recursive_inlining_p (node, e->callee, &e->inline_failed))
+       {
+         if (dump_file)
+           {
+             indent_to (dump_file, depth);
+             fprintf (dump_file, "Not inlining: recursive call.\n");
+           }
+         continue;
+       }
+      if (gimple_in_ssa_p (DECL_STRUCT_FUNCTION (node->decl))
+         != gimple_in_ssa_p (DECL_STRUCT_FUNCTION (e->callee->decl)))
+       {
+         if (dump_file)
+           {
+             indent_to (dump_file, depth);
+             fprintf (dump_file, "Not inlining: SSA form does not match.\n");
+           }
+         continue;
+       }
+      if (!DECL_SAVED_TREE (e->callee->decl) && !e->callee->inline_decl)
+       {
+         if (dump_file)
+           {
+             indent_to (dump_file, depth);
+             fprintf (dump_file,
+                      "Not inlining: Function body no longer available.\n");
+           }
+         continue;
+       }
+      inlined |= try_inline (e, mode, depth);
+    }
 
   /* Now do the automatic inlining.  */
-  if (!flag_really_no_inline)
+  if (!flag_really_no_inline && mode != INLINE_ALL
+      && mode != INLINE_ALWAYS_INLINE)
     for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
-      if (e->callee->local.inlinable
-         && e->inline_failed
-         && !e->callee->local.disregard_inline_limits
-         && !cgraph_recursive_inlining_p (node, e->callee, &e->inline_failed)
-         && cgraph_check_inline_limits (node, e->callee, &e->inline_failed)
-         && DECL_SAVED_TREE (e->callee->decl))
-       {
-         if (cgraph_default_inline_p (e->callee))
-           cgraph_mark_inline (e);
-         else
-           e->inline_failed
-             = N_("--param max-inline-insns-single limit reached");
-       }
+      {
+       if (!e->callee->local.inlinable
+           || !e->inline_failed
+           || e->callee->local.disregard_inline_limits)
+         continue;
+       if (dump_file)
+         fprintf (dump_file, "Considering inline candidate %s.\n",
+                  cgraph_node_name (e->callee));
+       if (cgraph_recursive_inlining_p (node, e->callee, &e->inline_failed))
+         {
+           if (dump_file)
+             {
+               indent_to (dump_file, depth);
+               fprintf (dump_file, "Not inlining: recursive call.\n");
+             }
+           continue;
+         }
+       if (gimple_in_ssa_p (DECL_STRUCT_FUNCTION (node->decl))
+           != gimple_in_ssa_p (DECL_STRUCT_FUNCTION (e->callee->decl)))
+         {
+           if (dump_file)
+             {
+               indent_to (dump_file, depth);
+               fprintf (dump_file, "Not inlining: SSA form does not match.\n");
+             }
+           continue;
+         }
+       /* When the function body would grow and inlining the function won't
+          eliminate the need for offline copy of the function, don't inline.
+        */
+       if ((mode == INLINE_SIZE
+            || (!flag_inline_functions
+                && !DECL_DECLARED_INLINE_P (e->callee->decl)))
+           && (cgraph_estimate_size_after_inlining (1, e->caller, e->callee)
+               > e->caller->global.insns)
+           && cgraph_estimate_growth (e->callee) > 0)
+         {
+           if (dump_file)
+             {
+               indent_to (dump_file, depth);
+               fprintf (dump_file,
+                        "Not inlining: code size would grow by %i insns.\n",
+                        cgraph_estimate_size_after_inlining (1, e->caller,
+                                                             e->callee)
+                        - e->caller->global.insns);
+             }
+           continue;
+         }
+       if (!cgraph_check_inline_limits (node, e->callee, &e->inline_failed,
+                                       false)
+           || CALL_CANNOT_INLINE_P (e->call_stmt))
+         {
+           if (dump_file)
+             {
+               indent_to (dump_file, depth);
+               fprintf (dump_file, "Not inlining: %s.\n", e->inline_failed);
+             }
+           continue;
+         }
+       if (!DECL_SAVED_TREE (e->callee->decl) && !e->callee->inline_decl)
+         {
+           if (dump_file)
+             {
+               indent_to (dump_file, depth);
+               fprintf (dump_file,
+                        "Not inlining: Function body no longer available.\n");
+             }
+           continue;
+         }
+       if (cgraph_default_inline_p (e->callee, &failed_reason))
+         inlined |= try_inline (e, mode, depth);
+       else if (!flag_unit_at_a_time)
+         e->inline_failed = failed_reason;
+      }
+  node->aux = (void *)(size_t) old_mode;
+  return inlined;
 }
 
 /* When inlining shall be performed.  */
@@ -722,19 +1426,215 @@ cgraph_gate_inlining (void)
   return flag_inline_trees;
 }
 
-struct tree_opt_pass pass_ipa_inline = 
+struct simple_ipa_opt_pass pass_ipa_inline = 
 {
+ {
+  SIMPLE_IPA_PASS,
   "inline",                            /* name */
   cgraph_gate_inlining,                        /* gate */
   cgraph_decide_inlining,              /* execute */
   NULL,                                        /* sub */
   NULL,                                        /* next */
   0,                                   /* static_pass_number */
-  TV_INTEGRATION,                      /* tv_id */
+  TV_INLINE_HEURISTICS,                        /* tv_id */
+  0,                                   /* properties_required */
+  PROP_cfg,                            /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  TODO_remove_functions,               /* todo_flags_finish */
+  TODO_dump_cgraph | TODO_dump_func
+  | TODO_remove_functions              /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* Because inlining might remove no-longer reachable nodes, we need to
+   keep the array visible to garbage collector to avoid reading collected
+   out nodes.  */
+static int nnodes;
+static GTY ((length ("nnodes"))) struct cgraph_node **order;
+
+/* Do inlining of small functions.  Doing so early helps profiling and other
+   passes to be somewhat more effective and avoids some code duplication in
+   later real inlining pass for testcases with very many function calls.  */
+static unsigned int
+cgraph_early_inlining (void)
+{
+  struct cgraph_node *node = cgraph_node (current_function_decl);
+  unsigned int todo = 0;
+
+  if (sorrycount || errorcount)
+    return 0;
+  if (cgraph_decide_inlining_incrementally (node,
+                                           flag_unit_at_a_time || optimize_size
+                                           ? INLINE_SIZE : INLINE_SPEED, 0))
+    {
+      timevar_push (TV_INTEGRATION);
+      todo = optimize_inline_calls (current_function_decl);
+      timevar_pop (TV_INTEGRATION);
+    }
+  return todo;
+}
+
+/* When inlining shall be performed.  */
+static bool
+cgraph_gate_early_inlining (void)
+{
+  return flag_inline_trees && flag_early_inlining;
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_early_inline = 
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  "einline",                           /* name */
+  cgraph_gate_early_inlining,          /* gate */
+  cgraph_early_inlining,               /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_INLINE_HEURISTICS,                        /* tv_id */
   0,                                   /* properties_required */
-  PROP_trees,                          /* properties_provided */
+  PROP_cfg,                            /* properties_provided */
   0,                                   /* properties_destroyed */
   0,                                   /* todo_flags_start */
-  TODO_dump_cgraph | TODO_dump_func,   /* todo_flags_finish */
-  0                                    /* letter */
+  TODO_dump_func                       /* todo_flags_finish */
+ }
 };
+
+/* When inlining shall be performed.  */
+static bool
+cgraph_gate_ipa_early_inlining (void)
+{
+  return (flag_inline_trees && flag_early_inlining
+         && (flag_branch_probabilities || flag_test_coverage
+             || profile_arc_flag));
+}
+
+/* IPA pass wrapper for early inlining pass.  We need to run early inlining
+   before tree profiling so we have stand alone IPA pass for doing so.  */
+struct simple_ipa_opt_pass pass_ipa_early_inline = 
+{
+ {
+  SIMPLE_IPA_PASS,
+  "einline_ipa",                       /* name */
+  cgraph_gate_ipa_early_inlining,      /* gate */
+  NULL,                                        /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_INLINE_HEURISTICS,                        /* tv_id */
+  0,                                   /* properties_required */
+  PROP_cfg,                            /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  TODO_dump_cgraph                     /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* Compute parameters of functions used by inliner.  */
+static unsigned int
+compute_inline_parameters (void)
+{
+  struct cgraph_node *node = cgraph_node (current_function_decl);
+
+  gcc_assert (!node->global.inlined_to);
+  node->local.estimated_self_stack_size = estimated_stack_frame_size ();
+  node->global.estimated_stack_size = node->local.estimated_self_stack_size;
+  node->global.stack_frame_offset = 0;
+  node->local.inlinable = tree_inlinable_function_p (current_function_decl);
+  node->local.self_insns = estimate_num_insns (current_function_decl,
+                                              &eni_inlining_weights);
+  if (node->local.inlinable && !node->local.disregard_inline_limits)
+    node->local.disregard_inline_limits
+      = DECL_DISREGARD_INLINE_LIMITS (current_function_decl);
+  if (flag_really_no_inline && !node->local.disregard_inline_limits)
+    node->local.inlinable = 0;
+  /* Inlining characteristics are maintained by the cgraph_mark_inline.  */
+  node->global.insns = node->local.self_insns;
+  return 0;
+}
+
+/* When inlining shall be performed.  */
+static bool
+gate_inline_passes (void)
+{
+  return flag_inline_trees;
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_inline_parameters = 
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  NULL,                                        /* name */
+  gate_inline_passes,                  /* gate */
+  compute_inline_parameters,           /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_INLINE_HEURISTICS,                        /* tv_id */
+  0,                                   /* properties_required */
+  PROP_cfg,                            /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  0                                    /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+/* Apply inline plan to the function.  */
+static unsigned int
+apply_inline (void)
+{
+  unsigned int todo = 0;
+  struct cgraph_edge *e;
+  struct cgraph_node *node = cgraph_node (current_function_decl);
+
+  /* Even when not optimizing, ensure that always_inline functions get inlined.
+   */
+  if (!optimize)
+   cgraph_decide_inlining_incrementally (node, INLINE_SPEED, 0);
+
+  /* We might need the body of this function so that we can expand
+     it inline somewhere else.  */
+  if (cgraph_preserve_function_body_p (current_function_decl))
+    save_inline_function_body (node);
+
+  for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
+    if (!e->inline_failed || warn_inline)
+      break;
+  if (e)
+    {
+      timevar_push (TV_INTEGRATION);
+      todo = optimize_inline_calls (current_function_decl);
+      timevar_pop (TV_INTEGRATION);
+    }
+  /* In non-unit-at-a-time we must mark all referenced functions as needed.  */
+  if (!flag_unit_at_a_time)
+    {
+      struct cgraph_edge *e;
+      for (e = node->callees; e; e = e->next_callee)
+       if (e->callee->analyzed)
+          cgraph_mark_needed_node (e->callee);
+    }
+  return todo | execute_fixup_cfg ();
+}
+
+struct gimple_opt_pass pass_apply_inline = 
+{
+ {
+  GIMPLE_PASS,
+  "apply_inline",                      /* name */
+  NULL,                                        /* gate */
+  apply_inline,                                /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_INLINE_HEURISTICS,                        /* tv_id */
+  0,                                   /* properties_required */
+  PROP_cfg,                            /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  TODO_dump_func | TODO_verify_flow
+  | TODO_verify_stmts                  /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+#include "gt-ipa-inline.h"