OSDN Git Service

* cfgloop.c (flow_loop_entry_edges_find, flow_loop_exit_edges_find,
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / predict.c
index c5cc0a4..bf594ac 100644 (file)
@@ -1,22 +1,23 @@
 /* Branch prediction routines for the GNU compiler.
-   Copyright (C) 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
+   Free Software Foundation, Inc.
 
-   This file is part of GCC.
+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 version.
+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
+version.
 
-   GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
-   ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
-   or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
-   License for more details.
+GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
+WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
+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.  */
+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.  */
 
 /* References:
 
    [2] "Static Branch Frequency and Program Profile Analysis"
        Wu and Larus; MICRO-27.
    [3] "Corpus-based Static Branch Prediction"
-       Calder, Grunwald, Lindsay, Martin, Mozer, and Zorn; PLDI '95.
-
-*/
+       Calder, Grunwald, Lindsay, Martin, Mozer, and Zorn; PLDI '95.  */
 
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
+#include "coretypes.h"
+#include "tm.h"
 #include "tree.h"
 #include "rtl.h"
 #include "tm_p.h"
 #include "recog.h"
 #include "expr.h"
 #include "predict.h"
+#include "coverage.h"
+#include "sreal.h"
+#include "params.h"
+#include "target.h"
+#include "cfgloop.h"
+#include "tree-flow.h"
+#include "ggc.h"
+#include "tree-dump.h"
+#include "tree-pass.h"
+#include "timevar.h"
+#include "tree-scalar-evolution.h"
+#include "cfgloop.h"
+
+/* real constants: 0, 1, 1-1/REG_BR_PROB_BASE, REG_BR_PROB_BASE,
+                  1/REG_BR_PROB_BASE, 0.5, BB_FREQ_MAX.  */
+static sreal real_zero, real_one, real_almost_one, real_br_prob_base,
+            real_inv_br_prob_base, real_one_half, real_bb_freq_max;
 
 /* Random guesstimation given names.  */
-#define PROB_NEVER             (0)
-#define PROB_VERY_UNLIKELY     (REG_BR_PROB_BASE / 10 - 1)
-#define PROB_UNLIKELY          (REG_BR_PROB_BASE * 4 / 10 - 1)
+#define PROB_VERY_UNLIKELY     (REG_BR_PROB_BASE / 100 - 1)
 #define PROB_EVEN              (REG_BR_PROB_BASE / 2)
-#define PROB_LIKELY            (REG_BR_PROB_BASE - PROB_UNLIKELY)
 #define PROB_VERY_LIKELY       (REG_BR_PROB_BASE - PROB_VERY_UNLIKELY)
 #define PROB_ALWAYS            (REG_BR_PROB_BASE)
 
-static void combine_predictions_for_insn PARAMS ((rtx, basic_block));
-static void dump_prediction             PARAMS ((enum br_predictor, int,
-                                                 basic_block, int));
-static void estimate_loops_at_level     PARAMS ((struct loop *loop));
-static void propagate_freq              PARAMS ((basic_block));
-static void estimate_bb_frequencies     PARAMS ((struct loops *));
-static void counts_to_freqs             PARAMS ((void));
+static void combine_predictions_for_insn (rtx, basic_block);
+static void dump_prediction (FILE *, enum br_predictor, int, basic_block, int);
+static void estimate_loops_at_level (struct loop *, bitmap);
+static void propagate_freq (struct loop *, bitmap);
+static void estimate_bb_frequencies (struct loops *);
+static void predict_paths_leading_to (basic_block, int *, enum br_predictor, enum prediction);
+static bool last_basic_block_p (basic_block);
+static void compute_function_frequency (void);
+static void choose_function_section (void);
+static bool can_predict_insn_p (rtx);
 
 /* Information we hold about each branch predictor.
    Filled using information from predict.def.  */
+
 struct predictor_info
 {
   const char *const name;      /* Name used in the debugging dumps.  */
@@ -81,10 +100,10 @@ struct predictor_info
 
 /* Recompute hitrate in percent to our representation.  */
 
-#define HITRATE(VAL) ((int)((VAL) * REG_BR_PROB_BASE + 50) / 100)
+#define HITRATE(VAL) ((int) ((VAL) * REG_BR_PROB_BASE + 50) / 100)
 
 #define DEF_PREDICTOR(ENUM, NAME, HITRATE, FLAGS) {NAME, HITRATE, FLAGS},
-static const struct predictor_info predictor_info[] = {
+static const struct predictor_info predictor_info[]= {
 #include "predict.def"
 
   /* Upper bound on predictors.  */
@@ -92,14 +111,81 @@ static const struct predictor_info predictor_info[] = {
 };
 #undef DEF_PREDICTOR
 
-void
-predict_insn (insn, predictor, probability)
-     rtx insn;
-     int probability;
-     enum br_predictor predictor;
+/* Return true in case BB can be CPU intensive and should be optimized
+   for maximal performance.  */
+
+bool
+maybe_hot_bb_p (basic_block bb)
+{
+  if (profile_info && flag_branch_probabilities
+      && (bb->count
+         < profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION)))
+    return false;
+  if (bb->frequency < BB_FREQ_MAX / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION))
+    return false;
+  return true;
+}
+
+/* Return true in case BB is cold and should be optimized for size.  */
+
+bool
+probably_cold_bb_p (basic_block bb)
+{
+  if (profile_info && flag_branch_probabilities
+      && (bb->count
+         < profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION)))
+    return true;
+  if (bb->frequency < BB_FREQ_MAX / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION))
+    return true;
+  return false;
+}
+
+/* Return true in case BB is probably never executed.  */
+bool
+probably_never_executed_bb_p (basic_block bb)
+{
+  if (profile_info && flag_branch_probabilities)
+    return ((bb->count + profile_info->runs / 2) / profile_info->runs) == 0;
+  return false;
+}
+
+/* Return true if the one of outgoing edges is already predicted by
+   PREDICTOR.  */
+
+bool
+rtl_predicted_by_p (basic_block bb, enum br_predictor predictor)
+{
+  rtx note;
+  if (!INSN_P (BB_END (bb)))
+    return false;
+  for (note = REG_NOTES (BB_END (bb)); note; note = XEXP (note, 1))
+    if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED
+       && INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 0)) == (int)predictor)
+      return true;
+  return false;
+}
+
+/* Return true if the one of outgoing edges is already predicted by
+   PREDICTOR.  */
+
+bool
+tree_predicted_by_p (basic_block bb, enum br_predictor predictor)
+{
+  struct edge_prediction *i = bb_ann (bb)->predictions;
+  for (i = bb_ann (bb)->predictions; i; i = i->next)
+    if (i->predictor == predictor)
+      return true;
+  return false;
+}
+
+static void
+predict_insn (rtx insn, enum br_predictor predictor, int probability)
 {
   if (!any_condjump_p (insn))
     abort ();
+  if (!flag_guess_branch_prob)
+    return;
+
   REG_NOTES (insn)
     = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_BR_PRED,
                         gen_rtx_CONCAT (VOIDmode,
@@ -109,27 +195,26 @@ predict_insn (insn, predictor, probability)
 }
 
 /* Predict insn by given predictor.  */
+
 void
-predict_insn_def (insn, predictor, taken)
-     rtx insn;
-     enum br_predictor predictor;
-     enum prediction taken;
+predict_insn_def (rtx insn, enum br_predictor predictor,
+                 enum prediction taken)
 {
    int probability = predictor_info[(int) predictor].hitrate;
+
    if (taken != TAKEN)
      probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
+
    predict_insn (insn, predictor, probability);
 }
 
 /* Predict edge E with given probability if possible.  */
+
 void
-predict_edge (e, predictor, probability)
-     edge e;
-     int probability;
-     enum br_predictor predictor;
+rtl_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
 {
   rtx last_insn;
-  last_insn = e->src->end;
+  last_insn = BB_END (e->src);
 
   /* We can store the branch prediction information only about
      conditional jumps.  */
@@ -143,84 +228,123 @@ predict_edge (e, predictor, probability)
   predict_insn (last_insn, predictor, probability);
 }
 
+/* Predict edge E with the given PROBABILITY.  */
+void
+tree_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
+{
+  struct edge_prediction *i = ggc_alloc (sizeof (struct edge_prediction));
+
+  i->next = bb_ann (e->src)->predictions;
+  bb_ann (e->src)->predictions = i;
+  i->probability = probability;
+  i->predictor = predictor;
+  i->edge = e;
+}
+
+/* Return true when we can store prediction on insn INSN.
+   At the moment we represent predictions only on conditional
+   jumps, not at computed jump or other complicated cases.  */
+static bool
+can_predict_insn_p (rtx insn)
+{
+  return (JUMP_P (insn)
+         && any_condjump_p (insn)
+         && EDGE_COUNT (BLOCK_FOR_INSN (insn)->succs) >= 2);
+}
+
 /* Predict edge E by given predictor if possible.  */
+
 void
-predict_edge_def (e, predictor, taken)
-     edge e;
-     enum br_predictor predictor;
-     enum prediction taken;
+predict_edge_def (edge e, enum br_predictor predictor,
+                 enum prediction taken)
 {
    int probability = predictor_info[(int) predictor].hitrate;
 
    if (taken != TAKEN)
      probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
+
    predict_edge (e, predictor, probability);
 }
 
 /* Invert all branch predictions or probability notes in the INSN.  This needs
    to be done each time we invert the condition used by the jump.  */
+
 void
-invert_br_probabilities (insn)
-     rtx insn;
+invert_br_probabilities (rtx insn)
 {
-  rtx note = REG_NOTES (insn);
-
-  while (note)
-    {
-      if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB)
-       XEXP (note, 0) = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (note, 0)));
-      else if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
-       XEXP (XEXP (note, 0), 1)
-         = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1)));
-      note = XEXP (note, 1);
-    }
+  rtx note;
+
+  for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
+    if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB)
+      XEXP (note, 0) = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (note, 0)));
+    else if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
+      XEXP (XEXP (note, 0), 1)
+       = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1)));
 }
 
 /* Dump information about the branch prediction to the output file.  */
+
 static void
-dump_prediction (predictor, probability, bb, used)
-     enum br_predictor predictor;
-     int probability;
-     basic_block bb;
-     int used;
+dump_prediction (FILE *file, enum br_predictor predictor, int probability,
+                basic_block bb, int used)
 {
-  edge e = bb->succ;
+  edge e;
+  edge_iterator ei;
 
-  if (!rtl_dump_file)
+  if (!file)
     return;
 
-  while (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
-    e = e->succ_next;
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+    if (! (e->flags & EDGE_FALLTHRU))
+      break;
 
-  fprintf (rtl_dump_file, "  %s heuristics%s: %.1f%%",
+  fprintf (file, "  %s heuristics%s: %.1f%%",
           predictor_info[predictor].name,
-          used ? "" : " (ignored)",
-          probability * 100.0 / REG_BR_PROB_BASE);
+          used ? "" : " (ignored)", probability * 100.0 / REG_BR_PROB_BASE);
 
   if (bb->count)
     {
-      fprintf (rtl_dump_file, "  exec ");
-      fprintf (rtl_dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
-              (HOST_WIDEST_INT) bb->count);
-      fprintf (rtl_dump_file, " hit ");
-      fprintf (rtl_dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
-              (HOST_WIDEST_INT) e->count);
-      fprintf (rtl_dump_file, " (%.1f%%)",
-              e->count * 100.0 / bb->count);
+      fprintf (file, "  exec ");
+      fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, bb->count);
+      if (e)
+       {
+         fprintf (file, " hit ");
+         fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, e->count);
+         fprintf (file, " (%.1f%%)", e->count * 100.0 / bb->count);
+       }
     }
-  fprintf (rtl_dump_file, "\n");
+
+  fprintf (file, "\n");
+}
+
+/* We can not predict the probabilities of outgoing edges of bb.  Set them
+   evenly and hope for the best.  */
+static void
+set_even_probabilities (basic_block bb)
+{
+  int nedges = 0;
+  edge e;
+  edge_iterator ei;
+
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+    if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
+      nedges ++;
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+    if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
+      e->probability = (REG_BR_PROB_BASE + nedges / 2) / nedges;
+    else
+      e->probability = 0;
 }
 
 /* Combine all REG_BR_PRED notes into single probability and attach REG_BR_PROB
    note if not already present.  Remove now useless REG_BR_PRED notes.  */
+
 static void
-combine_predictions_for_insn (insn, bb)
-     rtx insn;
-     basic_block bb;
+combine_predictions_for_insn (rtx insn, basic_block bb)
 {
-  rtx prob_note = find_reg_note (insn, REG_BR_PROB, 0);
-  rtx *pnote = &REG_NOTES (insn);
-  rtx note = REG_NOTES (insn);
+  rtx prob_note;
+  rtx *pnote;
+  rtx note;
   int best_probability = PROB_EVEN;
   int best_predictor = END_PREDICTORS;
   int combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
@@ -228,53 +352,64 @@ combine_predictions_for_insn (insn, bb)
   bool first_match = false;
   bool found = false;
 
-  if (rtl_dump_file)
-    fprintf (rtl_dump_file, "Predictions for insn %i bb %i\n", INSN_UID (insn),
+  if (!can_predict_insn_p (insn))
+    {
+      set_even_probabilities (bb);
+      return;
+    }
+
+  prob_note = find_reg_note (insn, REG_BR_PROB, 0);
+  pnote = &REG_NOTES (insn);
+  if (dump_file)
+    fprintf (dump_file, "Predictions for insn %i bb %i\n", INSN_UID (insn),
             bb->index);
 
   /* We implement "first match" heuristics and use probability guessed
-     by predictor with smallest index.  In the future we will use better
-     probability combination techniques.  */
-  while (note)
-    {
-      if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
-       {
-         int predictor = INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 0));
-         int probability = INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1));
-
-         found = true;
-         if (best_predictor > predictor)
-           best_probability = probability, best_predictor = predictor;
-
-         d = (combined_probability * probability
-              + (REG_BR_PROB_BASE - combined_probability)
-              * (REG_BR_PROB_BASE - probability));
-         /* An FP math to avoid overflows of 32bit integers.  */
-         combined_probability = (((double)combined_probability) * probability
+     by predictor with smallest index.  */
+  for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
+    if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
+      {
+       int predictor = INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 0));
+       int probability = INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1));
+
+       found = true;
+       if (best_predictor > predictor)
+         best_probability = probability, best_predictor = predictor;
+
+       d = (combined_probability * probability
+            + (REG_BR_PROB_BASE - combined_probability)
+            * (REG_BR_PROB_BASE - probability));
+
+       /* Use FP math to avoid overflows of 32bit integers.  */
+       if (d == 0)
+         /* If one probability is 0% and one 100%, avoid division by zero.  */
+         combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
+       else
+         combined_probability = (((double) combined_probability) * probability
                                  * REG_BR_PROB_BASE / d + 0.5);
-       }
-      note = XEXP (note, 1);
-    }
+      }
 
-  /* Decide heuristic to use.  In case we didn't match anything, use
-     no_prediction heuristic, in case we did match, use either
+  /* Decide which heuristic to use.  In case we didn't match anything,
+     use no_prediction heuristic, in case we did match, use either
      first match or Dempster-Shaffer theory depending on the flags.  */
 
   if (predictor_info [best_predictor].flags & PRED_FLAG_FIRST_MATCH)
     first_match = true;
 
   if (!found)
-    dump_prediction (PRED_NO_PREDICTION, combined_probability, bb, true);
+    dump_prediction (dump_file, PRED_NO_PREDICTION,
+                    combined_probability, bb, true);
   else
     {
-      dump_prediction (PRED_DS_THEORY, combined_probability, bb,
-                      !first_match);
-      dump_prediction (PRED_FIRST_MATCH, best_probability, bb, first_match);
+      dump_prediction (dump_file, PRED_DS_THEORY, combined_probability,
+                      bb, !first_match);
+      dump_prediction (dump_file, PRED_FIRST_MATCH, best_probability,
+                      bb, first_match);
     }
 
   if (first_match)
     combined_probability = best_probability;
-  dump_prediction (PRED_COMBINED, combined_probability, bb, true);
+  dump_prediction (dump_file, PRED_COMBINED, combined_probability, bb, true);
 
   while (*pnote)
     {
@@ -283,141 +418,441 @@ combine_predictions_for_insn (insn, bb)
          int predictor = INTVAL (XEXP (XEXP (*pnote, 0), 0));
          int probability = INTVAL (XEXP (XEXP (*pnote, 0), 1));
 
-         dump_prediction (predictor, probability, bb,
+         dump_prediction (dump_file, predictor, probability, bb,
                           !first_match || best_predictor == predictor);
-          *pnote = XEXP (*pnote, 1);
+         *pnote = XEXP (*pnote, 1);
        }
       else
-        pnote = &XEXP (*pnote, 1);
+       pnote = &XEXP (*pnote, 1);
     }
+
   if (!prob_note)
     {
       REG_NOTES (insn)
        = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_BR_PROB,
                             GEN_INT (combined_probability), REG_NOTES (insn));
+
       /* Save the prediction into CFG in case we are seeing non-degenerated
         conditional jump.  */
-      if (bb->succ->succ_next)
+      if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
        {
          BRANCH_EDGE (bb)->probability = combined_probability;
-         FALLTHRU_EDGE (bb)->probability = REG_BR_PROB_BASE - combined_probability;
+         FALLTHRU_EDGE (bb)->probability
+           = REG_BR_PROB_BASE - combined_probability;
        }
     }
+  else if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
+    {
+      int prob = INTVAL (XEXP (prob_note, 0));
+
+      BRANCH_EDGE (bb)->probability = prob;
+      FALLTHRU_EDGE (bb)->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
+    }
+  else
+    EDGE_SUCC (bb, 0)->probability = REG_BR_PROB_BASE;
 }
 
-/* Statically estimate the probability that a branch will be taken.
-   ??? In the next revision there will be a number of other predictors added
-   from the above references. Further, each heuristic will be factored out
-   into its own function for clarity (and to facilitate the combination of
-   predictions).  */
+/* Combine predictions into single probability and store them into CFG.
+   Remove now useless prediction entries.  */
 
-void
-estimate_probability (loops_info)
-     struct loops *loops_info;
+static void
+combine_predictions_for_bb (FILE *file, basic_block bb)
+{
+  int best_probability = PROB_EVEN;
+  int best_predictor = END_PREDICTORS;
+  int combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
+  int d;
+  bool first_match = false;
+  bool found = false;
+  struct edge_prediction *pred;
+  int nedges = 0;
+  edge e, first = NULL, second = NULL;
+  edge_iterator ei;
+
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+    if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
+      {
+       nedges ++;
+       if (first && !second)
+         second = e;
+       if (!first)
+         first = e;
+      }
+
+  /* When there is no successor or only one choice, prediction is easy. 
+
+     We are lazy for now and predict only basic blocks with two outgoing
+     edges.  It is possible to predict generic case too, but we have to
+     ignore first match heuristics and do more involved combining.  Implement
+     this later.  */
+  if (nedges != 2)
+    {
+      if (!bb->count)
+       set_even_probabilities (bb);
+      bb_ann (bb)->predictions = NULL;
+      if (file)
+       fprintf (file, "%i edges in bb %i predicted to even probabilities\n",
+                nedges, bb->index);
+      return;
+    }
+
+  if (file)
+    fprintf (file, "Predictions for bb %i\n", bb->index);
+
+  /* We implement "first match" heuristics and use probability guessed
+     by predictor with smallest index.  */
+  for (pred = bb_ann (bb)->predictions; pred; pred = pred->next)
+    {
+      int predictor = pred->predictor;
+      int probability = pred->probability;
+
+      if (pred->edge != first)
+       probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
+
+      found = true;
+      if (best_predictor > predictor)
+       best_probability = probability, best_predictor = predictor;
+
+      d = (combined_probability * probability
+          + (REG_BR_PROB_BASE - combined_probability)
+          * (REG_BR_PROB_BASE - probability));
+
+      /* Use FP math to avoid overflows of 32bit integers.  */
+      if (d == 0)
+       /* If one probability is 0% and one 100%, avoid division by zero.  */
+       combined_probability = REG_BR_PROB_BASE / 2;
+      else
+       combined_probability = (((double) combined_probability) * probability
+                               * REG_BR_PROB_BASE / d + 0.5);
+    }
+
+  /* Decide which heuristic to use.  In case we didn't match anything,
+     use no_prediction heuristic, in case we did match, use either
+     first match or Dempster-Shaffer theory depending on the flags.  */
+
+  if (predictor_info [best_predictor].flags & PRED_FLAG_FIRST_MATCH)
+    first_match = true;
+
+  if (!found)
+    dump_prediction (file, PRED_NO_PREDICTION, combined_probability, bb, true);
+  else
+    {
+      dump_prediction (file, PRED_DS_THEORY, combined_probability, bb,
+                      !first_match);
+      dump_prediction (file, PRED_FIRST_MATCH, best_probability, bb,
+                      first_match);
+    }
+
+  if (first_match)
+    combined_probability = best_probability;
+  dump_prediction (file, PRED_COMBINED, combined_probability, bb, true);
+
+  for (pred = bb_ann (bb)->predictions; pred; pred = pred->next)
+    {
+      int predictor = pred->predictor;
+      int probability = pred->probability;
+
+      if (pred->edge != EDGE_SUCC (bb, 0))
+       probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
+      dump_prediction (file, predictor, probability, bb,
+                      !first_match || best_predictor == predictor);
+    }
+  bb_ann (bb)->predictions = NULL;
+
+  if (!bb->count)
+    {
+      first->probability = combined_probability;
+      second->probability = REG_BR_PROB_BASE - combined_probability;
+    }
+}
+
+/* Predict edge probabilities by exploiting loop structure.
+   When RTLSIMPLELOOPS is set, attempt to count number of iterations by analyzing
+   RTL otherwise use tree based approach.  */
+static void
+predict_loops (struct loops *loops_info, bool rtlsimpleloops)
 {
-  sbitmap *dominators, *post_dominators;
-  int i;
-  int found_noreturn = 0;
+  unsigned i;
 
-  dominators = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, n_basic_blocks);
-  post_dominators = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, n_basic_blocks);
-  calculate_dominance_info (NULL, dominators, CDI_DOMINATORS);
-  calculate_dominance_info (NULL, post_dominators, CDI_POST_DOMINATORS);
+  if (!rtlsimpleloops)
+    scev_initialize (loops_info);
 
   /* Try to predict out blocks in a loop that are not part of a
      natural loop.  */
-  for (i = 0; i < loops_info->num; i++)
+  for (i = 1; i < loops_info->num; i++)
     {
-      int j;
+      basic_block bb, *bbs;
+      unsigned j;
+      unsigned n_exits;
+      struct loop *loop = loops_info->parray[i];
+      struct niter_desc desc;
+      unsigned HOST_WIDE_INT niter;
+      edge *exits;
 
-      for (j = loops_info->array[i].first->index;
-          j <= loops_info->array[i].last->index;
-          ++j)
+      exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
+
+      if (rtlsimpleloops)
        {
-         if (TEST_BIT (loops_info->array[i].nodes, j))
+         iv_analysis_loop_init (loop);
+         find_simple_exit (loop, &desc);
+
+         if (desc.simple_p && desc.const_iter)
            {
-             int header_found = 0;
-             edge e;
-
-             /* Loop branch heuristics - predict as taken an edge back to
-                a loop's head.  */
-             for (e = BASIC_BLOCK(j)->succ; e; e = e->succ_next)
-               if (e->dest == loops_info->array[i].header
-                   && e->src == loops_info->array[i].latch)
-                 {
-                   header_found = 1;
-                   predict_edge_def (e, PRED_LOOP_BRANCH, TAKEN);
-                 }
-             /* Loop exit heuristics - predict as not taken an edge
-                exiting the loop if the conditinal has no loop header
-                successors.  */
-             if (!header_found)
-               for (e = BASIC_BLOCK(j)->succ; e; e = e->succ_next)
-                 if (e->dest->index <= 0
-                     || !TEST_BIT (loops_info->array[i].nodes, e->dest->index))
-                   predict_edge_def (e, PRED_LOOP_EXIT, NOT_TAKEN);
+             int prob;
+             niter = desc.niter + 1;
+             if (niter == 0)        /* We might overflow here.  */
+               niter = desc.niter;
+
+             prob = (REG_BR_PROB_BASE
+                     - (REG_BR_PROB_BASE + niter /2) / niter);
+             /* Branch prediction algorithm gives 0 frequency for everything
+                after the end of loop for loop having 0 probability to finish.  */
+             if (prob == REG_BR_PROB_BASE)
+               prob = REG_BR_PROB_BASE - 1;
+             predict_edge (desc.in_edge, PRED_LOOP_ITERATIONS,
+                           prob);
+           }
+       }
+      else
+       {
+         struct tree_niter_desc niter_desc;
+
+         for (j = 0; j < n_exits; j++)
+           {
+             tree niter = NULL;
+
+             if (number_of_iterations_exit (loop, exits[j], &niter_desc))
+               niter = niter_desc.niter;
+             if (!niter || TREE_CODE (niter_desc.niter) != INTEGER_CST)
+               niter = loop_niter_by_eval (loop, exits[j]);
+
+             if (TREE_CODE (niter) == INTEGER_CST)
+               {
+                 int probability;
+                 if (host_integerp (niter, 1)
+                     && tree_int_cst_lt (niter,
+                                         build_int_cstu (NULL_TREE,
+                                                      REG_BR_PROB_BASE - 1)))
+                   {
+                     HOST_WIDE_INT nitercst = tree_low_cst (niter, 1) + 1;
+                     probability = (REG_BR_PROB_BASE + nitercst / 2) / nitercst;
+                   }
+                 else
+                   probability = 1;
+
+                 predict_edge (exits[j], PRED_LOOP_ITERATIONS, probability);
+               }
+           }
+
+       }
+      free (exits);
+
+      bbs = get_loop_body (loop);
+
+      for (j = 0; j < loop->num_nodes; j++)
+       {
+         int header_found = 0;
+         edge e;
+         edge_iterator ei;
+
+         bb = bbs[j];
+
+         /* Bypass loop heuristics on continue statement.  These
+            statements construct loops via "non-loop" constructs
+            in the source language and are better to be handled
+            separately.  */
+         if ((rtlsimpleloops && !can_predict_insn_p (BB_END (bb)))
+             || predicted_by_p (bb, PRED_CONTINUE))
+           continue;
+
+         /* Loop branch heuristics - predict an edge back to a
+            loop's head as taken.  */
+         if (bb == loop->latch)
+           {
+             e = find_edge (loop->latch, loop->header);
+             if (e)
+               {
+                 header_found = 1;
+                 predict_edge_def (e, PRED_LOOP_BRANCH, TAKEN);
+               }
            }
+
+         /* Loop exit heuristics - predict an edge exiting the loop if the
+            conditional has no loop header successors as not taken.  */
+         if (!header_found)
+           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+             if (e->dest->index < 0
+                 || !flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
+               predict_edge
+                 (e, PRED_LOOP_EXIT,
+                  (REG_BR_PROB_BASE
+                   - predictor_info [(int) PRED_LOOP_EXIT].hitrate)
+                  / n_exits);
        }
+      
+      /* Free basic blocks from get_loop_body.  */
+      free (bbs);
     }
 
+  if (!rtlsimpleloops)
+    scev_finalize ();
+}
+
+/* Attempt to predict probabilities of BB outgoing edges using local
+   properties.  */
+static void
+bb_estimate_probability_locally (basic_block bb)
+{
+  rtx last_insn = BB_END (bb);
+  rtx cond;
+
+  if (! can_predict_insn_p (last_insn))
+    return;
+  cond = get_condition (last_insn, NULL, false, false);
+  if (! cond)
+    return;
+
+  /* Try "pointer heuristic."
+     A comparison ptr == 0 is predicted as false.
+     Similarly, a comparison ptr1 == ptr2 is predicted as false.  */
+  if (COMPARISON_P (cond)
+      && ((REG_P (XEXP (cond, 0)) && REG_POINTER (XEXP (cond, 0)))
+         || (REG_P (XEXP (cond, 1)) && REG_POINTER (XEXP (cond, 1)))))
+    {
+      if (GET_CODE (cond) == EQ)
+       predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, NOT_TAKEN);
+      else if (GET_CODE (cond) == NE)
+       predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, TAKEN);
+    }
+  else
+
+  /* Try "opcode heuristic."
+     EQ tests are usually false and NE tests are usually true. Also,
+     most quantities are positive, so we can make the appropriate guesses
+     about signed comparisons against zero.  */
+    switch (GET_CODE (cond))
+      {
+      case CONST_INT:
+       /* Unconditional branch.  */
+       predict_insn_def (last_insn, PRED_UNCONDITIONAL,
+                         cond == const0_rtx ? NOT_TAKEN : TAKEN);
+       break;
+
+      case EQ:
+      case UNEQ:
+       /* Floating point comparisons appears to behave in a very
+          unpredictable way because of special role of = tests in
+          FP code.  */
+       if (FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (cond, 0))))
+         ;
+       /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
+          nothing useful to predict about them.  */
+       else if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
+                || XEXP (cond, 0) == const0_rtx)
+         ;
+       else
+         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_NONEQUAL, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case NE:
+      case LTGT:
+       /* Floating point comparisons appears to behave in a very
+          unpredictable way because of special role of = tests in
+          FP code.  */
+       if (FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (cond, 0))))
+         ;
+       /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
+          nothing useful to predict about them.  */
+       else if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
+                || XEXP (cond, 0) == const0_rtx)
+         ;
+       else
+         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_NONEQUAL, TAKEN);
+       break;
+
+      case ORDERED:
+       predict_insn_def (last_insn, PRED_FPOPCODE, TAKEN);
+       break;
+
+      case UNORDERED:
+       predict_insn_def (last_insn, PRED_FPOPCODE, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case LE:
+      case LT:
+       if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx || XEXP (cond, 1) == const1_rtx
+           || XEXP (cond, 1) == constm1_rtx)
+         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_POSITIVE, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case GE:
+      case GT:
+       if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx || XEXP (cond, 1) == const1_rtx
+           || XEXP (cond, 1) == constm1_rtx)
+         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE_POSITIVE, TAKEN);
+       break;
+
+      default:
+       break;
+      }
+}
+
+/* Statically estimate the probability that a branch will be taken and produce
+   estimated profile.  When profile feedback is present never executed portions
+   of function gets estimated.  */
+
+void
+estimate_probability (struct loops *loops_info)
+{
+  basic_block bb;
+
+  connect_infinite_loops_to_exit ();
+  calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+  calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
+
+  predict_loops (loops_info, true);
+
+  iv_analysis_done ();
+
   /* Attempt to predict conditional jumps using a number of heuristics.  */
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+  FOR_EACH_BB (bb)
     {
-      basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
-      rtx last_insn = bb->end;
-      rtx cond, earliest;
+      rtx last_insn = BB_END (bb);
       edge e;
+      edge_iterator ei;
 
-      /* If block has no successor, predict all possible paths to
-         it as improbable, as the block contains a call to a noreturn
-        function and thus can be executed only once.  */
-      if (bb->succ == NULL && !found_noreturn)
-       {
-         int y;
-
-         /* ??? Postdominator claims each noreturn block to be postdominated
-            by each, so we need to run only once.  This needs to be changed
-            once postdominace algorithm is updated to say something more sane.
-            */
-         found_noreturn = 1;
-         for (y = 0; y < n_basic_blocks; y++)
-           if (!TEST_BIT (post_dominators[y], i))
-             {
-               for (e = BASIC_BLOCK (y)->succ; e; e = e->succ_next)
-               if (e->dest->index >= 0
-                   && TEST_BIT (post_dominators[e->dest->index], i))
-                 predict_edge_def (e, PRED_NORETURN, NOT_TAKEN);
-             }
-       }
-
-      if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
-         || ! any_condjump_p (last_insn))
+      if (! can_predict_insn_p (last_insn))
        continue;
 
-      for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
        {
-         /* Predict edges to blocks that return immediately to be
-            improbable.  These are usually used to signal error states.  */
-         if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
-             || (e->dest->succ && !e->dest->succ->succ_next
-                 && e->dest->succ->dest == EXIT_BLOCK_PTR))
-           predict_edge_def (e, PRED_ERROR_RETURN, NOT_TAKEN);
-
-         /* Look for block we are guarding (ie we dominate it,
+         /* Predict early returns to be probable, as we've already taken
+            care for error returns and other are often used for fast paths
+            trought function.  */
+         if ((e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
+              || (EDGE_COUNT (e->dest->succs) == 1
+                  && EDGE_SUCC (e->dest, 0)->dest == EXIT_BLOCK_PTR))
+              && !predicted_by_p (bb, PRED_NULL_RETURN)
+              && !predicted_by_p (bb, PRED_CONST_RETURN)
+              && !predicted_by_p (bb, PRED_NEGATIVE_RETURN)
+              && !last_basic_block_p (e->dest))
+           predict_edge_def (e, PRED_EARLY_RETURN, TAKEN);
+
+         /* Look for block we are guarding (i.e. we dominate it,
             but it doesn't postdominate us).  */
-         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
-             && e->dest != bb
-             && TEST_BIT (dominators[e->dest->index], e->src->index)
-             && !TEST_BIT (post_dominators[e->src->index], e->dest->index))
+         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR && e->dest != bb
+             && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src)
+             && !dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->src, e->dest))
            {
              rtx insn;
+
              /* The call heuristic claims that a guarded function call
                 is improbable.  This is because such calls are often used
                 to signal exceptional situations such as printing error
                 messages.  */
-             for (insn = e->dest->head; insn != NEXT_INSN (e->dest->end);
+             for (insn = BB_HEAD (e->dest); insn != NEXT_INSN (BB_END (e->dest));
                   insn = NEXT_INSN (insn))
-               if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
+               if (CALL_P (insn)
                    /* Constant and pure calls are hardly used to signalize
                       something exceptional.  */
                    && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
@@ -427,106 +862,525 @@ estimate_probability (loops_info)
                  }
            }
        }
+      bb_estimate_probability_locally (bb);
+    }
 
-      cond = get_condition (last_insn, &earliest);
-      if (! cond)
-       continue;
+  /* Attach the combined probability to each conditional jump.  */
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    combine_predictions_for_insn (BB_END (bb), bb);
+
+  remove_fake_edges ();
+  estimate_bb_frequencies (loops_info);
+  free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
+  if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
+    profile_status = PROFILE_GUESSED;
+}
 
-      /* Try "pointer heuristic."
-        A comparison ptr == 0 is predicted as false.
-        Similarly, a comparison ptr1 == ptr2 is predicted as false.  */
-      switch (GET_CODE (cond))
+/* Set edge->probability for each successor edge of BB.  */
+void
+guess_outgoing_edge_probabilities (basic_block bb)
+{
+  bb_estimate_probability_locally (bb);
+  combine_predictions_for_insn (BB_END (bb), bb);
+}
+\f
+/* Return constant EXPR will likely have at execution time, NULL if unknown. 
+   The function is used by builtin_expect branch predictor so the evidence
+   must come from this construct and additional possible constant folding.
+  
+   We may want to implement more involved value guess (such as value range
+   propagation based prediction), but such tricks shall go to new
+   implementation.  */
+
+static tree
+expr_expected_value (tree expr, bitmap visited)
+{
+  if (TREE_CONSTANT (expr))
+    return expr;
+  else if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME)
+    {
+      tree def = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
+
+      /* If we were already here, break the infinite cycle.  */
+      if (bitmap_bit_p (visited, SSA_NAME_VERSION (expr)))
+       return NULL;
+      bitmap_set_bit (visited, SSA_NAME_VERSION (expr));
+
+      if (TREE_CODE (def) == PHI_NODE)
        {
-       case EQ:
-         if (GET_CODE (XEXP (cond, 0)) == REG
-             && REG_POINTER (XEXP (cond, 0))
-             && (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
-                 || (GET_CODE (XEXP (cond, 1)) == REG
-                     && REG_POINTER (XEXP (cond, 1)))))
-
-           predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, NOT_TAKEN);
-         break;
-       case NE:
-         if (GET_CODE (XEXP (cond, 0)) == REG
-             && REG_POINTER (XEXP (cond, 0))
-             && (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
-                 || (GET_CODE (XEXP (cond, 1)) == REG
-                     && REG_POINTER (XEXP (cond, 1)))))
-           predict_insn_def (last_insn, PRED_POINTER, TAKEN);
-         break;
+         /* All the arguments of the PHI node must have the same constant
+            length.  */
+         int i;
+         tree val = NULL, new_val;
 
-       default:
-         break;
+         for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (def); i++)
+           {
+             tree arg = PHI_ARG_DEF (def, i);
+
+             /* If this PHI has itself as an argument, we cannot
+                determine the string length of this argument.  However,
+                if we can find an expected constant value for the other
+                PHI args then we can still be sure that this is
+                likely a constant.  So be optimistic and just
+                continue with the next argument.  */
+             if (arg == PHI_RESULT (def))
+               continue;
+
+             new_val = expr_expected_value (arg, visited);
+             if (!new_val)
+               return NULL;
+             if (!val)
+               val = new_val;
+             else if (!operand_equal_p (val, new_val, false))
+               return NULL;
+           }
+         return val;
        }
-
-      /* Try "opcode heuristic."
-        EQ tests are usually false and NE tests are usually true. Also,
-        most quantities are positive, so we can make the appropriate guesses
-        about signed comparisons against zero.  */
-      switch (GET_CODE (cond))
+      if (TREE_CODE (def) != MODIFY_EXPR || TREE_OPERAND (def, 0) != expr)
+       return NULL;
+      return expr_expected_value (TREE_OPERAND (def, 1), visited);
+    }
+  else if (TREE_CODE (expr) == CALL_EXPR)
+    {
+      tree decl = get_callee_fndecl (expr);
+      if (!decl)
+       return NULL;
+      if (DECL_BUILT_IN_CLASS (decl) == BUILT_IN_NORMAL
+         && DECL_FUNCTION_CODE (decl) == BUILT_IN_EXPECT)
        {
-       case CONST_INT:
-         /* Unconditional branch.  */
-         predict_insn_def (last_insn, PRED_UNCONDITIONAL,
-                           cond == const0_rtx ? NOT_TAKEN : TAKEN);
-         break;
+         tree arglist = TREE_OPERAND (expr, 1);
+         tree val;
+
+         if (arglist == NULL_TREE
+             || TREE_CHAIN (arglist) == NULL_TREE)
+           return NULL; 
+         val = TREE_VALUE (TREE_CHAIN (TREE_OPERAND (expr, 1)));
+         if (TREE_CONSTANT (val))
+           return val;
+         return TREE_VALUE (TREE_CHAIN (TREE_OPERAND (expr, 1)));
+       }
+    }
+  if (BINARY_CLASS_P (expr) || COMPARISON_CLASS_P (expr))
+    {
+      tree op0, op1, res;
+      op0 = expr_expected_value (TREE_OPERAND (expr, 0), visited);
+      if (!op0)
+       return NULL;
+      op1 = expr_expected_value (TREE_OPERAND (expr, 1), visited);
+      if (!op1)
+       return NULL;
+      res = fold (build (TREE_CODE (expr), TREE_TYPE (expr), op0, op1));
+      if (TREE_CONSTANT (res))
+       return res;
+      return NULL;
+    }
+  if (UNARY_CLASS_P (expr))
+    {
+      tree op0, res;
+      op0 = expr_expected_value (TREE_OPERAND (expr, 0), visited);
+      if (!op0)
+       return NULL;
+      res = fold (build1 (TREE_CODE (expr), TREE_TYPE (expr), op0));
+      if (TREE_CONSTANT (res))
+       return res;
+      return NULL;
+    }
+  return NULL;
+}
+\f
+/* Get rid of all builtin_expect calls we no longer need.  */
+static void
+strip_builtin_expect (void)
+{
+  basic_block bb;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      block_stmt_iterator bi;
+      for (bi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bi); bsi_next (&bi))
+       {
+         tree stmt = bsi_stmt (bi);
+         tree fndecl;
+         tree arglist;
+
+         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
+             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CALL_EXPR
+             && (fndecl = get_callee_fndecl (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
+             && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
+             && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_EXPECT
+             && (arglist = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (stmt, 1), 1))
+             && TREE_CHAIN (arglist))
+           {
+             TREE_OPERAND (stmt, 1) = TREE_VALUE (arglist);
+             modify_stmt (stmt);
+           }
+       }
+    }
+}
+\f
+/* Predict using opcode of the last statement in basic block.  */
+static void
+tree_predict_by_opcode (basic_block bb)
+{
+  tree stmt = last_stmt (bb);
+  edge then_edge;
+  tree cond;
+  tree op0;
+  tree type;
+  tree val;
+  bitmap visited;
+  edge_iterator ei;
+
+  if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != COND_EXPR)
+    return;
+  FOR_EACH_EDGE (then_edge, ei, bb->succs)
+    if (then_edge->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
+      break;
+  cond = TREE_OPERAND (stmt, 0);
+  if (!COMPARISON_CLASS_P (cond))
+    return;
+  op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
+  type = TREE_TYPE (op0);
+  visited = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  val = expr_expected_value (cond, visited);
+  BITMAP_FREE (visited);
+  if (val)
+    {
+      if (integer_zerop (val))
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, NOT_TAKEN);
+      else
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, TAKEN);
+      return;
+    }
+  /* Try "pointer heuristic."
+     A comparison ptr == 0 is predicted as false.
+     Similarly, a comparison ptr1 == ptr2 is predicted as false.  */
+  if (POINTER_TYPE_P (type))
+    {
+      if (TREE_CODE (cond) == EQ_EXPR)
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_POINTER, NOT_TAKEN);
+      else if (TREE_CODE (cond) == NE_EXPR)
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_POINTER, TAKEN);
+    }
+  else
 
-       case EQ:
-       case UNEQ:
-         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, NOT_TAKEN);
-         break;
-       case NE:
-       case LTGT:
-         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, TAKEN);
-         break;
-       case ORDERED:
-         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, TAKEN);
-         break;
-       case UNORDERED:
-         predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, NOT_TAKEN);
-         break;
-       case LE:
-       case LT:
-         if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
-             || (GET_CODE (XEXP (cond, 1)) == CONST_INT
-                 && INTVAL (XEXP (cond, 1)) == -1))
-           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, NOT_TAKEN);
-         break;
-       case GE:
-       case GT:
-         if (XEXP (cond, 1) == const0_rtx
-             || (GET_CODE (XEXP (cond, 1)) == CONST_INT
-                 && INTVAL (XEXP (cond, 1)) == -1))
-           predict_insn_def (last_insn, PRED_OPCODE, TAKEN);
-         break;
+  /* Try "opcode heuristic."
+     EQ tests are usually false and NE tests are usually true. Also,
+     most quantities are positive, so we can make the appropriate guesses
+     about signed comparisons against zero.  */
+    switch (TREE_CODE (cond))
+      {
+      case EQ_EXPR:
+      case UNEQ_EXPR:
+       /* Floating point comparisons appears to behave in a very
+          unpredictable way because of special role of = tests in
+          FP code.  */
+       if (FLOAT_TYPE_P (type))
+         ;
+       /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
+          nothing useful to predict about them.  */
+       else if (integer_zerop (op0)
+                || integer_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1)))
+         ;
+       else
+         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_NONEQUAL, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case NE_EXPR:
+      case LTGT_EXPR:
+       /* Floating point comparisons appears to behave in a very
+          unpredictable way because of special role of = tests in
+          FP code.  */
+       if (FLOAT_TYPE_P (type))
+         ;
+       /* Comparisons with 0 are often used for booleans and there is
+          nothing useful to predict about them.  */
+       else if (integer_zerop (op0)
+                || integer_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1)))
+         ;
+       else
+         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_NONEQUAL, TAKEN);
+       break;
+
+      case ORDERED_EXPR:
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_FPOPCODE, TAKEN);
+       break;
+
+      case UNORDERED_EXPR:
+       predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_FPOPCODE, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case LE_EXPR:
+      case LT_EXPR:
+       if (integer_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || integer_onep (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || integer_all_onesp (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_onep (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_minus_onep (TREE_OPERAND (cond, 1)))
+         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_POSITIVE, NOT_TAKEN);
+       break;
+
+      case GE_EXPR:
+      case GT_EXPR:
+       if (integer_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || integer_onep (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || integer_all_onesp (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_zerop (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_onep (TREE_OPERAND (cond, 1))
+           || real_minus_onep (TREE_OPERAND (cond, 1)))
+         predict_edge_def (then_edge, PRED_TREE_OPCODE_POSITIVE, TAKEN);
+       break;
+
+      default:
+       break;
+      }
+}
 
-       default:
-         break;
+/* Try to guess whether the value of return means error code.  */
+static enum br_predictor
+return_prediction (tree val, enum prediction *prediction)
+{
+  /* VOID.  */
+  if (!val)
+    return PRED_NO_PREDICTION;
+  /* Different heuristics for pointers and scalars.  */
+  if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
+    {
+      /* NULL is usually not returned.  */
+      if (integer_zerop (val))
+       {
+         *prediction = NOT_TAKEN;
+         return PRED_NULL_RETURN;
+       }
+    }
+  else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
+    {
+      /* Negative return values are often used to indicate
+         errors.  */
+      if (TREE_CODE (val) == INTEGER_CST
+         && tree_int_cst_sgn (val) < 0)
+       {
+         *prediction = NOT_TAKEN;
+         return PRED_NEGATIVE_RETURN;
+       }
+      /* Constant return values seems to be commonly taken.
+         Zero/one often represent booleans so exclude them from the
+        heuristics.  */
+      if (TREE_CONSTANT (val)
+         && (!integer_zerop (val) && !integer_onep (val)))
+       {
+         *prediction = TAKEN;
+         return PRED_NEGATIVE_RETURN;
        }
     }
+  return PRED_NO_PREDICTION;
+}
 
-  /* Attach the combined probability to each conditional jump.  */
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+/* Find the basic block with return expression and look up for possible
+   return value trying to apply RETURN_PREDICTION heuristics.  */
+static void
+apply_return_prediction (int *heads)
+{
+  tree return_stmt;
+  tree return_val;
+  edge e;
+  tree phi;
+  int phi_num_args, i;
+  enum br_predictor pred;
+  enum prediction direction;
+  edge_iterator ei;
+
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
     {
-      rtx last_insn = BLOCK_END (i);
+      return_stmt = last_stmt (e->src);
+      if (TREE_CODE (return_stmt) == RETURN_EXPR)
+       break;
+    }
+  if (!e)
+    return;
+  return_val = TREE_OPERAND (return_stmt, 0);
+  if (!return_val)
+    return;
+  if (TREE_CODE (return_val) == MODIFY_EXPR)
+    return_val = TREE_OPERAND (return_val, 1);
+  if (TREE_CODE (return_val) != SSA_NAME
+      || !SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)
+      || TREE_CODE (SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)) != PHI_NODE)
+    return;
+  phi = SSA_NAME_DEF_STMT (return_val);
+  while (phi)
+    {
+      tree next = PHI_CHAIN (phi);
+      if (PHI_RESULT (phi) == return_val)
+       break;
+      phi = next;
+    }
+  if (!phi)
+    return;
+  phi_num_args = PHI_NUM_ARGS (phi);
+  pred = return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, 0), &direction);
+
+  /* Avoid the degenerate case where all return values form the function
+     belongs to same category (ie they are all positive constants)
+     so we can hardly say something about them.  */
+  for (i = 1; i < phi_num_args; i++)
+    if (pred != return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, i), &direction))
+      break;
+  if (i != phi_num_args)
+    for (i = 0; i < phi_num_args; i++)
+      {
+       pred = return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, i), &direction);
+       if (pred != PRED_NO_PREDICTION)
+         predict_paths_leading_to (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src, heads, pred,
+                                   direction);
+      }
+}
 
-      if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
-         || ! any_condjump_p (last_insn))
-       continue;
-      combine_predictions_for_insn (last_insn, BASIC_BLOCK (i));
+/* Look for basic block that contains unlikely to happen events
+   (such as noreturn calls) and mark all paths leading to execution
+   of this basic blocks as unlikely.  */
+
+static void
+tree_bb_level_predictions (void)
+{
+  basic_block bb;
+  int *heads;
+
+  heads = xmalloc (sizeof (int) * last_basic_block);
+  memset (heads, -1, sizeof (int) * last_basic_block);
+  heads[ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->index] = last_basic_block;
+
+  apply_return_prediction (heads);
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      block_stmt_iterator bsi = bsi_last (bb);
+
+      for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+       {
+         tree stmt = bsi_stmt (bsi);
+         switch (TREE_CODE (stmt))
+           {
+             case MODIFY_EXPR:
+               if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CALL_EXPR)
+                 {
+                   stmt = TREE_OPERAND (stmt, 1);
+                   goto call_expr;
+                 }
+               break;
+             case CALL_EXPR:
+call_expr:;
+               if (call_expr_flags (stmt) & ECF_NORETURN)
+                 predict_paths_leading_to (bb, heads, PRED_NORETURN,
+                                           NOT_TAKEN);
+               break;
+             default:
+               break;
+           }
+       }
     }
-  sbitmap_vector_free (post_dominators);
-  sbitmap_vector_free (dominators);
 
-  estimate_bb_frequencies (loops_info);
+  free (heads);
+}
+
+/* Predict branch probabilities and estimate profile of the tree CFG.  */
+static void
+tree_estimate_probability (void)
+{
+  basic_block bb;
+  struct loops loops_info;
+
+  flow_loops_find (&loops_info);
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    flow_loops_dump (&loops_info, dump_file, NULL, 0);
+
+  add_noreturn_fake_exit_edges ();
+  connect_infinite_loops_to_exit ();
+  calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+  calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
+
+  tree_bb_level_predictions ();
+
+  mark_irreducible_loops (&loops_info);
+  predict_loops (&loops_info, false);
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      edge e;
+      edge_iterator ei;
+
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
+       {
+         /* Predict early returns to be probable, as we've already taken
+            care for error returns and other cases are often used for
+            fast paths trought function.  */
+         if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR
+             && TREE_CODE (last_stmt (bb)) == RETURN_EXPR
+             && EDGE_COUNT (bb->preds) > 1)
+           {
+             edge e1;
+             edge_iterator ei1;
+
+             FOR_EACH_EDGE (e1, ei1, bb->preds)
+               if (!predicted_by_p (e1->src, PRED_NULL_RETURN)
+                   && !predicted_by_p (e1->src, PRED_CONST_RETURN)
+                   && !predicted_by_p (e1->src, PRED_NEGATIVE_RETURN)
+                   && !last_basic_block_p (e1->src))
+                 predict_edge_def (e1, PRED_TREE_EARLY_RETURN, NOT_TAKEN);
+           }
+
+         /* Look for block we are guarding (ie we dominate it,
+            but it doesn't postdominate us).  */
+         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR && e->dest != bb
+             && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src)
+             && !dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->src, e->dest))
+           {
+             block_stmt_iterator bi;
+
+             /* The call heuristic claims that a guarded function call
+                is improbable.  This is because such calls are often used
+                to signal exceptional situations such as printing error
+                messages.  */
+             for (bi = bsi_start (e->dest); !bsi_end_p (bi);
+                  bsi_next (&bi))
+               {
+                 tree stmt = bsi_stmt (bi);
+                 if ((TREE_CODE (stmt) == CALL_EXPR
+                      || (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
+                          && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == CALL_EXPR))
+                     /* Constant and pure calls are hardly used to signalize
+                        something exceptional.  */
+                     && TREE_SIDE_EFFECTS (stmt))
+                   {
+                     predict_edge_def (e, PRED_CALL, NOT_TAKEN);
+                     break;
+                   }
+               }
+           }
+       }
+      tree_predict_by_opcode (bb);
+    }
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    combine_predictions_for_bb (dump_file, bb);
+
+  if (0)  /* FIXME: Enable once we are pass down the profile to RTL level.  */
+    strip_builtin_expect ();
+  estimate_bb_frequencies (&loops_info);
+  free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
+  remove_fake_exit_edges ();
+  flow_loops_free (&loops_info);
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    dump_tree_cfg (dump_file, dump_flags);
+  if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
+    profile_status = PROFILE_GUESSED;
 }
 \f
-/* __builtin_expect dropped tokens into the insn stream describing
-   expected values of registers.  Generate branch probabilities
-   based off these values.  */
+/* __builtin_expect dropped tokens into the insn stream describing expected
+   values of registers.  Generate branch probabilities based off these
+   values.  */
 
 void
-expected_value_to_br_prob ()
+expected_value_to_br_prob (void)
 {
   rtx insn, cond, ev = NULL_RTX, ev_reg = NULL_RTX;
 
@@ -549,20 +1403,19 @@ expected_value_to_br_prob ()
          ev = NULL_RTX;
          continue;
 
+       case JUMP_INSN:
+         /* Look for simple conditional branches.  If we haven't got an
+            expected value yet, no point going further.  */
+         if (!JUMP_P (insn) || ev == NULL_RTX
+             || ! any_condjump_p (insn))
+           continue;
+         break;
+
        default:
          /* Look for insns that clobber the EV register.  */
          if (ev && reg_set_p (ev_reg, insn))
            ev = NULL_RTX;
          continue;
-
-       case JUMP_INSN:
-         /* Look for simple conditional branches.  If we havn't got an
-            expected value yet, no point going further.  */
-         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN || ev == NULL_RTX)
-           continue;
-         if (! any_condjump_p (insn))
-           continue;
-         break;
        }
 
       /* Collect the branch condition, hopefully relative to EV_REG.  */
@@ -575,9 +1428,9 @@ expected_value_to_br_prob ()
                (lt r70, r71)
         Could use cselib to try and reduce this further.  */
       cond = XEXP (SET_SRC (pc_set (insn)), 0);
-      cond = canonicalize_condition (insn, cond, 0, NULL, ev_reg);
-      if (! cond
-         || XEXP (cond, 0) != ev_reg
+      cond = canonicalize_condition (insn, cond, 0, NULL, ev_reg,
+                                    false, false);
+      if (! cond || XEXP (cond, 0) != ev_reg
          || GET_CODE (XEXP (cond, 1)) != CONST_INT)
        continue;
 
@@ -596,22 +1449,90 @@ expected_value_to_br_prob ()
     }
 }
 \f
+/* Check whether this is the last basic block of function.  Commonly
+   there is one extra common cleanup block.  */
+static bool
+last_basic_block_p (basic_block bb)
+{
+  if (bb == EXIT_BLOCK_PTR)
+    return false;
+
+  return (bb->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR
+         || (bb->next_bb->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR
+             && EDGE_COUNT (bb->succs) == 1
+             && EDGE_SUCC (bb, 0)->dest->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR));
+}
+
+/* Sets branch probabilities according to PREDiction and
+   FLAGS. HEADS[bb->index] should be index of basic block in that we
+   need to alter branch predictions (i.e. the first of our dominators
+   such that we do not post-dominate it) (but we fill this information
+   on demand, so -1 may be there in case this was not needed yet).  */
+
+static void
+predict_paths_leading_to (basic_block bb, int *heads, enum br_predictor pred,
+                         enum prediction taken)
+{
+  edge e;
+  edge_iterator ei;
+  int y;
+
+  if (heads[bb->index] < 0)
+    {
+      /* This is first time we need this field in heads array; so
+         find first dominator that we do not post-dominate (we are
+         using already known members of heads array).  */
+      basic_block ai = bb;
+      basic_block next_ai = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb);
+      int head;
+
+      while (heads[next_ai->index] < 0)
+       {
+         if (!dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, next_ai, bb))
+           break;
+         heads[next_ai->index] = ai->index;
+         ai = next_ai;
+         next_ai = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, next_ai);
+       }
+      if (!dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, next_ai, bb))
+       head = next_ai->index;
+      else
+       head = heads[next_ai->index];
+      while (next_ai != bb)
+       {
+         next_ai = ai;
+         if (heads[ai->index] == ENTRY_BLOCK)
+           ai = ENTRY_BLOCK_PTR;
+         else
+           ai = BASIC_BLOCK (heads[ai->index]);
+         heads[next_ai->index] = head;
+       }
+    }
+  y = heads[bb->index];
+
+  /* Now find the edge that leads to our branch and aply the prediction.  */
+
+  if (y == last_basic_block)
+    return;
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, BASIC_BLOCK (y)->succs)
+    if (e->dest->index >= 0
+       && dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->dest, bb))
+      predict_edge_def (e, pred, taken);
+}
+\f
 /* This is used to carry information about basic blocks.  It is
    attached to the AUX field of the standard CFG block.  */
 
 typedef struct block_info_def
 {
   /* Estimated frequency of execution of basic_block.  */
-  double frequency;
+  sreal frequency;
 
   /* To keep queue of basic blocks to process.  */
   basic_block next;
 
-  /* True if block needs to be visited in prop_freqency.  */
-  int tovisit:1;
-
   /* Number of predecessors we need to visit first.  */
-  int npredecesors;
+  int npredecessors;
 } *block_info;
 
 /* Similar information for edges.  */
@@ -620,50 +1541,68 @@ typedef struct edge_info_def
   /* In case edge is an loopback edge, the probability edge will be reached
      in case header is.  Estimated number of iterations of the loop can be
      then computed as 1 / (1 - back_edge_prob).  */
-  double back_edge_prob;
+  sreal back_edge_prob;
   /* True if the edge is an loopback edge in the natural loop.  */
-  int back_edge:1;
+  unsigned int back_edge:1;
 } *edge_info;
 
 #define BLOCK_INFO(B)  ((block_info) (B)->aux)
 #define EDGE_INFO(E)   ((edge_info) (E)->aux)
 
 /* Helper function for estimate_bb_frequencies.
-   Propagate the frequencies for loops headed by HEAD.  */
+   Propagate the frequencies for LOOP.  */
+
 static void
-propagate_freq (head)
-     basic_block head;
+propagate_freq (struct loop *loop, bitmap tovisit)
 {
-  basic_block bb = head;
-  basic_block last = bb;
+  basic_block head = loop->header;
+  basic_block bb;
+  basic_block last;
+  unsigned i;
   edge e;
   basic_block nextbb;
-  int n;
+  bitmap_iterator bi;
 
   /* For each basic block we need to visit count number of his predecessors
      we need to visit first.  */
-  for (n = 0; n < n_basic_blocks; n++)
+  EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tovisit, 0, i, bi)
     {
-      basic_block bb = BASIC_BLOCK (n);
-      if (BLOCK_INFO (bb)->tovisit)
+      edge_iterator ei;
+      int count = 0;
+
+       /* The outermost "loop" includes the exit block, which we can not
+         look up via BASIC_BLOCK.  Detect this and use EXIT_BLOCK_PTR
+         directly.  Do the same for the entry block.  */
+     if (i == (unsigned)ENTRY_BLOCK)
+       bb = ENTRY_BLOCK_PTR;
+     else if (i == (unsigned)EXIT_BLOCK)
+       bb = EXIT_BLOCK_PTR;
+     else
+       bb = BASIC_BLOCK (i);
+
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
        {
-         int count = 0;
-         for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
-           if (BLOCK_INFO (e->src)->tovisit && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
-             count++;
-           else if (BLOCK_INFO (e->src)->tovisit
-                    && rtl_dump_file && !EDGE_INFO (e)->back_edge)
-             fprintf (rtl_dump_file,
-                      "Irreducible region hit, ignoring edge to %i->%i\n",
-                      e->src->index, bb->index);
-         BLOCK_INFO (bb)->npredecesors = count;
+         bool visit = bitmap_bit_p (tovisit, e->src->index);
+
+         if (visit && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
+           count++;
+         else if (visit && dump_file && !EDGE_INFO (e)->back_edge)
+           fprintf (dump_file,
+                    "Irreducible region hit, ignoring edge to %i->%i\n",
+                    e->src->index, bb->index);
        }
+      BLOCK_INFO (bb)->npredecessors = count;
     }
 
-  BLOCK_INFO (head)->frequency = 1;
-  for (; bb; bb = nextbb)
+  memcpy (&BLOCK_INFO (head)->frequency, &real_one, sizeof (real_one));
+  last = head;
+  for (bb = head; bb; bb = nextbb)
     {
-      double cyclic_probability = 0, frequency = 0;
+      edge_iterator ei;
+      sreal cyclic_probability, frequency;
+
+      memcpy (&cyclic_probability, &real_zero, sizeof (real_zero));
+      memcpy (&frequency, &real_zero, sizeof (real_zero));
 
       nextbb = BLOCK_INFO (bb)->next;
       BLOCK_INFO (bb)->next = NULL;
@@ -672,128 +1611,149 @@ propagate_freq (head)
       if (bb != head)
        {
 #ifdef ENABLE_CHECKING
-         for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
-           if (BLOCK_INFO (e->src)->tovisit && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
+           if (bitmap_bit_p (tovisit, e->src->index)
+               && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
              abort ();
 #endif
 
-         for (e = bb->pred; e; e = e->pred_next)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
            if (EDGE_INFO (e)->back_edge)
-             cyclic_probability += EDGE_INFO (e)->back_edge_prob;
+             {
+               sreal_add (&cyclic_probability, &cyclic_probability,
+                          &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob);
+             }
            else if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
-             frequency += (e->probability
-                           * BLOCK_INFO (e->src)->frequency /
-                           REG_BR_PROB_BASE);
+             {
+               sreal tmp;
+
+               /*  frequency += (e->probability
+                                 * BLOCK_INFO (e->src)->frequency /
+                                 REG_BR_PROB_BASE);  */
 
-         if (cyclic_probability > 1.0 - 1.0 / REG_BR_PROB_BASE)
-           cyclic_probability = 1.0 - 1.0 / REG_BR_PROB_BASE;
+               sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
+               sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (e->src)->frequency);
+               sreal_mul (&tmp, &tmp, &real_inv_br_prob_base);
+               sreal_add (&frequency, &frequency, &tmp);
+             }
 
-         BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency / (1 - cyclic_probability);
+         if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_zero) == 0)
+           {
+             memcpy (&BLOCK_INFO (bb)->frequency, &frequency,
+                     sizeof (frequency));
+           }
+         else
+           {
+             if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_almost_one) > 0)
+               {
+                 memcpy (&cyclic_probability, &real_almost_one,
+                         sizeof (real_almost_one));
+               }
+
+             /* BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency
+                                             / (1 - cyclic_probability) */
+
+             sreal_sub (&cyclic_probability, &real_one, &cyclic_probability);
+             sreal_div (&BLOCK_INFO (bb)->frequency,
+                        &frequency, &cyclic_probability);
+           }
        }
 
-      BLOCK_INFO (bb)->tovisit = 0;
+      bitmap_clear_bit (tovisit, bb->index);
 
-      /* Compute back edge frequencies.  */
-      for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
-       if (e->dest == head)
-         EDGE_INFO (e)->back_edge_prob = (e->probability
-                                          * BLOCK_INFO (bb)->frequency
-                                          / REG_BR_PROB_BASE);
+      e = find_edge (bb, head);
+      if (e)
+       {
+         sreal tmp;
+           
+         /* EDGE_INFO (e)->back_edge_prob
+            = ((e->probability * BLOCK_INFO (bb)->frequency)
+            / REG_BR_PROB_BASE); */
+           
+         sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
+         sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency);
+         sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
+                    &tmp, &real_inv_br_prob_base);
+       }
 
       /* Propagate to successor blocks.  */
-      for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
        if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK)
-           && BLOCK_INFO (e->dest)->npredecesors)
+           && BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors)
          {
-           BLOCK_INFO (e->dest)->npredecesors--;
-           if (!BLOCK_INFO (e->dest)->npredecesors)
+           BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors--;
+           if (!BLOCK_INFO (e->dest)->npredecessors)
              {
                if (!nextbb)
                  nextbb = e->dest;
                else
                  BLOCK_INFO (last)->next = e->dest;
+               
                last = e->dest;
              }
-          }
+         }
     }
 }
 
 /* Estimate probabilities of loopback edges in loops at same nest level.  */
+
 static void
-estimate_loops_at_level (first_loop)
-     struct loop *first_loop;
+estimate_loops_at_level (struct loop *first_loop, bitmap tovisit)
 {
-  struct loop *l, *loop = first_loop;
+  struct loop *loop;
 
   for (loop = first_loop; loop; loop = loop->next)
     {
-      int n;
       edge e;
+      basic_block *bbs;
+      unsigned i;
 
-      estimate_loops_at_level (loop->inner);
-
-      /* Find current loop back edge and mark it.  */
-      for (e = loop->latch->succ; e->dest != loop->header; e = e->succ_next);
-
-      EDGE_INFO (e)->back_edge = 1;
+      estimate_loops_at_level (loop->inner, tovisit);
 
-      /* In case the loop header is shared, ensure that it is the last
-        one sharing the same header, so we avoid redundant work.  */
-      if (loop->shared)
+      /* Do not do this for dummy function loop.  */
+      if (EDGE_COUNT (loop->latch->succs) > 0)
        {
-         for (l = loop->next; l; l = l->next)
-           if (l->header == loop->header)
-             break;
-         if (l)
-           continue;
-       }
-
-      /* Now merge all nodes of all loops with given header as not visited.  */
-      for (l = loop->shared ? first_loop : loop; l != loop->next; l = l->next)
-       if (loop->header == l->header)
-         EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (l->nodes, 0, n,
-                                    BLOCK_INFO (BASIC_BLOCK (n))->tovisit = 1
-                                    );
-      propagate_freq (loop->header);
+         /* Find current loop back edge and mark it.  */
+         e = loop_latch_edge (loop);
+         EDGE_INFO (e)->back_edge = 1;
+       }
+
+      bbs = get_loop_body (loop);
+      for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
+       bitmap_set_bit (tovisit, bbs[i]->index);
+      free (bbs);
+      propagate_freq (loop, tovisit);
     }
 }
 
-/* Convert counts measured by profile driven feedback to frequencies.  */
-static void
-counts_to_freqs ()
+/* Convert counts measured by profile driven feedback to frequencies.
+   Return nonzero iff there was any nonzero execution count.  */
+
+int
+counts_to_freqs (void)
 {
-  HOST_WIDEST_INT count_max = 1;
-  int i;
+  gcov_type count_max, true_count_max = 0;
+  basic_block bb;
 
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
-    if (BASIC_BLOCK (i)->count > count_max)
-      count_max = BASIC_BLOCK (i)->count;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    true_count_max = MAX (bb->count, true_count_max);
 
-  for (i = -2; i < n_basic_blocks; i++)
-    {
-      basic_block bb;
-      if (i == -2)
-       bb = ENTRY_BLOCK_PTR;
-      else if (i == -1)
-       bb = EXIT_BLOCK_PTR;
-      else
-       bb = BASIC_BLOCK (i);
-      bb->frequency = ((bb->count * BB_FREQ_MAX + count_max / 2)
-                      / count_max);
-    }
+  count_max = MAX (true_count_max, 1);
+  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
+    bb->frequency = (bb->count * BB_FREQ_MAX + count_max / 2) / count_max;
+  return true_count_max;
 }
 
-/* Return true if function is likely to be expensive, so there is no point
-   to optimizer performance of prologue, epilogue or do inlining at the
-   expense of code size growth.  THRESHOLD is the limit of number
-   of isntructions function can execute at average to be still considered
-   not expensive.  */
+/* Return true if function is likely to be expensive, so there is no point to
+   optimize performance of prologue, epilogue or do inlining at the expense
+   of code size growth.  THRESHOLD is the limit of number of instructions
+   function can execute at average to be still considered not expensive.  */
+
 bool
-expensive_function_p (threshold)
-       int threshold;
+expensive_function_p (int threshold)
 {
   unsigned int sum = 0;
-  int i;
+  basic_block bb;
   unsigned int limit;
 
   /* We can not compute accurately for large thresholds due to scaled
@@ -806,134 +1766,164 @@ expensive_function_p (threshold)
      is available and function has not been executed at all.  */
   if (ENTRY_BLOCK_PTR->frequency == 0)
     return true;
-    
+
   /* Maximally BB_FREQ_MAX^2 so overflow won't happen.  */
   limit = ENTRY_BLOCK_PTR->frequency * threshold;
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+  FOR_EACH_BB (bb)
     {
-      basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
       rtx insn;
 
-      for (insn = bb->head; insn != NEXT_INSN (bb->end);
+      for (insn = BB_HEAD (bb); insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
           insn = NEXT_INSN (insn))
-       {
-         if (active_insn_p (insn))
-           {
-             sum += bb->frequency;
-             if (sum > limit)
-               return true;
-           }
+       if (active_insn_p (insn))
+         {
+           sum += bb->frequency;
+           if (sum > limit)
+             return true;
        }
     }
+
   return false;
 }
 
 /* Estimate basic blocks frequency by given branch probabilities.  */
+
 static void
-estimate_bb_frequencies (loops)
-     struct loops *loops;
+estimate_bb_frequencies (struct loops *loops)
 {
-  int i;
-  double freq_max = 0;
+  basic_block bb;
+  sreal freq_max;
 
-  mark_dfs_back_edges ();
-  if (flag_branch_probabilities)
+  if (!flag_branch_probabilities || !counts_to_freqs ())
     {
-      counts_to_freqs ();
-      return;
-    }
+      static int real_values_initialized = 0;
+      bitmap tovisit;
+
+      if (!real_values_initialized)
+        {
+         real_values_initialized = 1;
+         sreal_init (&real_zero, 0, 0);
+         sreal_init (&real_one, 1, 0);
+         sreal_init (&real_br_prob_base, REG_BR_PROB_BASE, 0);
+         sreal_init (&real_bb_freq_max, BB_FREQ_MAX, 0);
+         sreal_init (&real_one_half, 1, -1);
+         sreal_div (&real_inv_br_prob_base, &real_one, &real_br_prob_base);
+         sreal_sub (&real_almost_one, &real_one, &real_inv_br_prob_base);
+       }
 
-  /* Fill in the probability values in flowgraph based on the REG_BR_PROB
-     notes.  */
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
-    {
-      rtx last_insn = BLOCK_END (i);
-      int probability;
-      edge fallthru, branch;
+      mark_dfs_back_edges ();
 
-      if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN || !any_condjump_p (last_insn)
-         /* Avoid handling of conditional jumps jumping to fallthru edge.  */
-         || BASIC_BLOCK (i)->succ->succ_next == NULL)
+      EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR, 0)->probability = REG_BR_PROB_BASE;
+
+      /* Set up block info for each basic block.  */
+      tovisit = BITMAP_ALLOC (NULL);
+      alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
+      alloc_aux_for_edges (sizeof (struct edge_info_def));
+      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
        {
-         /* We can predict only conditional jumps at the moment.
-            Expect each edge to be equally probable.
-            ?? In the future we want to make abnormal edges improbable.  */
-         int nedges = 0;
          edge e;
+         edge_iterator ei;
 
-         for (e = BASIC_BLOCK (i)->succ; e; e = e->succ_next)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
            {
-             nedges++;
-             if (e->probability != 0)
-               break;
+             sreal_init (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob, e->probability, 0);
+             sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
+                        &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
+                        &real_inv_br_prob_base);
            }
-         if (!e)
-           for (e = BASIC_BLOCK (i)->succ; e; e = e->succ_next)
-             e->probability = (REG_BR_PROB_BASE + nedges / 2) / nedges;
        }
-      else
+
+      /* First compute probabilities locally for each loop from innermost
+         to outermost to examine probabilities for back edges.  */
+      estimate_loops_at_level (loops->tree_root, tovisit);
+
+      memcpy (&freq_max, &real_zero, sizeof (real_zero));
+      FOR_EACH_BB (bb)
+       if (sreal_compare (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency) < 0)
+         memcpy (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, sizeof (freq_max));
+
+      sreal_div (&freq_max, &real_bb_freq_max, &freq_max);
+      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
        {
-         probability = INTVAL (XEXP (find_reg_note (last_insn,
-                                                    REG_BR_PROB, 0), 0));
-         fallthru = BASIC_BLOCK (i)->succ;
-         if (!fallthru->flags & EDGE_FALLTHRU)
-           fallthru = fallthru->succ_next;
-         branch = BASIC_BLOCK (i)->succ;
-         if (branch->flags & EDGE_FALLTHRU)
-           branch = branch->succ_next;
-
-         branch->probability = probability;
-         fallthru->probability = REG_BR_PROB_BASE - probability;
+         sreal tmp;
+
+         sreal_mul (&tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, &freq_max);
+         sreal_add (&tmp, &tmp, &real_one_half);
+         bb->frequency = sreal_to_int (&tmp);
        }
+
+      free_aux_for_blocks ();
+      free_aux_for_edges ();
+      BITMAP_FREE (tovisit);
     }
-  ENTRY_BLOCK_PTR->succ->probability = REG_BR_PROB_BASE;
+  compute_function_frequency ();
+  if (flag_reorder_functions)
+    choose_function_section ();
+}
 
-  /* Set up block info for each basic block.  */
-  alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
-  alloc_aux_for_edges (sizeof (struct edge_info_def));
-  for (i = -2; i < n_basic_blocks; i++)
-    {
-      edge e;
-      basic_block bb;
+/* Decide whether function is hot, cold or unlikely executed.  */
+static void
+compute_function_frequency (void)
+{
+  basic_block bb;
 
-      if (i == -2)
-       bb = ENTRY_BLOCK_PTR;
-      else if (i == -1)
-       bb = EXIT_BLOCK_PTR;
-      else
-       bb = BASIC_BLOCK (i);
-      BLOCK_INFO (bb)->tovisit = 0;
-      for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
-       EDGE_INFO (e)->back_edge_prob = ((double) e->probability
-                                        / REG_BR_PROB_BASE);
-    }
-  /* First compute probabilities locally for each loop from innermost
-     to outermost to examine probabilities for back edges.  */
-  estimate_loops_at_level (loops->tree_root);
-
-  /* Now fake loop around whole function to finalize probabilities.  */
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
-    BLOCK_INFO (BASIC_BLOCK (i))->tovisit = 1;
-  BLOCK_INFO (ENTRY_BLOCK_PTR)->tovisit = 1;
-  BLOCK_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->tovisit = 1;
-  propagate_freq (ENTRY_BLOCK_PTR);
-
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
-    if (BLOCK_INFO (BASIC_BLOCK (i))->frequency > freq_max)
-      freq_max = BLOCK_INFO (BASIC_BLOCK (i))->frequency;
-  for (i = -2; i < n_basic_blocks; i++)
-    {
-      basic_block bb;
-      if (i == -2)
-       bb = ENTRY_BLOCK_PTR;
-      else if (i == -1)
-       bb = EXIT_BLOCK_PTR;
-      else
-       bb = BASIC_BLOCK (i);
-      bb->frequency = (BLOCK_INFO (bb)->frequency * BB_FREQ_MAX / freq_max
-                      + 0.5);
+  if (!profile_info || !flag_branch_probabilities)
+    return;
+  cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      if (maybe_hot_bb_p (bb))
+       {
+         cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_HOT;
+         return;
+       }
+      if (!probably_never_executed_bb_p (bb))
+       cfun->function_frequency = FUNCTION_FREQUENCY_NORMAL;
     }
+}
+
+/* Choose appropriate section for the function.  */
+static void
+choose_function_section (void)
+{
+  if (DECL_SECTION_NAME (current_function_decl)
+      || !targetm.have_named_sections
+      /* Theoretically we can split the gnu.linkonce text section too,
+        but this requires more work as the frequency needs to match
+        for all generated objects so we need to merge the frequency
+        of all instances.  For now just never set frequency for these.  */
+      || DECL_ONE_ONLY (current_function_decl))
+    return;
+
+  /* If we are doing the partitioning optimization, let the optimization
+     choose the correct section into which to put things.  */
 
-  free_aux_for_blocks ();
-  free_aux_for_edges ();
+  if (flag_reorder_blocks_and_partition)
+    return;
+
+  if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_HOT)
+    DECL_SECTION_NAME (current_function_decl) =
+      build_string (strlen (HOT_TEXT_SECTION_NAME), HOT_TEXT_SECTION_NAME);
+  if (cfun->function_frequency == FUNCTION_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)
+    DECL_SECTION_NAME (current_function_decl) =
+      build_string (strlen (UNLIKELY_EXECUTED_TEXT_SECTION_NAME),
+                   UNLIKELY_EXECUTED_TEXT_SECTION_NAME);
 }
+
+
+struct tree_opt_pass pass_profile = 
+{
+  "profile",                           /* name */
+  NULL,                                        /* gate */
+  tree_estimate_probability,           /* execute */
+  NULL,                                        /* sub */
+  NULL,                                        /* next */
+  0,                                   /* static_pass_number */
+  TV_BRANCH_PROB,                      /* tv_id */
+  PROP_cfg,                            /* properties_required */
+  0,                                   /* properties_provided */
+  0,                                   /* properties_destroyed */
+  0,                                   /* todo_flags_start */
+  TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa,                  /* todo_flags_finish */
+  0                                    /* letter */
+};