[Ada] Fix wrong value of 'Size for slices of bit-packed arrays
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / bb-reorder.c
1 /* Basic block reordering routines for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 2000-2019 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GCC.
5
6    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
7    under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
13    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
14    License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* This file contains the "reorder blocks" pass, which changes the control
21    flow of a function to encounter fewer branches; the "partition blocks"
22    pass, which divides the basic blocks into "hot" and "cold" partitions,
23    which are kept separate; and the "duplicate computed gotos" pass, which
24    duplicates blocks ending in an indirect jump.
25
26    There are two algorithms for "reorder blocks": the "simple" algorithm,
27    which just rearranges blocks, trying to minimize the number of executed
28    unconditional branches; and the "software trace cache" algorithm, which
29    also copies code, and in general tries a lot harder to have long linear
30    pieces of machine code executed.  This algorithm is described next.  */
31
32 /* This (greedy) algorithm constructs traces in several rounds.
33    The construction starts from "seeds".  The seed for the first round
34    is the entry point of the function.  When there are more than one seed,
35    the one with the lowest key in the heap is selected first (see bb_to_key).
36    Then the algorithm repeatedly adds the most probable successor to the end
37    of a trace.  Finally it connects the traces.
38
39    There are two parameters: Branch Threshold and Exec Threshold.
40    If the probability of an edge to a successor of the current basic block is
41    lower than Branch Threshold or its count is lower than Exec Threshold,
42    then the successor will be the seed in one of the next rounds.
43    Each round has these parameters lower than the previous one.
44    The last round has to have these parameters set to zero so that the
45    remaining blocks are picked up.
46
47    The algorithm selects the most probable successor from all unvisited
48    successors and successors that have been added to this trace.
49    The other successors (that has not been "sent" to the next round) will be
50    other seeds for this round and the secondary traces will start from them.
51    If the successor has not been visited in this trace, it is added to the
52    trace (however, there is some heuristic for simple branches).
53    If the successor has been visited in this trace, a loop has been found.
54    If the loop has many iterations, the loop is rotated so that the source
55    block of the most probable edge going out of the loop is the last block
56    of the trace.
57    If the loop has few iterations and there is no edge from the last block of
58    the loop going out of the loop, the loop header is duplicated.
59
60    When connecting traces, the algorithm first checks whether there is an edge
61    from the last block of a trace to the first block of another trace.
62    When there are still some unconnected traces it checks whether there exists
63    a basic block BB such that BB is a successor of the last block of a trace
64    and BB is a predecessor of the first block of another trace.  In this case,
65    BB is duplicated, added at the end of the first trace and the traces are
66    connected through it.
67    The rest of traces are simply connected so there will be a jump to the
68    beginning of the rest of traces.
69
70    The above description is for the full algorithm, which is used when the
71    function is optimized for speed.  When the function is optimized for size,
72    in order to reduce long jumps and connect more fallthru edges, the
73    algorithm is modified as follows:
74    (1) Break long traces to short ones.  A trace is broken at a block that has
75    multiple predecessors/ successors during trace discovery.  When connecting
76    traces, only connect Trace n with Trace n + 1.  This change reduces most
77    long jumps compared with the above algorithm.
78    (2) Ignore the edge probability and count for fallthru edges.
79    (3) Keep the original order of blocks when there is no chance to fall
80    through.  We rely on the results of cfg_cleanup.
81
82    To implement the change for code size optimization, block's index is
83    selected as the key and all traces are found in one round.
84
85    References:
86
87    "Software Trace Cache"
88    A. Ramirez, J. Larriba-Pey, C. Navarro, J. Torrellas and M. Valero; 1999
89    http://citeseer.nj.nec.com/15361.html
90
91 */
92
93 #include "config.h"
94 #include "system.h"
95 #include "coretypes.h"
96 #include "backend.h"
97 #include "target.h"
98 #include "rtl.h"
99 #include "tree.h"
100 #include "cfghooks.h"
101 #include "df.h"
102 #include "memmodel.h"
103 #include "optabs.h"
104 #include "regs.h"
105 #include "emit-rtl.h"
106 #include "output.h"
107 #include "expr.h"
108 #include "params.h"
109 #include "tree-pass.h"
110 #include "cfgrtl.h"
111 #include "cfganal.h"
112 #include "cfgbuild.h"
113 #include "cfgcleanup.h"
114 #include "bb-reorder.h"
115 #include "except.h"
116 #include "fibonacci_heap.h"
117 #include "stringpool.h"
118 #include "attribs.h"
119 #include "common/common-target.h"
120
121 /* The number of rounds.  In most cases there will only be 4 rounds, but
122    when partitioning hot and cold basic blocks into separate sections of
123    the object file there will be an extra round.  */
124 #define N_ROUNDS 5
125
126 struct target_bb_reorder default_target_bb_reorder;
127 #if SWITCHABLE_TARGET
128 struct target_bb_reorder *this_target_bb_reorder = &default_target_bb_reorder;
129 #endif
130
131 #define uncond_jump_length \
132   (this_target_bb_reorder->x_uncond_jump_length)
133
134 /* Branch thresholds in thousandths (per mille) of the REG_BR_PROB_BASE.  */
135 static const int branch_threshold[N_ROUNDS] = {400, 200, 100, 0, 0};
136
137 /* Exec thresholds in thousandths (per mille) of the count of bb 0.  */
138 static const int exec_threshold[N_ROUNDS] = {500, 200, 50, 0, 0};
139
140 /* If edge count is lower than DUPLICATION_THRESHOLD per mille of entry
141    block the edge destination is not duplicated while connecting traces.  */
142 #define DUPLICATION_THRESHOLD 100
143
144 typedef fibonacci_heap <long, basic_block_def> bb_heap_t;
145 typedef fibonacci_node <long, basic_block_def> bb_heap_node_t;
146
147 /* Structure to hold needed information for each basic block.  */
148 struct bbro_basic_block_data
149 {
150   /* Which trace is the bb start of (-1 means it is not a start of any).  */
151   int start_of_trace;
152
153   /* Which trace is the bb end of (-1 means it is not an end of any).  */
154   int end_of_trace;
155
156   /* Which trace is the bb in?  */
157   int in_trace;
158
159   /* Which trace was this bb visited in?  */
160   int visited;
161
162   /* Cached maximum frequency of interesting incoming edges.
163      Minus one means not yet computed.  */
164   int priority;
165
166   /* Which heap is BB in (if any)?  */
167   bb_heap_t *heap;
168
169   /* Which heap node is BB in (if any)?  */
170   bb_heap_node_t *node;
171 };
172
173 /* The current size of the following dynamic array.  */
174 static int array_size;
175
176 /* The array which holds needed information for basic blocks.  */
177 static bbro_basic_block_data *bbd;
178
179 /* To avoid frequent reallocation the size of arrays is greater than needed,
180    the number of elements is (not less than) 1.25 * size_wanted.  */
181 #define GET_ARRAY_SIZE(X) ((((X) / 4) + 1) * 5)
182
183 /* Free the memory and set the pointer to NULL.  */
184 #define FREE(P) (gcc_assert (P), free (P), P = 0)
185
186 /* Structure for holding information about a trace.  */
187 struct trace
188 {
189   /* First and last basic block of the trace.  */
190   basic_block first, last;
191
192   /* The round of the STC creation which this trace was found in.  */
193   int round;
194
195   /* The length (i.e. the number of basic blocks) of the trace.  */
196   int length;
197 };
198
199 /* Maximum count of one of the entry blocks.  */
200 static profile_count max_entry_count;
201
202 /* Local function prototypes.  */
203 static void find_traces_1_round (int, profile_count, struct trace *, int *,
204                                  int, bb_heap_t **, int);
205 static basic_block copy_bb (basic_block, edge, basic_block, int);
206 static long bb_to_key (basic_block);
207 static bool better_edge_p (const_basic_block, const_edge, profile_probability,
208                            profile_count, profile_probability, profile_count,
209                            const_edge);
210 static bool copy_bb_p (const_basic_block, int);
211 \f
212 /* Return the trace number in which BB was visited.  */
213
214 static int
215 bb_visited_trace (const_basic_block bb)
216 {
217   gcc_assert (bb->index < array_size);
218   return bbd[bb->index].visited;
219 }
220
221 /* This function marks BB that it was visited in trace number TRACE.  */
222
223 static void
224 mark_bb_visited (basic_block bb, int trace)
225 {
226   bbd[bb->index].visited = trace;
227   if (bbd[bb->index].heap)
228     {
229       bbd[bb->index].heap->delete_node (bbd[bb->index].node);
230       bbd[bb->index].heap = NULL;
231       bbd[bb->index].node = NULL;
232     }
233 }
234
235 /* Check to see if bb should be pushed into the next round of trace
236    collections or not.  Reasons for pushing the block forward are 1).
237    If the block is cold, we are doing partitioning, and there will be
238    another round (cold partition blocks are not supposed to be
239    collected into traces until the very last round); or 2). There will
240    be another round, and the basic block is not "hot enough" for the
241    current round of trace collection.  */
242
243 static bool
244 push_to_next_round_p (const_basic_block bb, int round, int number_of_rounds,
245                       profile_count count_th)
246 {
247   bool there_exists_another_round;
248   bool block_not_hot_enough;
249
250   there_exists_another_round = round < number_of_rounds - 1;
251
252   block_not_hot_enough = (bb->count < count_th
253                           || probably_never_executed_bb_p (cfun, bb));
254
255   if (there_exists_another_round
256       && block_not_hot_enough)
257     return true;
258   else
259     return false;
260 }
261
262 /* Find the traces for Software Trace Cache.  Chain each trace through
263    RBI()->next.  Store the number of traces to N_TRACES and description of
264    traces to TRACES.  */
265
266 static void
267 find_traces (int *n_traces, struct trace *traces)
268 {
269   int i;
270   int number_of_rounds;
271   edge e;
272   edge_iterator ei;
273   bb_heap_t *heap = new bb_heap_t (LONG_MIN);
274
275   /* Add one extra round of trace collection when partitioning hot/cold
276      basic blocks into separate sections.  The last round is for all the
277      cold blocks (and ONLY the cold blocks).  */
278
279   number_of_rounds = N_ROUNDS - 1;
280
281   /* Insert entry points of function into heap.  */
282   max_entry_count = profile_count::zero ();
283   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs)
284     {
285       bbd[e->dest->index].heap = heap;
286       bbd[e->dest->index].node = heap->insert (bb_to_key (e->dest), e->dest);
287       if (e->dest->count > max_entry_count)
288         max_entry_count = e->dest->count;
289     }
290
291   /* Find the traces.  */
292   for (i = 0; i < number_of_rounds; i++)
293     {
294       profile_count count_threshold;
295
296       if (dump_file)
297         fprintf (dump_file, "STC - round %d\n", i + 1);
298
299       count_threshold = max_entry_count.apply_scale (exec_threshold[i], 1000);
300
301       find_traces_1_round (REG_BR_PROB_BASE * branch_threshold[i] / 1000,
302                            count_threshold, traces, n_traces, i, &heap,
303                            number_of_rounds);
304     }
305   delete heap;
306
307   if (dump_file)
308     {
309       for (i = 0; i < *n_traces; i++)
310         {
311           basic_block bb;
312           fprintf (dump_file, "Trace %d (round %d):  ", i + 1,
313                    traces[i].round + 1);
314           for (bb = traces[i].first;
315                bb != traces[i].last;
316                bb = (basic_block) bb->aux)
317             {
318               fprintf (dump_file, "%d [", bb->index);
319               bb->count.dump (dump_file);
320               fprintf (dump_file, "] ");
321             }
322           fprintf (dump_file, "%d [", bb->index);
323           bb->count.dump (dump_file);
324           fprintf (dump_file, "]\n");
325         }
326       fflush (dump_file);
327     }
328 }
329
330 /* Rotate loop whose back edge is BACK_EDGE in the tail of trace TRACE
331    (with sequential number TRACE_N).  */
332
333 static basic_block
334 rotate_loop (edge back_edge, struct trace *trace, int trace_n)
335 {
336   basic_block bb;
337
338   /* Information about the best end (end after rotation) of the loop.  */
339   basic_block best_bb = NULL;
340   edge best_edge = NULL;
341   profile_count best_count = profile_count::uninitialized ();
342   /* The best edge is preferred when its destination is not visited yet
343      or is a start block of some trace.  */
344   bool is_preferred = false;
345
346   /* Find the most frequent edge that goes out from current trace.  */
347   bb = back_edge->dest;
348   do
349     {
350       edge e;
351       edge_iterator ei;
352
353       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
354         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
355             && bb_visited_trace (e->dest) != trace_n
356             && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
357             && !(e->flags & EDGE_COMPLEX))
358         {
359           if (is_preferred)
360             {
361               /* The best edge is preferred.  */
362               if (!bb_visited_trace (e->dest)
363                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
364                 {
365                   /* The current edge E is also preferred.  */
366                   if (e->count () > best_count)
367                     {
368                       best_count = e->count ();
369                       best_edge = e;
370                       best_bb = bb;
371                     }
372                 }
373             }
374           else
375             {
376               if (!bb_visited_trace (e->dest)
377                   || bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0)
378                 {
379                   /* The current edge E is preferred.  */
380                   is_preferred = true;
381                   best_count = e->count ();
382                   best_edge = e;
383                   best_bb = bb;
384                 }
385               else
386                 {
387                   if (!best_edge || e->count () > best_count)
388                     {
389                       best_count = e->count ();
390                       best_edge = e;
391                       best_bb = bb;
392                     }
393                 }
394             }
395         }
396       bb = (basic_block) bb->aux;
397     }
398   while (bb != back_edge->dest);
399
400   if (best_bb)
401     {
402       /* Rotate the loop so that the BEST_EDGE goes out from the last block of
403          the trace.  */
404       if (back_edge->dest == trace->first)
405         {
406           trace->first = (basic_block) best_bb->aux;
407         }
408       else
409         {
410           basic_block prev_bb;
411
412           for (prev_bb = trace->first;
413                prev_bb->aux != back_edge->dest;
414                prev_bb = (basic_block) prev_bb->aux)
415             ;
416           prev_bb->aux = best_bb->aux;
417
418           /* Try to get rid of uncond jump to cond jump.  */
419           if (single_succ_p (prev_bb))
420             {
421               basic_block header = single_succ (prev_bb);
422
423               /* Duplicate HEADER if it is a small block containing cond jump
424                  in the end.  */
425               if (any_condjump_p (BB_END (header)) && copy_bb_p (header, 0)
426                   && !CROSSING_JUMP_P (BB_END (header)))
427                 copy_bb (header, single_succ_edge (prev_bb), prev_bb, trace_n);
428             }
429         }
430     }
431   else
432     {
433       /* We have not found suitable loop tail so do no rotation.  */
434       best_bb = back_edge->src;
435     }
436   best_bb->aux = NULL;
437   return best_bb;
438 }
439
440 /* One round of finding traces.  Find traces for BRANCH_TH and EXEC_TH i.e. do
441    not include basic blocks whose probability is lower than BRANCH_TH or whose
442    count is lower than EXEC_TH into traces (or whose count is lower than
443    COUNT_TH).  Store the new traces into TRACES and modify the number of
444    traces *N_TRACES.  Set the round (which the trace belongs to) to ROUND.
445    The function expects starting basic blocks to be in *HEAP and will delete
446    *HEAP and store starting points for the next round into new *HEAP.  */
447
448 static void
449 find_traces_1_round (int branch_th, profile_count count_th,
450                      struct trace *traces, int *n_traces, int round,
451                      bb_heap_t **heap, int number_of_rounds)
452 {
453   /* Heap for discarded basic blocks which are possible starting points for
454      the next round.  */
455   bb_heap_t *new_heap = new bb_heap_t (LONG_MIN);
456   bool for_size = optimize_function_for_size_p (cfun);
457
458   while (!(*heap)->empty ())
459     {
460       basic_block bb;
461       struct trace *trace;
462       edge best_edge, e;
463       long key;
464       edge_iterator ei;
465
466       bb = (*heap)->extract_min ();
467       bbd[bb->index].heap = NULL;
468       bbd[bb->index].node = NULL;
469
470       if (dump_file)
471         fprintf (dump_file, "Getting bb %d\n", bb->index);
472
473       /* If the BB's count is too low, send BB to the next round.  When
474          partitioning hot/cold blocks into separate sections, make sure all
475          the cold blocks (and ONLY the cold blocks) go into the (extra) final
476          round.  When optimizing for size, do not push to next round.  */
477
478       if (!for_size
479           && push_to_next_round_p (bb, round, number_of_rounds,
480                                    count_th))
481         {
482           int key = bb_to_key (bb);
483           bbd[bb->index].heap = new_heap;
484           bbd[bb->index].node = new_heap->insert (key, bb);
485
486           if (dump_file)
487             fprintf (dump_file,
488                      "  Possible start point of next round: %d (key: %d)\n",
489                      bb->index, key);
490           continue;
491         }
492
493       trace = traces + *n_traces;
494       trace->first = bb;
495       trace->round = round;
496       trace->length = 0;
497       bbd[bb->index].in_trace = *n_traces;
498       (*n_traces)++;
499
500       do
501         {
502           bool ends_in_call;
503
504           /* The probability and count of the best edge.  */
505           profile_probability best_prob = profile_probability::uninitialized ();
506           profile_count best_count = profile_count::uninitialized ();
507
508           best_edge = NULL;
509           mark_bb_visited (bb, *n_traces);
510           trace->length++;
511
512           if (dump_file)
513             fprintf (dump_file, "Basic block %d was visited in trace %d\n",
514                      bb->index, *n_traces);
515
516           ends_in_call = block_ends_with_call_p (bb);
517
518           /* Select the successor that will be placed after BB.  */
519           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
520             {
521               gcc_assert (!(e->flags & EDGE_FAKE));
522
523               if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
524                 continue;
525
526               if (bb_visited_trace (e->dest)
527                   && bb_visited_trace (e->dest) != *n_traces)
528                 continue;
529
530               /* If partitioning hot/cold basic blocks, don't consider edges
531                  that cross section boundaries.  */
532               if (BB_PARTITION (e->dest) != BB_PARTITION (bb))
533                 continue;
534
535               profile_probability prob = e->probability;
536               profile_count count = e->dest->count;
537
538               /* The only sensible preference for a call instruction is the
539                  fallthru edge.  Don't bother selecting anything else.  */
540               if (ends_in_call)
541                 {
542                   if (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
543                     {
544                       best_edge = e;
545                       best_prob = prob;
546                       best_count = count;
547                     }
548                   continue;
549                 }
550
551               /* Edge that cannot be fallthru or improbable or infrequent
552                  successor (i.e. it is unsuitable successor).  When optimizing
553                  for size, ignore the probability and count.  */
554               if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU) || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
555                   || !prob.initialized_p ()
556                   || ((prob.to_reg_br_prob_base () < branch_th
557                       || e->count () < count_th) && (!for_size)))
558                 continue;
559
560               if (better_edge_p (bb, e, prob, count, best_prob, best_count,
561                                  best_edge))
562                 {
563                   best_edge = e;
564                   best_prob = prob;
565                   best_count = count;
566                 }
567             }
568
569           /* If the best destination has multiple predecessors and can be
570              duplicated cheaper than a jump, don't allow it to be added to
571              a trace; we'll duplicate it when connecting the traces later.
572              However, we need to check that this duplication wouldn't leave
573              the best destination with only crossing predecessors, because
574              this would change its effective partition from hot to cold.  */
575           if (best_edge
576               && EDGE_COUNT (best_edge->dest->preds) >= 2
577               && copy_bb_p (best_edge->dest, 0))
578             {
579               bool only_crossing_preds = true;
580               edge e;
581               edge_iterator ei;
582               FOR_EACH_EDGE (e, ei, best_edge->dest->preds)
583                 if (e != best_edge && !(e->flags & EDGE_CROSSING))
584                   {
585                     only_crossing_preds = false;
586                     break;
587                   }
588               if (!only_crossing_preds)
589                 best_edge = NULL;
590             }
591
592           /* If the best destination has multiple successors or predecessors,
593              don't allow it to be added when optimizing for size.  This makes
594              sure predecessors with smaller index are handled before the best
595              destinarion.  It breaks long trace and reduces long jumps.
596
597              Take if-then-else as an example.
598                 A
599                / \
600               B   C
601                \ /
602                 D
603              If we do not remove the best edge B->D/C->D, the final order might
604              be A B D ... C.  C is at the end of the program.  If D's successors
605              and D are complicated, might need long jumps for A->C and C->D.
606              Similar issue for order: A C D ... B.
607
608              After removing the best edge, the final result will be ABCD/ ACBD.
609              It does not add jump compared with the previous order.  But it
610              reduces the possibility of long jumps.  */
611           if (best_edge && for_size
612               && (EDGE_COUNT (best_edge->dest->succs) > 1
613                  || EDGE_COUNT (best_edge->dest->preds) > 1))
614             best_edge = NULL;
615
616           /* Add all non-selected successors to the heaps.  */
617           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
618             {
619               if (e == best_edge
620                   || e->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
621                   || bb_visited_trace (e->dest))
622                 continue;
623
624               key = bb_to_key (e->dest);
625
626               if (bbd[e->dest->index].heap)
627                 {
628                   /* E->DEST is already in some heap.  */
629                   if (key != bbd[e->dest->index].node->get_key ())
630                     {
631                       if (dump_file)
632                         {
633                           fprintf (dump_file,
634                                    "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
635                                    e->dest->index,
636                                    (long) bbd[e->dest->index].node->get_key (),
637                                    key);
638                         }
639                       bbd[e->dest->index].heap->replace_key
640                         (bbd[e->dest->index].node, key);
641                     }
642                 }
643               else
644                 {
645                   bb_heap_t *which_heap = *heap;
646
647                   profile_probability prob = e->probability;
648
649                   if (!(e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
650                       || (e->flags & EDGE_COMPLEX)
651                       || !prob.initialized_p ()
652                       || prob.to_reg_br_prob_base () < branch_th
653                       || e->count () < count_th)
654                     {
655                       /* When partitioning hot/cold basic blocks, make sure
656                          the cold blocks (and only the cold blocks) all get
657                          pushed to the last round of trace collection.  When
658                          optimizing for size, do not push to next round.  */
659
660                       if (!for_size && push_to_next_round_p (e->dest, round,
661                                                              number_of_rounds,
662                                                              count_th))
663                         which_heap = new_heap;
664                     }
665
666                   bbd[e->dest->index].heap = which_heap;
667                   bbd[e->dest->index].node = which_heap->insert (key, e->dest);
668
669                   if (dump_file)
670                     {
671                       fprintf (dump_file,
672                                "  Possible start of %s round: %d (key: %ld)\n",
673                                (which_heap == new_heap) ? "next" : "this",
674                                e->dest->index, (long) key);
675                     }
676
677                 }
678             }
679
680           if (best_edge) /* Suitable successor was found.  */
681             {
682               if (bb_visited_trace (best_edge->dest) == *n_traces)
683                 {
684                   /* We do nothing with one basic block loops.  */
685                   if (best_edge->dest != bb)
686                     {
687                       if (best_edge->count ()
688                           > best_edge->dest->count.apply_scale (4, 5))
689                         {
690                           /* The loop has at least 4 iterations.  If the loop
691                              header is not the first block of the function
692                              we can rotate the loop.  */
693
694                           if (best_edge->dest
695                               != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb)
696                             {
697                               if (dump_file)
698                                 {
699                                   fprintf (dump_file,
700                                            "Rotating loop %d - %d\n",
701                                            best_edge->dest->index, bb->index);
702                                 }
703                               bb->aux = best_edge->dest;
704                               bbd[best_edge->dest->index].in_trace =
705                                                              (*n_traces) - 1;
706                               bb = rotate_loop (best_edge, trace, *n_traces);
707                             }
708                         }
709                       else
710                         {
711                           /* The loop has less than 4 iterations.  */
712
713                           if (single_succ_p (bb)
714                               && copy_bb_p (best_edge->dest,
715                                             optimize_edge_for_speed_p
716                                             (best_edge)))
717                             {
718                               bb = copy_bb (best_edge->dest, best_edge, bb,
719                                             *n_traces);
720                               trace->length++;
721                             }
722                         }
723                     }
724
725                   /* Terminate the trace.  */
726                   break;
727                 }
728               else
729                 {
730                   /* Check for a situation
731
732                     A
733                    /|
734                   B |
735                    \|
736                     C
737
738                   where
739                   AB->count () + BC->count () >= AC->count ().
740                   (i.e. 2 * B->count >= AC->count )
741                   Best ordering is then A B C.
742
743                   When optimizing for size, A B C is always the best order.
744
745                   This situation is created for example by:
746
747                   if (A) B;
748                   C;
749
750                   */
751
752                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
753                     if (e != best_edge
754                         && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
755                         && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
756                         && !bb_visited_trace (e->dest)
757                         && single_pred_p (e->dest)
758                         && !(e->flags & EDGE_CROSSING)
759                         && single_succ_p (e->dest)
760                         && (single_succ_edge (e->dest)->flags
761                             & EDGE_CAN_FALLTHRU)
762                         && !(single_succ_edge (e->dest)->flags & EDGE_COMPLEX)
763                         && single_succ (e->dest) == best_edge->dest
764                         && (e->dest->count.apply_scale (2, 1)
765                             >= best_edge->count () || for_size))
766                       {
767                         best_edge = e;
768                         if (dump_file)
769                           fprintf (dump_file, "Selecting BB %d\n",
770                                    best_edge->dest->index);
771                         break;
772                       }
773
774                   bb->aux = best_edge->dest;
775                   bbd[best_edge->dest->index].in_trace = (*n_traces) - 1;
776                   bb = best_edge->dest;
777                 }
778             }
779         }
780       while (best_edge);
781       trace->last = bb;
782       bbd[trace->first->index].start_of_trace = *n_traces - 1;
783       if (bbd[trace->last->index].end_of_trace != *n_traces - 1)
784         {
785           bbd[trace->last->index].end_of_trace = *n_traces - 1;
786           /* Update the cached maximum frequency for interesting predecessor
787              edges for successors of the new trace end.  */
788           FOR_EACH_EDGE (e, ei, trace->last->succs)
789             if (EDGE_FREQUENCY (e) > bbd[e->dest->index].priority)
790               bbd[e->dest->index].priority = EDGE_FREQUENCY (e);
791         }
792
793       /* The trace is terminated so we have to recount the keys in heap
794          (some block can have a lower key because now one of its predecessors
795          is an end of the trace).  */
796       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
797         {
798           if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
799               || bb_visited_trace (e->dest))
800             continue;
801
802           if (bbd[e->dest->index].heap)
803             {
804               key = bb_to_key (e->dest);
805               if (key != bbd[e->dest->index].node->get_key ())
806                 {
807                   if (dump_file)
808                     {
809                       fprintf (dump_file,
810                                "Changing key for bb %d from %ld to %ld.\n",
811                                e->dest->index,
812                                (long) bbd[e->dest->index].node->get_key (), key);
813                     }
814                   bbd[e->dest->index].heap->replace_key
815                     (bbd[e->dest->index].node, key);
816                 }
817             }
818         }
819     }
820
821   delete (*heap);
822
823   /* "Return" the new heap.  */
824   *heap = new_heap;
825 }
826
827 /* Create a duplicate of the basic block OLD_BB and redirect edge E to it, add
828    it to trace after BB, mark OLD_BB visited and update pass' data structures
829    (TRACE is a number of trace which OLD_BB is duplicated to).  */
830
831 static basic_block
832 copy_bb (basic_block old_bb, edge e, basic_block bb, int trace)
833 {
834   basic_block new_bb;
835
836   new_bb = duplicate_block (old_bb, e, bb);
837   BB_COPY_PARTITION (new_bb, old_bb);
838
839   gcc_assert (e->dest == new_bb);
840
841   if (dump_file)
842     fprintf (dump_file,
843              "Duplicated bb %d (created bb %d)\n",
844              old_bb->index, new_bb->index);
845
846   if (new_bb->index >= array_size
847       || last_basic_block_for_fn (cfun) > array_size)
848     {
849       int i;
850       int new_size;
851
852       new_size = MAX (last_basic_block_for_fn (cfun), new_bb->index + 1);
853       new_size = GET_ARRAY_SIZE (new_size);
854       bbd = XRESIZEVEC (bbro_basic_block_data, bbd, new_size);
855       for (i = array_size; i < new_size; i++)
856         {
857           bbd[i].start_of_trace = -1;
858           bbd[i].end_of_trace = -1;
859           bbd[i].in_trace = -1;
860           bbd[i].visited = 0;
861           bbd[i].priority = -1;
862           bbd[i].heap = NULL;
863           bbd[i].node = NULL;
864         }
865       array_size = new_size;
866
867       if (dump_file)
868         {
869           fprintf (dump_file,
870                    "Growing the dynamic array to %d elements.\n",
871                    array_size);
872         }
873     }
874
875   gcc_assert (!bb_visited_trace (e->dest));
876   mark_bb_visited (new_bb, trace);
877   new_bb->aux = bb->aux;
878   bb->aux = new_bb;
879
880   bbd[new_bb->index].in_trace = trace;
881
882   return new_bb;
883 }
884
885 /* Compute and return the key (for the heap) of the basic block BB.  */
886
887 static long
888 bb_to_key (basic_block bb)
889 {
890   edge e;
891   edge_iterator ei;
892
893   /* Use index as key to align with its original order.  */
894   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
895     return bb->index;
896
897   /* Do not start in probably never executed blocks.  */
898
899   if (BB_PARTITION (bb) == BB_COLD_PARTITION
900       || probably_never_executed_bb_p (cfun, bb))
901     return BB_FREQ_MAX;
902
903   /* Prefer blocks whose predecessor is an end of some trace
904      or whose predecessor edge is EDGE_DFS_BACK.  */
905   int priority = bbd[bb->index].priority;
906   if (priority == -1)
907     {
908       priority = 0;
909       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
910         {
911           if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
912                && bbd[e->src->index].end_of_trace >= 0)
913               || (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
914             {
915               int edge_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
916
917               if (edge_freq > priority)
918                 priority = edge_freq;
919             }
920         }
921       bbd[bb->index].priority = priority;
922     }
923
924   if (priority)
925     /* The block with priority should have significantly lower key.  */
926     return -(100 * BB_FREQ_MAX + 100 * priority + bb->count.to_frequency (cfun));
927
928   return -bb->count.to_frequency (cfun);
929 }
930
931 /* Return true when the edge E from basic block BB is better than the temporary
932    best edge (details are in function).  The probability of edge E is PROB. The
933    count of the successor is COUNT.  The current best probability is
934    BEST_PROB, the best count is BEST_COUNT.
935    The edge is considered to be equivalent when PROB does not differ much from
936    BEST_PROB; similarly for count.  */
937
938 static bool
939 better_edge_p (const_basic_block bb, const_edge e, profile_probability prob,
940                profile_count count, profile_probability best_prob,
941                profile_count best_count, const_edge cur_best_edge)
942 {
943   bool is_better_edge;
944
945   /* The BEST_* values do not have to be best, but can be a bit smaller than
946      maximum values.  */
947   profile_probability diff_prob = best_prob.apply_scale (1, 10);
948
949   /* The smaller one is better to keep the original order.  */
950   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
951     return !cur_best_edge
952            || cur_best_edge->dest->index > e->dest->index;
953
954   /* Those edges are so expensive that continuing a trace is not useful
955      performance wise.  */
956   if (e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_EH))
957     return false;
958
959   if (prob > best_prob + diff_prob
960       || (!best_prob.initialized_p ()
961           && prob > profile_probability::guessed_never ()))
962     /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
963     is_better_edge = true;
964   else if (prob < best_prob - diff_prob)
965     /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
966     is_better_edge = false;
967   else
968     {
969       profile_count diff_count = best_count.apply_scale (1, 10);
970       if (count < best_count - diff_count
971           || (!best_count.initialized_p ()
972               && count.nonzero_p ()))
973         /* The edge and the temporary best edge  have almost equivalent
974            probabilities.  The higher countuency of a successor now means
975            that there is another edge going into that successor.
976            This successor has lower countuency so it is better.  */
977         is_better_edge = true;
978       else if (count > best_count + diff_count)
979         /* This successor has higher countuency so it is worse.  */
980         is_better_edge = false;
981       else if (e->dest->prev_bb == bb)
982         /* The edges have equivalent probabilities and the successors
983            have equivalent frequencies.  Select the previous successor.  */
984         is_better_edge = true;
985       else
986         is_better_edge = false;
987     }
988
989   return is_better_edge;
990 }
991
992 /* Return true when the edge E is better than the temporary best edge
993    CUR_BEST_EDGE.  If SRC_INDEX_P is true, the function compares the src bb of
994    E and CUR_BEST_EDGE; otherwise it will compare the dest bb.
995    BEST_LEN is the trace length of src (or dest) bb in CUR_BEST_EDGE.
996    TRACES record the information about traces.
997    When optimizing for size, the edge with smaller index is better.
998    When optimizing for speed, the edge with bigger probability or longer trace
999    is better.  */
1000
1001 static bool
1002 connect_better_edge_p (const_edge e, bool src_index_p, int best_len,
1003                        const_edge cur_best_edge, struct trace *traces)
1004 {
1005   int e_index;
1006   int b_index;
1007   bool is_better_edge;
1008
1009   if (!cur_best_edge)
1010     return true;
1011
1012   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
1013     {
1014       e_index = src_index_p ? e->src->index : e->dest->index;
1015       b_index = src_index_p ? cur_best_edge->src->index
1016                               : cur_best_edge->dest->index;
1017       /* The smaller one is better to keep the original order.  */
1018       return b_index > e_index;
1019     }
1020
1021   if (src_index_p)
1022     {
1023       e_index = e->src->index;
1024
1025       /* We are looking for predecessor, so probabilities are not that
1026          informative.  We do not want to connect A to B becuse A has
1027          only one sucessor (probablity is 100%) while there is edge
1028          A' to B where probability is 90% but which is much more frequent.  */
1029       if (e->count () > cur_best_edge->count ())
1030         /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
1031         is_better_edge = true;
1032       else if (e->count () < cur_best_edge->count ())
1033         /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
1034         is_better_edge = false;
1035       else if (e->probability > cur_best_edge->probability)
1036         /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
1037         is_better_edge = true;
1038       else if (e->probability < cur_best_edge->probability)
1039         /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
1040         is_better_edge = false;
1041       else if (traces[bbd[e_index].end_of_trace].length > best_len)
1042         /* The edge and the temporary best edge have equivalent probabilities.
1043            The edge with longer trace is better.  */
1044         is_better_edge = true;
1045       else
1046         is_better_edge = false;
1047     }
1048   else
1049     {
1050       e_index = e->dest->index;
1051
1052       if (e->probability > cur_best_edge->probability)
1053         /* The edge has higher probability than the temporary best edge.  */
1054         is_better_edge = true;
1055       else if (e->probability < cur_best_edge->probability)
1056         /* The edge has lower probability than the temporary best edge.  */
1057         is_better_edge = false;
1058       else if (traces[bbd[e_index].start_of_trace].length > best_len)
1059         /* The edge and the temporary best edge have equivalent probabilities.
1060            The edge with longer trace is better.  */
1061         is_better_edge = true;
1062       else
1063         is_better_edge = false;
1064     }
1065
1066   return is_better_edge;
1067 }
1068
1069 /* Connect traces in array TRACES, N_TRACES is the count of traces.  */
1070
1071 static void
1072 connect_traces (int n_traces, struct trace *traces)
1073 {
1074   int i;
1075   bool *connected;
1076   bool two_passes;
1077   int last_trace;
1078   int current_pass;
1079   int current_partition;
1080   profile_count count_threshold;
1081   bool for_size = optimize_function_for_size_p (cfun);
1082
1083   count_threshold = max_entry_count.apply_scale (DUPLICATION_THRESHOLD, 1000);
1084
1085   connected = XCNEWVEC (bool, n_traces);
1086   last_trace = -1;
1087   current_pass = 1;
1088   current_partition = BB_PARTITION (traces[0].first);
1089   two_passes = false;
1090
1091   if (crtl->has_bb_partition)
1092     for (i = 0; i < n_traces && !two_passes; i++)
1093       if (BB_PARTITION (traces[0].first)
1094           != BB_PARTITION (traces[i].first))
1095         two_passes = true;
1096
1097   for (i = 0; i < n_traces || (two_passes && current_pass == 1) ; i++)
1098     {
1099       int t = i;
1100       int t2;
1101       edge e, best;
1102       int best_len;
1103
1104       if (i >= n_traces)
1105         {
1106           gcc_assert (two_passes && current_pass == 1);
1107           i = 0;
1108           t = i;
1109           current_pass = 2;
1110           if (current_partition == BB_HOT_PARTITION)
1111             current_partition = BB_COLD_PARTITION;
1112           else
1113             current_partition = BB_HOT_PARTITION;
1114         }
1115
1116       if (connected[t])
1117         continue;
1118
1119       if (two_passes
1120           && BB_PARTITION (traces[t].first) != current_partition)
1121         continue;
1122
1123       connected[t] = true;
1124
1125       /* Find the predecessor traces.  */
1126       for (t2 = t; t2 > 0;)
1127         {
1128           edge_iterator ei;
1129           best = NULL;
1130           best_len = 0;
1131           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t2].first->preds)
1132             {
1133               int si = e->src->index;
1134
1135               if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1136                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1137                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1138                   && bbd[si].end_of_trace >= 0
1139                   && !connected[bbd[si].end_of_trace]
1140                   && (BB_PARTITION (e->src) == current_partition)
1141                   && connect_better_edge_p (e, true, best_len, best, traces))
1142                 {
1143                   best = e;
1144                   best_len = traces[bbd[si].end_of_trace].length;
1145                 }
1146             }
1147           if (best)
1148             {
1149               best->src->aux = best->dest;
1150               t2 = bbd[best->src->index].end_of_trace;
1151               connected[t2] = true;
1152
1153               if (dump_file)
1154                 {
1155                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1156                            best->src->index, best->dest->index);
1157                 }
1158             }
1159           else
1160             break;
1161         }
1162
1163       if (last_trace >= 0)
1164         traces[last_trace].last->aux = traces[t2].first;
1165       last_trace = t;
1166
1167       /* Find the successor traces.  */
1168       while (1)
1169         {
1170           /* Find the continuation of the chain.  */
1171           edge_iterator ei;
1172           best = NULL;
1173           best_len = 0;
1174           FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1175             {
1176               int di = e->dest->index;
1177
1178               if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1179                   && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1180                   && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1181                   && bbd[di].start_of_trace >= 0
1182                   && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1183                   && (BB_PARTITION (e->dest) == current_partition)
1184                   && connect_better_edge_p (e, false, best_len, best, traces))
1185                 {
1186                   best = e;
1187                   best_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1188                 }
1189             }
1190
1191           if (for_size)
1192             {
1193               if (!best)
1194                 /* Stop finding the successor traces.  */
1195                 break;
1196
1197               /* It is OK to connect block n with block n + 1 or a block
1198                  before n.  For others, only connect to the loop header.  */
1199               if (best->dest->index > (traces[t].last->index + 1))
1200                 {
1201                   int count = EDGE_COUNT (best->dest->preds);
1202
1203                   FOR_EACH_EDGE (e, ei, best->dest->preds)
1204                     if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
1205                       count--;
1206
1207                   /* If dest has multiple predecessors, skip it.  We expect
1208                      that one predecessor with smaller index connects with it
1209                      later.  */
1210                   if (count != 1) 
1211                     break;
1212                 }
1213
1214               /* Only connect Trace n with Trace n + 1.  It is conservative
1215                  to keep the order as close as possible to the original order.
1216                  It also helps to reduce long jumps.  */
1217               if (last_trace != bbd[best->dest->index].start_of_trace - 1)
1218                 break;
1219
1220               if (dump_file)
1221                 fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1222                          best->src->index, best->dest->index);
1223
1224               t = bbd[best->dest->index].start_of_trace;
1225               traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1226               connected[t] = true;
1227               last_trace = t;
1228             }
1229           else if (best)
1230             {
1231               if (dump_file)
1232                 {
1233                   fprintf (dump_file, "Connection: %d %d\n",
1234                            best->src->index, best->dest->index);
1235                 }
1236               t = bbd[best->dest->index].start_of_trace;
1237               traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1238               connected[t] = true;
1239               last_trace = t;
1240             }
1241           else
1242             {
1243               /* Try to connect the traces by duplication of 1 block.  */
1244               edge e2;
1245               basic_block next_bb = NULL;
1246               bool try_copy = false;
1247
1248               FOR_EACH_EDGE (e, ei, traces[t].last->succs)
1249                 if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1250                     && (e->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1251                     && !(e->flags & EDGE_COMPLEX)
1252                     && (!best || e->probability > best->probability))
1253                   {
1254                     edge_iterator ei;
1255                     edge best2 = NULL;
1256                     int best2_len = 0;
1257
1258                     /* If the destination is a start of a trace which is only
1259                        one block long, then no need to search the successor
1260                        blocks of the trace.  Accept it.  */
1261                     if (bbd[e->dest->index].start_of_trace >= 0
1262                         && traces[bbd[e->dest->index].start_of_trace].length
1263                            == 1)
1264                       {
1265                         best = e;
1266                         try_copy = true;
1267                         continue;
1268                       }
1269
1270                     FOR_EACH_EDGE (e2, ei, e->dest->succs)
1271                       {
1272                         int di = e2->dest->index;
1273
1274                         if (e2->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1275                             || ((e2->flags & EDGE_CAN_FALLTHRU)
1276                                 && !(e2->flags & EDGE_COMPLEX)
1277                                 && bbd[di].start_of_trace >= 0
1278                                 && !connected[bbd[di].start_of_trace]
1279                                 && BB_PARTITION (e2->dest) == current_partition
1280                                 && e2->count () >= count_threshold
1281                                 && (!best2
1282                                     || e2->probability > best2->probability
1283                                     || (e2->probability == best2->probability
1284                                         && traces[bbd[di].start_of_trace].length
1285                                            > best2_len))))
1286                           {
1287                             best = e;
1288                             best2 = e2;
1289                             if (e2->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1290                               best2_len = traces[bbd[di].start_of_trace].length;
1291                             else
1292                               best2_len = INT_MAX;
1293                             next_bb = e2->dest;
1294                             try_copy = true;
1295                           }
1296                       }
1297                   }
1298
1299               /* Copy tiny blocks always; copy larger blocks only when the
1300                  edge is traversed frequently enough.  */
1301               if (try_copy
1302                   && BB_PARTITION (best->src) == BB_PARTITION (best->dest)
1303                   && copy_bb_p (best->dest,
1304                                 optimize_edge_for_speed_p (best)
1305                                 && (!best->count ().initialized_p ()
1306                                     || best->count () >= count_threshold)))
1307                 {
1308                   basic_block new_bb;
1309
1310                   if (dump_file)
1311                     {
1312                       fprintf (dump_file, "Connection: %d %d ",
1313                                traces[t].last->index, best->dest->index);
1314                       if (!next_bb)
1315                         fputc ('\n', dump_file);
1316                       else if (next_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1317                         fprintf (dump_file, "exit\n");
1318                       else
1319                         fprintf (dump_file, "%d\n", next_bb->index);
1320                     }
1321
1322                   new_bb = copy_bb (best->dest, best, traces[t].last, t);
1323                   traces[t].last = new_bb;
1324                   if (next_bb && next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1325                     {
1326                       t = bbd[next_bb->index].start_of_trace;
1327                       traces[last_trace].last->aux = traces[t].first;
1328                       connected[t] = true;
1329                       last_trace = t;
1330                     }
1331                   else
1332                     break;      /* Stop finding the successor traces.  */
1333                 }
1334               else
1335                 break;  /* Stop finding the successor traces.  */
1336             }
1337         }
1338     }
1339
1340   if (dump_file)
1341     {
1342       basic_block bb;
1343
1344       fprintf (dump_file, "Final order:\n");
1345       for (bb = traces[0].first; bb; bb = (basic_block) bb->aux)
1346         fprintf (dump_file, "%d ", bb->index);
1347       fprintf (dump_file, "\n");
1348       fflush (dump_file);
1349     }
1350
1351   FREE (connected);
1352 }
1353
1354 /* Return true when BB can and should be copied. CODE_MAY_GROW is true
1355    when code size is allowed to grow by duplication.  */
1356
1357 static bool
1358 copy_bb_p (const_basic_block bb, int code_may_grow)
1359 {
1360   unsigned int size = 0;
1361   unsigned int max_size = uncond_jump_length;
1362   rtx_insn *insn;
1363
1364   if (EDGE_COUNT (bb->preds) < 2)
1365     return false;
1366   if (!can_duplicate_block_p (bb))
1367     return false;
1368
1369   /* Avoid duplicating blocks which have many successors (PR/13430).  */
1370   if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 8)
1371     return false;
1372
1373   if (code_may_grow && optimize_bb_for_speed_p (bb))
1374     max_size *= PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GROW_COPY_BB_INSNS);
1375
1376   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1377     {
1378       if (INSN_P (insn))
1379         {
1380           size += get_attr_min_length (insn);
1381           if (size > max_size)
1382             break;
1383         }
1384     }
1385
1386   if (size <= max_size)
1387     return true;
1388
1389   if (dump_file)
1390     {
1391       fprintf (dump_file,
1392                "Block %d can't be copied because its size = %u.\n",
1393                bb->index, size);
1394     }
1395
1396   return false;
1397 }
1398
1399 /* Return the length of unconditional jump instruction.  */
1400
1401 int
1402 get_uncond_jump_length (void)
1403 {
1404   unsigned int length;
1405
1406   start_sequence ();
1407   rtx_code_label *label = emit_label (gen_label_rtx ());
1408   rtx_insn *jump = emit_jump_insn (targetm.gen_jump (label));
1409   length = get_attr_min_length (jump);
1410   end_sequence ();
1411
1412   gcc_assert (length < INT_MAX);
1413   return length;
1414 }
1415
1416 /* Create a forwarder block to OLD_BB starting with NEW_LABEL and in the
1417    other partition wrt OLD_BB.  */
1418
1419 static basic_block
1420 create_eh_forwarder_block (rtx_code_label *new_label, basic_block old_bb)
1421 {
1422   /* Split OLD_BB, so that EH pads have always only incoming EH edges,
1423      bb_has_eh_pred bbs are treated specially by DF infrastructure.  */
1424   old_bb = split_block_after_labels (old_bb)->dest;
1425
1426   /* Put the new label and a jump in the new basic block.  */
1427   rtx_insn *label = emit_label (new_label);
1428   rtx_code_label *old_label = block_label (old_bb);
1429   rtx_insn *jump = emit_jump_insn (targetm.gen_jump (old_label));
1430   JUMP_LABEL (jump) = old_label;
1431
1432   /* Create the new basic block and put it in last position.  */
1433   basic_block last_bb = EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->prev_bb;
1434   basic_block new_bb = create_basic_block (label, jump, last_bb);
1435   new_bb->aux = last_bb->aux;
1436   new_bb->count = old_bb->count;
1437   last_bb->aux = new_bb;
1438
1439   emit_barrier_after_bb (new_bb);
1440
1441   make_single_succ_edge (new_bb, old_bb, 0);
1442
1443   /* Make sure the new basic block is in the other partition.  */
1444   unsigned new_partition = BB_PARTITION (old_bb);
1445   new_partition ^= BB_HOT_PARTITION | BB_COLD_PARTITION;
1446   BB_SET_PARTITION (new_bb, new_partition);
1447
1448   return new_bb;
1449 }
1450
1451 /* The common landing pad in block OLD_BB has edges from both partitions.
1452    Add a new landing pad that will just jump to the old one and split the
1453    edges so that no EH edge crosses partitions.  */
1454
1455 static void
1456 sjlj_fix_up_crossing_landing_pad (basic_block old_bb)
1457 {
1458   const unsigned lp_len = cfun->eh->lp_array->length ();
1459   edge_iterator ei;
1460   edge e;
1461
1462   /* Generate the new common landing-pad label.  */
1463   rtx_code_label *new_label = gen_label_rtx ();
1464   LABEL_PRESERVE_P (new_label) = 1;
1465
1466   /* Create the forwarder block.  */
1467   basic_block new_bb = create_eh_forwarder_block (new_label, old_bb);
1468
1469   /* Create the map from old to new lp index and initialize it.  */
1470   unsigned *index_map = (unsigned *) alloca (lp_len * sizeof (unsigned));
1471   memset (index_map, 0, lp_len * sizeof (unsigned));
1472
1473   /* Fix up the edges.  */
1474   for (ei = ei_start (old_bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)) != NULL; )
1475     if (e->src != new_bb && BB_PARTITION (e->src) == BB_PARTITION (new_bb))
1476       {
1477         rtx_insn *insn = BB_END (e->src);
1478         rtx note = find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX);
1479
1480         gcc_assert (note != NULL);
1481         const unsigned old_index = INTVAL (XEXP (note, 0));
1482
1483         /* Generate the new landing-pad structure.  */
1484         if (index_map[old_index] == 0)
1485           {
1486             eh_landing_pad old_lp = (*cfun->eh->lp_array)[old_index];
1487             eh_landing_pad new_lp = gen_eh_landing_pad (old_lp->region);
1488             new_lp->post_landing_pad = old_lp->post_landing_pad;
1489             new_lp->landing_pad = new_label;
1490             index_map[old_index] = new_lp->index;
1491           }
1492         XEXP (note, 0) = GEN_INT (index_map[old_index]);
1493
1494         /* Adjust the edge to the new destination.  */
1495         redirect_edge_succ (e, new_bb);
1496       }
1497     else
1498       ei_next (&ei);
1499 }
1500
1501 /* The landing pad OLD_LP, in block OLD_BB, has edges from both partitions.
1502    Add a new landing pad that will just jump to the old one and split the
1503    edges so that no EH edge crosses partitions.  */
1504
1505 static void
1506 dw2_fix_up_crossing_landing_pad (eh_landing_pad old_lp, basic_block old_bb)
1507 {
1508   eh_landing_pad new_lp;
1509   edge_iterator ei;
1510   edge e;
1511
1512   /* Generate the new landing-pad structure.  */
1513   new_lp = gen_eh_landing_pad (old_lp->region);
1514   new_lp->post_landing_pad = old_lp->post_landing_pad;
1515   new_lp->landing_pad = gen_label_rtx ();
1516   LABEL_PRESERVE_P (new_lp->landing_pad) = 1;
1517
1518   /* Create the forwarder block.  */
1519   basic_block new_bb = create_eh_forwarder_block (new_lp->landing_pad, old_bb);
1520
1521   /* Fix up the edges.  */
1522   for (ei = ei_start (old_bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)) != NULL; )
1523     if (e->src != new_bb && BB_PARTITION (e->src) == BB_PARTITION (new_bb))
1524       {
1525         rtx_insn *insn = BB_END (e->src);
1526         rtx note = find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX);
1527
1528         gcc_assert (note != NULL);
1529         gcc_checking_assert (INTVAL (XEXP (note, 0)) == old_lp->index);
1530         XEXP (note, 0) = GEN_INT (new_lp->index);
1531
1532         /* Adjust the edge to the new destination.  */
1533         redirect_edge_succ (e, new_bb);
1534       }
1535     else
1536       ei_next (&ei);
1537 }
1538
1539
1540 /* Ensure that all hot bbs are included in a hot path through the
1541    procedure. This is done by calling this function twice, once
1542    with WALK_UP true (to look for paths from the entry to hot bbs) and
1543    once with WALK_UP false (to look for paths from hot bbs to the exit).
1544    Returns the updated value of COLD_BB_COUNT and adds newly-hot bbs
1545    to BBS_IN_HOT_PARTITION.  */
1546
1547 static unsigned int
1548 sanitize_hot_paths (bool walk_up, unsigned int cold_bb_count,
1549                     vec<basic_block> *bbs_in_hot_partition)
1550 {
1551   /* Callers check this.  */
1552   gcc_checking_assert (cold_bb_count);
1553
1554   /* Keep examining hot bbs while we still have some left to check
1555      and there are remaining cold bbs.  */
1556   vec<basic_block> hot_bbs_to_check = bbs_in_hot_partition->copy ();
1557   while (! hot_bbs_to_check.is_empty ()
1558          && cold_bb_count)
1559     {
1560       basic_block bb = hot_bbs_to_check.pop ();
1561       vec<edge, va_gc> *edges = walk_up ? bb->preds : bb->succs;
1562       edge e;
1563       edge_iterator ei;
1564       profile_probability highest_probability
1565                                  = profile_probability::uninitialized ();
1566       profile_count highest_count = profile_count::uninitialized ();
1567       bool found = false;
1568
1569       /* Walk the preds/succs and check if there is at least one already
1570          marked hot. Keep track of the most frequent pred/succ so that we
1571          can mark it hot if we don't find one.  */
1572       FOR_EACH_EDGE (e, ei, edges)
1573         {
1574           basic_block reach_bb = walk_up ? e->src : e->dest;
1575
1576           if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
1577             continue;
1578
1579           /* Do not expect profile insanities when profile was not adjusted.  */
1580           if (e->probability == profile_probability::never ()
1581               || e->count () == profile_count::zero ())
1582             continue;
1583
1584           if (BB_PARTITION (reach_bb) != BB_COLD_PARTITION)
1585           {
1586             found = true;
1587             break;
1588           }
1589           /* The following loop will look for the hottest edge via
1590              the edge count, if it is non-zero, then fallback to
1591              the edge probability.  */
1592           if (!(e->count () > highest_count))
1593             highest_count = e->count ();
1594           if (!highest_probability.initialized_p ()
1595               || e->probability > highest_probability)
1596             highest_probability = e->probability;
1597         }
1598
1599       /* If bb is reached by (or reaches, in the case of !WALK_UP) another hot
1600          block (or unpartitioned, e.g. the entry block) then it is ok. If not,
1601          then the most frequent pred (or succ) needs to be adjusted.  In the
1602          case where multiple preds/succs have the same frequency (e.g. a
1603          50-50 branch), then both will be adjusted.  */
1604       if (found)
1605         continue;
1606
1607       FOR_EACH_EDGE (e, ei, edges)
1608         {
1609           if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
1610             continue;
1611           /* Do not expect profile insanities when profile was not adjusted.  */
1612           if (e->probability == profile_probability::never ()
1613               || e->count () == profile_count::zero ())
1614             continue;
1615           /* Select the hottest edge using the edge count, if it is non-zero,
1616              then fallback to the edge probability.  */
1617           if (highest_count.initialized_p ())
1618             {
1619               if (!(e->count () >= highest_count))
1620                 continue;
1621             }
1622           else if (!(e->probability >= highest_probability))
1623             continue;
1624
1625           basic_block reach_bb = walk_up ? e->src : e->dest;
1626
1627           /* We have a hot bb with an immediate dominator that is cold.
1628              The dominator needs to be re-marked hot.  */
1629           BB_SET_PARTITION (reach_bb, BB_HOT_PARTITION);
1630           if (dump_file)
1631             fprintf (dump_file, "Promoting bb %i to hot partition to sanitize "
1632                      "profile of bb %i in %s walk\n", reach_bb->index,
1633                      bb->index, walk_up ? "backward" : "forward");
1634           cold_bb_count--;
1635
1636           /* Now we need to examine newly-hot reach_bb to see if it is also
1637              dominated by a cold bb.  */
1638           bbs_in_hot_partition->safe_push (reach_bb);
1639           hot_bbs_to_check.safe_push (reach_bb);
1640         }
1641     }
1642   hot_bbs_to_check.release ();
1643
1644   return cold_bb_count;
1645 }
1646
1647
1648 /* Find the basic blocks that are rarely executed and need to be moved to
1649    a separate section of the .o file (to cut down on paging and improve
1650    cache locality).  Return a vector of all edges that cross.  */
1651
1652 static vec<edge>
1653 find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges (void)
1654 {
1655   vec<edge> crossing_edges = vNULL;
1656   basic_block bb;
1657   edge e;
1658   edge_iterator ei;
1659   unsigned int cold_bb_count = 0;
1660   auto_vec<basic_block> bbs_in_hot_partition;
1661
1662   propagate_unlikely_bbs_forward ();
1663
1664   /* Mark which partition (hot/cold) each basic block belongs in.  */
1665   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1666     {
1667       bool cold_bb = false;
1668
1669       if (probably_never_executed_bb_p (cfun, bb))
1670         {
1671           cold_bb = true;
1672
1673           /* Handle profile insanities created by upstream optimizations
1674              by also checking the incoming edge weights. If there is a non-cold
1675              incoming edge, conservatively prevent this block from being split
1676              into the cold section.  */
1677           if (!bb->count.precise_p ())
1678             FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1679               if (!probably_never_executed_edge_p (cfun, e))
1680                 {
1681                   cold_bb = false;
1682                   break;
1683                 }
1684         }
1685       if (cold_bb)
1686         {
1687           BB_SET_PARTITION (bb, BB_COLD_PARTITION);
1688           cold_bb_count++;
1689         }
1690       else
1691         {
1692           BB_SET_PARTITION (bb, BB_HOT_PARTITION);
1693           bbs_in_hot_partition.safe_push (bb);
1694         }
1695     }
1696
1697   /* Ensure that hot bbs are included along a hot path from the entry to exit.
1698      Several different possibilities may include cold bbs along all paths
1699      to/from a hot bb. One is that there are edge weight insanities
1700      due to optimization phases that do not properly update basic block profile
1701      counts. The second is that the entry of the function may not be hot, because
1702      it is entered fewer times than the number of profile training runs, but there
1703      is a loop inside the function that causes blocks within the function to be
1704      above the threshold for hotness. This is fixed by walking up from hot bbs
1705      to the entry block, and then down from hot bbs to the exit, performing
1706      partitioning fixups as necessary.  */
1707   if (cold_bb_count)
1708     {
1709       mark_dfs_back_edges ();
1710       cold_bb_count = sanitize_hot_paths (true, cold_bb_count,
1711                                           &bbs_in_hot_partition);
1712       if (cold_bb_count)
1713         sanitize_hot_paths (false, cold_bb_count, &bbs_in_hot_partition);
1714
1715       hash_set <basic_block> set;
1716       find_bbs_reachable_by_hot_paths (&set);
1717       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1718         if (!set.contains (bb))
1719           BB_SET_PARTITION (bb, BB_COLD_PARTITION);
1720     }
1721
1722   /* The format of .gcc_except_table does not allow landing pads to
1723      be in a different partition as the throw.  Fix this by either
1724      moving the landing pads or inserting forwarder landing pads.  */
1725   if (cfun->eh->lp_array)
1726     {
1727       const bool sjlj
1728         = (targetm_common.except_unwind_info (&global_options) == UI_SJLJ);
1729       unsigned i;
1730       eh_landing_pad lp;
1731
1732       FOR_EACH_VEC_ELT (*cfun->eh->lp_array, i, lp)
1733         {
1734           bool all_same, all_diff;
1735
1736           if (lp == NULL
1737               || lp->landing_pad == NULL_RTX
1738               || !LABEL_P (lp->landing_pad))
1739             continue;
1740
1741           all_same = all_diff = true;
1742           bb = BLOCK_FOR_INSN (lp->landing_pad);
1743           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1744             {
1745               gcc_assert (e->flags & EDGE_EH);
1746               if (BB_PARTITION (bb) == BB_PARTITION (e->src))
1747                 all_diff = false;
1748               else
1749                 all_same = false;
1750             }
1751
1752           if (all_same)
1753             ;
1754           else if (all_diff)
1755             {
1756               int which = BB_PARTITION (bb);
1757               which ^= BB_HOT_PARTITION | BB_COLD_PARTITION;
1758               BB_SET_PARTITION (bb, which);
1759             }
1760           else if (sjlj)
1761             sjlj_fix_up_crossing_landing_pad (bb);
1762           else
1763             dw2_fix_up_crossing_landing_pad (lp, bb);
1764
1765           /* There is a single, common landing pad in SJLJ mode.  */
1766           if (sjlj)
1767             break;
1768         }
1769     }
1770
1771   /* Mark every edge that crosses between sections.  */
1772   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1773     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1774       {
1775         unsigned int flags = e->flags;
1776
1777         /* We should never have EDGE_CROSSING set yet.  */
1778         gcc_checking_assert ((flags & EDGE_CROSSING) == 0);
1779
1780         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1781             && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1782             && BB_PARTITION (e->src) != BB_PARTITION (e->dest))
1783           {
1784             crossing_edges.safe_push (e);
1785             flags |= EDGE_CROSSING;
1786           }
1787
1788         /* Now that we've split eh edges as appropriate, allow landing pads
1789            to be merged with the post-landing pads.  */
1790         flags &= ~EDGE_PRESERVE;
1791
1792         e->flags = flags;
1793       }
1794
1795   return crossing_edges;
1796 }
1797
1798 /* Set the flag EDGE_CAN_FALLTHRU for edges that can be fallthru.  */
1799
1800 static void
1801 set_edge_can_fallthru_flag (void)
1802 {
1803   basic_block bb;
1804
1805   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1806     {
1807       edge e;
1808       edge_iterator ei;
1809
1810       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1811         {
1812           e->flags &= ~EDGE_CAN_FALLTHRU;
1813
1814           /* The FALLTHRU edge is also CAN_FALLTHRU edge.  */
1815           if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
1816             e->flags |= EDGE_CAN_FALLTHRU;
1817         }
1818
1819       /* If the BB ends with an invertible condjump all (2) edges are
1820          CAN_FALLTHRU edges.  */
1821       if (EDGE_COUNT (bb->succs) != 2)
1822         continue;
1823       if (!any_condjump_p (BB_END (bb)))
1824         continue;
1825
1826       rtx_jump_insn *bb_end_jump = as_a <rtx_jump_insn *> (BB_END (bb));
1827       if (!invert_jump (bb_end_jump, JUMP_LABEL (bb_end_jump), 0))
1828         continue;
1829       invert_jump (bb_end_jump, JUMP_LABEL (bb_end_jump), 0);
1830       EDGE_SUCC (bb, 0)->flags |= EDGE_CAN_FALLTHRU;
1831       EDGE_SUCC (bb, 1)->flags |= EDGE_CAN_FALLTHRU;
1832     }
1833 }
1834
1835 /* If any destination of a crossing edge does not have a label, add label;
1836    Convert any easy fall-through crossing edges to unconditional jumps.  */
1837
1838 static void
1839 add_labels_and_missing_jumps (vec<edge> crossing_edges)
1840 {
1841   size_t i;
1842   edge e;
1843
1844   FOR_EACH_VEC_ELT (crossing_edges, i, e)
1845     {
1846       basic_block src = e->src;
1847       basic_block dest = e->dest;
1848       rtx_jump_insn *new_jump;
1849
1850       if (dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1851         continue;
1852
1853       /* Make sure dest has a label.  */
1854       rtx_code_label *label = block_label (dest);
1855
1856       /* Nothing to do for non-fallthru edges.  */
1857       if (src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1858         continue;
1859       if ((e->flags & EDGE_FALLTHRU) == 0)
1860         continue;
1861
1862       /* If the block does not end with a control flow insn, then we
1863          can trivially add a jump to the end to fixup the crossing.
1864          Otherwise the jump will have to go in a new bb, which will
1865          be handled by fix_up_fall_thru_edges function.  */
1866       if (control_flow_insn_p (BB_END (src)))
1867         continue;
1868
1869       /* Make sure there's only one successor.  */
1870       gcc_assert (single_succ_p (src));
1871
1872       new_jump = emit_jump_insn_after (targetm.gen_jump (label), BB_END (src));
1873       BB_END (src) = new_jump;
1874       JUMP_LABEL (new_jump) = label;
1875       LABEL_NUSES (label) += 1;
1876
1877       emit_barrier_after_bb (src);
1878
1879       /* Mark edge as non-fallthru.  */
1880       e->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1881     }
1882 }
1883
1884 /* Find any bb's where the fall-through edge is a crossing edge (note that
1885    these bb's must also contain a conditional jump or end with a call
1886    instruction; we've already dealt with fall-through edges for blocks
1887    that didn't have a conditional jump or didn't end with call instruction
1888    in the call to add_labels_and_missing_jumps).  Convert the fall-through
1889    edge to non-crossing edge by inserting a new bb to fall-through into.
1890    The new bb will contain an unconditional jump (crossing edge) to the
1891    original fall through destination.  */
1892
1893 static void
1894 fix_up_fall_thru_edges (void)
1895 {
1896   basic_block cur_bb;
1897
1898   FOR_EACH_BB_FN (cur_bb, cfun)
1899     {
1900       edge succ1;
1901       edge succ2;
1902       edge fall_thru = NULL;
1903       edge cond_jump = NULL;
1904
1905       fall_thru = NULL;
1906       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
1907         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
1908       else
1909         succ1 = NULL;
1910
1911       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
1912         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
1913       else
1914         succ2 = NULL;
1915
1916       /* Find the fall-through edge.  */
1917
1918       if (succ1
1919           && (succ1->flags & EDGE_FALLTHRU))
1920         {
1921           fall_thru = succ1;
1922           cond_jump = succ2;
1923         }
1924       else if (succ2
1925                && (succ2->flags & EDGE_FALLTHRU))
1926         {
1927           fall_thru = succ2;
1928           cond_jump = succ1;
1929         }
1930       else if (succ2 && EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 2)
1931         fall_thru = find_fallthru_edge (cur_bb->succs);
1932
1933       if (fall_thru && (fall_thru->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)))
1934         {
1935           /* Check to see if the fall-thru edge is a crossing edge.  */
1936
1937           if (fall_thru->flags & EDGE_CROSSING)
1938             {
1939               /* The fall_thru edge crosses; now check the cond jump edge, if
1940                  it exists.  */
1941
1942               bool cond_jump_crosses = true;
1943               int invert_worked = 0;
1944               rtx_insn *old_jump = BB_END (cur_bb);
1945
1946               /* Find the jump instruction, if there is one.  */
1947
1948               if (cond_jump)
1949                 {
1950                   if (!(cond_jump->flags & EDGE_CROSSING))
1951                     cond_jump_crosses = false;
1952
1953                   /* We know the fall-thru edge crosses; if the cond
1954                      jump edge does NOT cross, and its destination is the
1955                      next block in the bb order, invert the jump
1956                      (i.e. fix it so the fall through does not cross and
1957                      the cond jump does).  */
1958
1959                   if (!cond_jump_crosses)
1960                     {
1961                       /* Find label in fall_thru block. We've already added
1962                          any missing labels, so there must be one.  */
1963
1964                       rtx_code_label *fall_thru_label
1965                         = block_label (fall_thru->dest);
1966
1967                       if (old_jump && fall_thru_label)
1968                         {
1969                           rtx_jump_insn *old_jump_insn
1970                             = dyn_cast <rtx_jump_insn *> (old_jump);
1971                           if (old_jump_insn)
1972                             invert_worked = invert_jump (old_jump_insn,
1973                                                          fall_thru_label, 0);
1974                         }
1975
1976                       if (invert_worked)
1977                         {
1978                           fall_thru->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
1979                           cond_jump->flags |= EDGE_FALLTHRU;
1980                           update_br_prob_note (cur_bb);
1981                           std::swap (fall_thru, cond_jump);
1982                           cond_jump->flags |= EDGE_CROSSING;
1983                           fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
1984                         }
1985                     }
1986                 }
1987
1988               if (cond_jump_crosses || !invert_worked)
1989                 {
1990                   /* This is the case where both edges out of the basic
1991                      block are crossing edges. Here we will fix up the
1992                      fall through edge. The jump edge will be taken care
1993                      of later.  The EDGE_CROSSING flag of fall_thru edge
1994                      is unset before the call to force_nonfallthru
1995                      function because if a new basic-block is created
1996                      this edge remains in the current section boundary
1997                      while the edge between new_bb and the fall_thru->dest
1998                      becomes EDGE_CROSSING.  */
1999
2000                   fall_thru->flags &= ~EDGE_CROSSING;
2001                   basic_block new_bb = force_nonfallthru (fall_thru);
2002
2003                   if (new_bb)
2004                     {
2005                       new_bb->aux = cur_bb->aux;
2006                       cur_bb->aux = new_bb;
2007
2008                       /* This is done by force_nonfallthru_and_redirect.  */
2009                       gcc_assert (BB_PARTITION (new_bb)
2010                                   == BB_PARTITION (cur_bb));
2011
2012                       single_succ_edge (new_bb)->flags |= EDGE_CROSSING;
2013                     }
2014                   else
2015                     {
2016                       /* If a new basic-block was not created; restore
2017                          the EDGE_CROSSING flag.  */
2018                       fall_thru->flags |= EDGE_CROSSING;
2019                     }
2020
2021                   /* Add barrier after new jump */
2022                   emit_barrier_after_bb (new_bb ? new_bb : cur_bb);
2023                 }
2024             }
2025         }
2026     }
2027 }
2028
2029 /* This function checks the destination block of a "crossing jump" to
2030    see if it has any crossing predecessors that begin with a code label
2031    and end with an unconditional jump.  If so, it returns that predecessor
2032    block.  (This is to avoid creating lots of new basic blocks that all
2033    contain unconditional jumps to the same destination).  */
2034
2035 static basic_block
2036 find_jump_block (basic_block jump_dest)
2037 {
2038   basic_block source_bb = NULL;
2039   edge e;
2040   rtx_insn *insn;
2041   edge_iterator ei;
2042
2043   FOR_EACH_EDGE (e, ei, jump_dest->preds)
2044     if (e->flags & EDGE_CROSSING)
2045       {
2046         basic_block src = e->src;
2047
2048         /* Check each predecessor to see if it has a label, and contains
2049            only one executable instruction, which is an unconditional jump.
2050            If so, we can use it.  */
2051
2052         if (LABEL_P (BB_HEAD (src)))
2053           for (insn = BB_HEAD (src);
2054                !INSN_P (insn) && insn != NEXT_INSN (BB_END (src));
2055                insn = NEXT_INSN (insn))
2056             {
2057               if (INSN_P (insn)
2058                   && insn == BB_END (src)
2059                   && JUMP_P (insn)
2060                   && !any_condjump_p (insn))
2061                 {
2062                   source_bb = src;
2063                   break;
2064                 }
2065             }
2066
2067         if (source_bb)
2068           break;
2069       }
2070
2071   return source_bb;
2072 }
2073
2074 /* Find all BB's with conditional jumps that are crossing edges;
2075    insert a new bb and make the conditional jump branch to the new
2076    bb instead (make the new bb same color so conditional branch won't
2077    be a 'crossing' edge).  Insert an unconditional jump from the
2078    new bb to the original destination of the conditional jump.  */
2079
2080 static void
2081 fix_crossing_conditional_branches (void)
2082 {
2083   basic_block cur_bb;
2084   basic_block new_bb;
2085   basic_block dest;
2086   edge succ1;
2087   edge succ2;
2088   edge crossing_edge;
2089   edge new_edge;
2090   rtx set_src;
2091   rtx old_label = NULL_RTX;
2092   rtx_code_label *new_label;
2093
2094   FOR_EACH_BB_FN (cur_bb, cfun)
2095     {
2096       crossing_edge = NULL;
2097       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 0)
2098         succ1 = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
2099       else
2100         succ1 = NULL;
2101
2102       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) > 1)
2103         succ2 = EDGE_SUCC (cur_bb, 1);
2104       else
2105         succ2 = NULL;
2106
2107       /* We already took care of fall-through edges, so only one successor
2108          can be a crossing edge.  */
2109
2110       if (succ1 && (succ1->flags & EDGE_CROSSING))
2111         crossing_edge = succ1;
2112       else if (succ2 && (succ2->flags & EDGE_CROSSING))
2113         crossing_edge = succ2;
2114
2115       if (crossing_edge)
2116         {
2117           rtx_insn *old_jump = BB_END (cur_bb);
2118
2119           /* Check to make sure the jump instruction is a
2120              conditional jump.  */
2121
2122           set_src = NULL_RTX;
2123
2124           if (any_condjump_p (old_jump))
2125             {
2126               if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == SET)
2127                 set_src = SET_SRC (PATTERN (old_jump));
2128               else if (GET_CODE (PATTERN (old_jump)) == PARALLEL)
2129                 {
2130                   set_src = XVECEXP (PATTERN (old_jump), 0,0);
2131                   if (GET_CODE (set_src) == SET)
2132                     set_src = SET_SRC (set_src);
2133                   else
2134                     set_src = NULL_RTX;
2135                 }
2136             }
2137
2138           if (set_src && (GET_CODE (set_src) == IF_THEN_ELSE))
2139             {
2140               rtx_jump_insn *old_jump_insn =
2141                         as_a <rtx_jump_insn *> (old_jump);
2142
2143               if (GET_CODE (XEXP (set_src, 1)) == PC)
2144                 old_label = XEXP (set_src, 2);
2145               else if (GET_CODE (XEXP (set_src, 2)) == PC)
2146                 old_label = XEXP (set_src, 1);
2147
2148               /* Check to see if new bb for jumping to that dest has
2149                  already been created; if so, use it; if not, create
2150                  a new one.  */
2151
2152               new_bb = find_jump_block (crossing_edge->dest);
2153
2154               if (new_bb)
2155                 new_label = block_label (new_bb);
2156               else
2157                 {
2158                   basic_block last_bb;
2159                   rtx_code_label *old_jump_target;
2160                   rtx_jump_insn *new_jump;
2161
2162                   /* Create new basic block to be dest for
2163                      conditional jump.  */
2164
2165                   /* Put appropriate instructions in new bb.  */
2166
2167                   new_label = gen_label_rtx ();
2168                   emit_label (new_label);
2169
2170                   gcc_assert (GET_CODE (old_label) == LABEL_REF);
2171                   old_jump_target = old_jump_insn->jump_target ();
2172                   new_jump = as_a <rtx_jump_insn *>
2173                     (emit_jump_insn (targetm.gen_jump (old_jump_target)));
2174                   new_jump->set_jump_target (old_jump_target);
2175
2176                   last_bb = EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->prev_bb;
2177                   new_bb = create_basic_block (new_label, new_jump, last_bb);
2178                   new_bb->aux = last_bb->aux;
2179                   last_bb->aux = new_bb;
2180
2181                   emit_barrier_after_bb (new_bb);
2182
2183                   /* Make sure new bb is in same partition as source
2184                      of conditional branch.  */
2185                   BB_COPY_PARTITION (new_bb, cur_bb);
2186                 }
2187
2188               /* Make old jump branch to new bb.  */
2189
2190               redirect_jump (old_jump_insn, new_label, 0);
2191
2192               /* Remove crossing_edge as predecessor of 'dest'.  */
2193
2194               dest = crossing_edge->dest;
2195
2196               redirect_edge_succ (crossing_edge, new_bb);
2197
2198               /* Make a new edge from new_bb to old dest; new edge
2199                  will be a successor for new_bb and a predecessor
2200                  for 'dest'.  */
2201
2202               if (EDGE_COUNT (new_bb->succs) == 0)
2203                 new_edge = make_single_succ_edge (new_bb, dest, 0);
2204               else
2205                 new_edge = EDGE_SUCC (new_bb, 0);
2206
2207               crossing_edge->flags &= ~EDGE_CROSSING;
2208               new_edge->flags |= EDGE_CROSSING;
2209             }
2210         }
2211     }
2212 }
2213
2214 /* Find any unconditional branches that cross between hot and cold
2215    sections.  Convert them into indirect jumps instead.  */
2216
2217 static void
2218 fix_crossing_unconditional_branches (void)
2219 {
2220   basic_block cur_bb;
2221   rtx_insn *last_insn;
2222   rtx label;
2223   rtx label_addr;
2224   rtx_insn *indirect_jump_sequence;
2225   rtx_insn *jump_insn = NULL;
2226   rtx new_reg;
2227   rtx_insn *cur_insn;
2228   edge succ;
2229
2230   FOR_EACH_BB_FN (cur_bb, cfun)
2231     {
2232       last_insn = BB_END (cur_bb);
2233
2234       if (EDGE_COUNT (cur_bb->succs) < 1)
2235         continue;
2236
2237       succ = EDGE_SUCC (cur_bb, 0);
2238
2239       /* Check to see if bb ends in a crossing (unconditional) jump.  At
2240          this point, no crossing jumps should be conditional.  */
2241
2242       if (JUMP_P (last_insn)
2243           && (succ->flags & EDGE_CROSSING))
2244         {
2245           gcc_assert (!any_condjump_p (last_insn));
2246
2247           /* Make sure the jump is not already an indirect or table jump.  */
2248
2249           if (!computed_jump_p (last_insn)
2250               && !tablejump_p (last_insn, NULL, NULL))
2251             {
2252               /* We have found a "crossing" unconditional branch.  Now
2253                  we must convert it to an indirect jump.  First create
2254                  reference of label, as target for jump.  */
2255
2256               label = JUMP_LABEL (last_insn);
2257               label_addr = gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, label);
2258               LABEL_NUSES (label) += 1;
2259
2260               /* Get a register to use for the indirect jump.  */
2261
2262               new_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
2263
2264               /* Generate indirect the jump sequence.  */
2265
2266               start_sequence ();
2267               emit_move_insn (new_reg, label_addr);
2268               emit_indirect_jump (new_reg);
2269               indirect_jump_sequence = get_insns ();
2270               end_sequence ();
2271
2272               /* Make sure every instruction in the new jump sequence has
2273                  its basic block set to be cur_bb.  */
2274
2275               for (cur_insn = indirect_jump_sequence; cur_insn;
2276                    cur_insn = NEXT_INSN (cur_insn))
2277                 {
2278                   if (!BARRIER_P (cur_insn))
2279                     BLOCK_FOR_INSN (cur_insn) = cur_bb;
2280                   if (JUMP_P (cur_insn))
2281                     jump_insn = cur_insn;
2282                 }
2283
2284               /* Insert the new (indirect) jump sequence immediately before
2285                  the unconditional jump, then delete the unconditional jump.  */
2286
2287               emit_insn_before (indirect_jump_sequence, last_insn);
2288               delete_insn (last_insn);
2289
2290               JUMP_LABEL (jump_insn) = label;
2291               LABEL_NUSES (label)++;
2292
2293               /* Make BB_END for cur_bb be the jump instruction (NOT the
2294                  barrier instruction at the end of the sequence...).  */
2295
2296               BB_END (cur_bb) = jump_insn;
2297             }
2298         }
2299     }
2300 }
2301
2302 /* Update CROSSING_JUMP_P flags on all jump insns.  */
2303
2304 static void
2305 update_crossing_jump_flags (void)
2306 {
2307   basic_block bb;
2308   edge e;
2309   edge_iterator ei;
2310
2311   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2312     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2313       if (e->flags & EDGE_CROSSING)
2314         {
2315           if (JUMP_P (BB_END (bb)))
2316             CROSSING_JUMP_P (BB_END (bb)) = 1;
2317           break;
2318         }
2319 }
2320
2321 /* Reorder basic blocks using the software trace cache (STC) algorithm.  */
2322
2323 static void
2324 reorder_basic_blocks_software_trace_cache (void)
2325 {
2326   if (dump_file)
2327     fprintf (dump_file, "\nReordering with the STC algorithm.\n\n");
2328
2329   int n_traces;
2330   int i;
2331   struct trace *traces;
2332
2333   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once since the code
2334      for getting the insn length always returns the minimal length now.  */
2335   if (uncond_jump_length == 0)
2336     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
2337
2338   /* We need to know some information for each basic block.  */
2339   array_size = GET_ARRAY_SIZE (last_basic_block_for_fn (cfun));
2340   bbd = XNEWVEC (bbro_basic_block_data, array_size);
2341   for (i = 0; i < array_size; i++)
2342     {
2343       bbd[i].start_of_trace = -1;
2344       bbd[i].end_of_trace = -1;
2345       bbd[i].in_trace = -1;
2346       bbd[i].visited = 0;
2347       bbd[i].priority = -1;
2348       bbd[i].heap = NULL;
2349       bbd[i].node = NULL;
2350     }
2351
2352   traces = XNEWVEC (struct trace, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
2353   n_traces = 0;
2354   find_traces (&n_traces, traces);
2355   connect_traces (n_traces, traces);
2356   FREE (traces);
2357   FREE (bbd);
2358 }
2359
2360 /* Order edges by execution frequency, higher first.  */
2361
2362 static int
2363 edge_order (const void *ve1, const void *ve2)
2364 {
2365   edge e1 = *(const edge *) ve1;
2366   edge e2 = *(const edge *) ve2;
2367   profile_count c1 = e1->count ();
2368   profile_count c2 = e2->count ();
2369   /* Since profile_count::operator< does not establish a strict weak order
2370      in presence of uninitialized counts, use 'max': this makes them appear
2371      as if having execution frequency less than any initialized count.  */
2372   profile_count m = c1.max (c2);
2373   return (m == c2) - (m == c1);
2374 }
2375
2376 /* Reorder basic blocks using the "simple" algorithm.  This tries to
2377    maximize the dynamic number of branches that are fallthrough, without
2378    copying instructions.  The algorithm is greedy, looking at the most
2379    frequently executed branch first.  */
2380
2381 static void
2382 reorder_basic_blocks_simple (void)
2383 {
2384   if (dump_file)
2385     fprintf (dump_file, "\nReordering with the \"simple\" algorithm.\n\n");
2386
2387   edge *edges = new edge[2 * n_basic_blocks_for_fn (cfun)];
2388
2389   /* First, collect all edges that can be optimized by reordering blocks:
2390      simple jumps and conditional jumps, as well as the function entry edge.  */
2391
2392   int n = 0;
2393   edges[n++] = EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0);
2394
2395   basic_block bb;
2396   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2397     {
2398       rtx_insn *end = BB_END (bb);
2399
2400       if (computed_jump_p (end) || tablejump_p (end, NULL, NULL))
2401         continue;
2402
2403       /* We cannot optimize asm goto.  */
2404       if (JUMP_P (end) && extract_asm_operands (end))
2405         continue;
2406
2407       if (single_succ_p (bb))
2408         edges[n++] = EDGE_SUCC (bb, 0);
2409       else if (any_condjump_p (end))
2410         {
2411           edge e0 = EDGE_SUCC (bb, 0);
2412           edge e1 = EDGE_SUCC (bb, 1);
2413           /* When optimizing for size it is best to keep the original
2414              fallthrough edges.  */
2415           if (e1->flags & EDGE_FALLTHRU)
2416             std::swap (e0, e1);
2417           edges[n++] = e0;
2418           edges[n++] = e1;
2419         }
2420     }
2421
2422   /* Sort the edges, the most desirable first.  When optimizing for size
2423      all edges are equally desirable.  */
2424
2425   if (optimize_function_for_speed_p (cfun))
2426     gcc_stablesort (edges, n, sizeof *edges, edge_order);
2427
2428   /* Now decide which of those edges to make fallthrough edges.  We set
2429      BB_VISITED if a block already has a fallthrough successor assigned
2430      to it.  We make ->AUX of an endpoint point to the opposite endpoint
2431      of a sequence of blocks that fall through, and ->AUX will be NULL
2432      for a block that is in such a sequence but not an endpoint anymore.
2433
2434      To start with, everything points to itself, nothing is assigned yet.  */
2435
2436   FOR_ALL_BB_FN (bb, cfun)
2437     {
2438       bb->aux = bb;
2439       bb->flags &= ~BB_VISITED;
2440     }
2441
2442   EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->aux = 0;
2443
2444   /* Now for all edges, the most desirable first, see if that edge can
2445      connect two sequences.  If it can, update AUX and BB_VISITED; if it
2446      cannot, zero out the edge in the table.  */
2447
2448   for (int j = 0; j < n; j++)
2449     {
2450       edge e = edges[j];
2451
2452       basic_block tail_a = e->src;
2453       basic_block head_b = e->dest;
2454       basic_block head_a = (basic_block) tail_a->aux;
2455       basic_block tail_b = (basic_block) head_b->aux;
2456
2457       /* An edge cannot connect two sequences if:
2458          - it crosses partitions;
2459          - its src is not a current endpoint;
2460          - its dest is not a current endpoint;
2461          - or, it would create a loop.  */
2462
2463       if (e->flags & EDGE_CROSSING
2464           || tail_a->flags & BB_VISITED
2465           || !tail_b
2466           || (!(head_b->flags & BB_VISITED) && head_b != tail_b)
2467           || tail_a == tail_b)
2468         {
2469           edges[j] = 0;
2470           continue;
2471         }
2472
2473       tail_a->aux = 0;
2474       head_b->aux = 0;
2475       head_a->aux = tail_b;
2476       tail_b->aux = head_a;
2477       tail_a->flags |= BB_VISITED;
2478     }
2479
2480   /* Put the pieces together, in the same order that the start blocks of
2481      the sequences already had.  The hot/cold partitioning gives a little
2482      complication: as a first pass only do this for blocks in the same
2483      partition as the start block, and (if there is anything left to do)
2484      in a second pass handle the other partition.  */
2485
2486   basic_block last_tail = (basic_block) ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->aux;
2487
2488   int current_partition
2489     = BB_PARTITION (last_tail == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2490                     ? EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
2491                     : last_tail);
2492   bool need_another_pass = true;
2493
2494   for (int pass = 0; pass < 2 && need_another_pass; pass++)
2495     {
2496       need_another_pass = false;
2497
2498       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2499         if ((bb->flags & BB_VISITED && bb->aux) || bb->aux == bb)
2500           {
2501             if (BB_PARTITION (bb) != current_partition)
2502               {
2503                 need_another_pass = true;
2504                 continue;
2505               }
2506
2507             last_tail->aux = bb;
2508             last_tail = (basic_block) bb->aux;
2509           }
2510
2511       current_partition ^= BB_HOT_PARTITION | BB_COLD_PARTITION;
2512     }
2513
2514   last_tail->aux = 0;
2515
2516   /* Finally, link all the chosen fallthrough edges.  */
2517
2518   for (int j = 0; j < n; j++)
2519     if (edges[j])
2520       edges[j]->src->aux = edges[j]->dest;
2521
2522   delete[] edges;
2523
2524   /* If the entry edge no longer falls through we have to make a new
2525      block so it can do so again.  */
2526
2527   edge e = EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0);
2528   if (e->dest != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->aux)
2529     {
2530       force_nonfallthru (e);
2531       e->src->aux = ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->aux;
2532     }
2533 }
2534
2535 /* Reorder basic blocks.  The main entry point to this file.  */
2536
2537 static void
2538 reorder_basic_blocks (void)
2539 {
2540   gcc_assert (current_ir_type () == IR_RTL_CFGLAYOUT);
2541
2542   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2543     return;
2544
2545   set_edge_can_fallthru_flag ();
2546   mark_dfs_back_edges ();
2547
2548   switch (flag_reorder_blocks_algorithm)
2549     {
2550     case REORDER_BLOCKS_ALGORITHM_SIMPLE:
2551       reorder_basic_blocks_simple ();
2552       break;
2553
2554     case REORDER_BLOCKS_ALGORITHM_STC:
2555       reorder_basic_blocks_software_trace_cache ();
2556       break;
2557
2558     default:
2559       gcc_unreachable ();
2560     }
2561
2562   relink_block_chain (/*stay_in_cfglayout_mode=*/true);
2563
2564   if (dump_file)
2565     {
2566       if (dump_flags & TDF_DETAILS)
2567         dump_reg_info (dump_file);
2568       dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
2569     }
2570
2571   /* Signal that rtl_verify_flow_info_1 can now verify that there
2572      is at most one switch between hot/cold sections.  */
2573   crtl->bb_reorder_complete = true;
2574 }
2575
2576 /* Determine which partition the first basic block in the function
2577    belongs to, then find the first basic block in the current function
2578    that belongs to a different section, and insert a
2579    NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS note immediately before it in the
2580    instruction stream.  When writing out the assembly code,
2581    encountering this note will make the compiler switch between the
2582    hot and cold text sections.  */
2583
2584 void
2585 insert_section_boundary_note (void)
2586 {
2587   basic_block bb;
2588   bool switched_sections = false;
2589   int current_partition = 0;
2590
2591   if (!crtl->has_bb_partition)
2592     return;
2593
2594   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2595     {
2596       if (!current_partition)
2597         current_partition = BB_PARTITION (bb);
2598       if (BB_PARTITION (bb) != current_partition)
2599         {
2600           gcc_assert (!switched_sections);
2601           switched_sections = true;
2602           emit_note_before (NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS, BB_HEAD (bb));
2603           current_partition = BB_PARTITION (bb);
2604         }
2605     }
2606
2607   /* Make sure crtl->has_bb_partition matches reality even if bbpart finds
2608      some hot and some cold basic blocks, but later one of those kinds is
2609      optimized away.  */
2610   crtl->has_bb_partition = switched_sections;
2611 }
2612
2613 namespace {
2614
2615 const pass_data pass_data_reorder_blocks =
2616 {
2617   RTL_PASS, /* type */
2618   "bbro", /* name */
2619   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
2620   TV_REORDER_BLOCKS, /* tv_id */
2621   0, /* properties_required */
2622   0, /* properties_provided */
2623   0, /* properties_destroyed */
2624   0, /* todo_flags_start */
2625   0, /* todo_flags_finish */
2626 };
2627
2628 class pass_reorder_blocks : public rtl_opt_pass
2629 {
2630 public:
2631   pass_reorder_blocks (gcc::context *ctxt)
2632     : rtl_opt_pass (pass_data_reorder_blocks, ctxt)
2633   {}
2634
2635   /* opt_pass methods: */
2636   virtual bool gate (function *)
2637     {
2638       if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
2639         return false;
2640       return (optimize > 0
2641               && (flag_reorder_blocks || flag_reorder_blocks_and_partition));
2642     }
2643
2644   virtual unsigned int execute (function *);
2645
2646 }; // class pass_reorder_blocks
2647
2648 unsigned int
2649 pass_reorder_blocks::execute (function *fun)
2650 {
2651   basic_block bb;
2652
2653   /* Last attempt to optimize CFG, as scheduling, peepholing and insn
2654      splitting possibly introduced more crossjumping opportunities.  */
2655   cfg_layout_initialize (CLEANUP_EXPENSIVE);
2656
2657   reorder_basic_blocks ();
2658   cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE | CLEANUP_NO_PARTITIONING);
2659
2660   FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
2661     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun))
2662       bb->aux = bb->next_bb;
2663   cfg_layout_finalize ();
2664
2665   return 0;
2666 }
2667
2668 } // anon namespace
2669
2670 rtl_opt_pass *
2671 make_pass_reorder_blocks (gcc::context *ctxt)
2672 {
2673   return new pass_reorder_blocks (ctxt);
2674 }
2675
2676 /* Duplicate a block (that we already know ends in a computed jump) into its
2677    predecessors, where possible.  Return whether anything is changed.  */
2678 static bool
2679 maybe_duplicate_computed_goto (basic_block bb, int max_size)
2680 {
2681   if (single_pred_p (bb))
2682     return false;
2683
2684   /* Make sure that the block is small enough.  */
2685   rtx_insn *insn;
2686   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2687     if (INSN_P (insn))
2688       {
2689         max_size -= get_attr_min_length (insn);
2690         if (max_size < 0)
2691            return false;
2692       }
2693
2694   bool changed = false;
2695   edge e;
2696   edge_iterator ei;
2697   for (ei = ei_start (bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)); )
2698     {
2699       basic_block pred = e->src;
2700
2701       /* Do not duplicate BB into PRED if that is the last predecessor, or if
2702          we cannot merge a copy of BB with PRED.  */
2703       if (single_pred_p (bb)
2704           || !single_succ_p (pred)
2705           || e->flags & EDGE_COMPLEX
2706           || pred->index < NUM_FIXED_BLOCKS
2707           || (JUMP_P (BB_END (pred)) && !simplejump_p (BB_END (pred)))
2708           || (JUMP_P (BB_END (pred)) && CROSSING_JUMP_P (BB_END (pred))))
2709         {
2710           ei_next (&ei);
2711           continue;
2712         }
2713
2714       if (dump_file)
2715         fprintf (dump_file, "Duplicating computed goto bb %d into bb %d\n",
2716                  bb->index, e->src->index);
2717
2718       /* Remember if PRED can be duplicated; if so, the copy of BB merged
2719          with PRED can be duplicated as well.  */
2720       bool can_dup_more = can_duplicate_block_p (pred);
2721
2722       /* Make a copy of BB, merge it into PRED.  */
2723       basic_block copy = duplicate_block (bb, e, NULL);
2724       emit_barrier_after_bb (copy);
2725       reorder_insns_nobb (BB_HEAD (copy), BB_END (copy), BB_END (pred));
2726       merge_blocks (pred, copy);
2727
2728       changed = true;
2729
2730       /* Try to merge the resulting merged PRED into further predecessors.  */
2731       if (can_dup_more)
2732         maybe_duplicate_computed_goto (pred, max_size);
2733     }
2734
2735   return changed;
2736 }
2737
2738 /* Duplicate the blocks containing computed gotos.  This basically unfactors
2739    computed gotos that were factored early on in the compilation process to
2740    speed up edge based data flow.  We used to not unfactor them again, which
2741    can seriously pessimize code with many computed jumps in the source code,
2742    such as interpreters.  See e.g. PR15242.  */
2743 static void
2744 duplicate_computed_gotos (function *fun)
2745 {
2746   /* We are estimating the length of uncond jump insn only once
2747      since the code for getting the insn length always returns
2748      the minimal length now.  */
2749   if (uncond_jump_length == 0)
2750     uncond_jump_length = get_uncond_jump_length ();
2751
2752   /* Never copy a block larger than this.  */
2753   int max_size
2754     = uncond_jump_length * PARAM_VALUE (PARAM_MAX_GOTO_DUPLICATION_INSNS);
2755
2756   bool changed = false;
2757
2758   /* Try to duplicate all blocks that end in a computed jump and that
2759      can be duplicated at all.  */
2760   basic_block bb;
2761   FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
2762     if (computed_jump_p (BB_END (bb)) && can_duplicate_block_p (bb))
2763       changed |= maybe_duplicate_computed_goto (bb, max_size);
2764
2765   /* Duplicating blocks will redirect edges and may cause hot blocks
2766     previously reached by both hot and cold blocks to become dominated
2767     only by cold blocks.  */
2768   if (changed)
2769     fixup_partitions ();
2770 }
2771
2772 namespace {
2773
2774 const pass_data pass_data_duplicate_computed_gotos =
2775 {
2776   RTL_PASS, /* type */
2777   "compgotos", /* name */
2778   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
2779   TV_REORDER_BLOCKS, /* tv_id */
2780   0, /* properties_required */
2781   0, /* properties_provided */
2782   0, /* properties_destroyed */
2783   0, /* todo_flags_start */
2784   0, /* todo_flags_finish */
2785 };
2786
2787 class pass_duplicate_computed_gotos : public rtl_opt_pass
2788 {
2789 public:
2790   pass_duplicate_computed_gotos (gcc::context *ctxt)
2791     : rtl_opt_pass (pass_data_duplicate_computed_gotos, ctxt)
2792   {}
2793
2794   /* opt_pass methods: */
2795   virtual bool gate (function *);
2796   virtual unsigned int execute (function *);
2797
2798 }; // class pass_duplicate_computed_gotos
2799
2800 bool
2801 pass_duplicate_computed_gotos::gate (function *fun)
2802 {
2803   if (targetm.cannot_modify_jumps_p ())
2804     return false;
2805   return (optimize > 0
2806           && flag_expensive_optimizations
2807           && ! optimize_function_for_size_p (fun));
2808 }
2809
2810 unsigned int
2811 pass_duplicate_computed_gotos::execute (function *fun)
2812 {
2813   duplicate_computed_gotos (fun);
2814
2815   return 0;
2816 }
2817
2818 } // anon namespace
2819
2820 rtl_opt_pass *
2821 make_pass_duplicate_computed_gotos (gcc::context *ctxt)
2822 {
2823   return new pass_duplicate_computed_gotos (ctxt);
2824 }
2825
2826 /* This function is the main 'entrance' for the optimization that
2827    partitions hot and cold basic blocks into separate sections of the
2828    .o file (to improve performance and cache locality).  Ideally it
2829    would be called after all optimizations that rearrange the CFG have
2830    been called.  However part of this optimization may introduce new
2831    register usage, so it must be called before register allocation has
2832    occurred.  This means that this optimization is actually called
2833    well before the optimization that reorders basic blocks (see
2834    function above).
2835
2836    This optimization checks the feedback information to determine
2837    which basic blocks are hot/cold, updates flags on the basic blocks
2838    to indicate which section they belong in.  This information is
2839    later used for writing out sections in the .o file.  Because hot
2840    and cold sections can be arbitrarily large (within the bounds of
2841    memory), far beyond the size of a single function, it is necessary
2842    to fix up all edges that cross section boundaries, to make sure the
2843    instructions used can actually span the required distance.  The
2844    fixes are described below.
2845
2846    Fall-through edges must be changed into jumps; it is not safe or
2847    legal to fall through across a section boundary.  Whenever a
2848    fall-through edge crossing a section boundary is encountered, a new
2849    basic block is inserted (in the same section as the fall-through
2850    source), and the fall through edge is redirected to the new basic
2851    block.  The new basic block contains an unconditional jump to the
2852    original fall-through target.  (If the unconditional jump is
2853    insufficient to cross section boundaries, that is dealt with a
2854    little later, see below).
2855
2856    In order to deal with architectures that have short conditional
2857    branches (which cannot span all of memory) we take any conditional
2858    jump that attempts to cross a section boundary and add a level of
2859    indirection: it becomes a conditional jump to a new basic block, in
2860    the same section.  The new basic block contains an unconditional
2861    jump to the original target, in the other section.
2862
2863    For those architectures whose unconditional branch is also
2864    incapable of reaching all of memory, those unconditional jumps are
2865    converted into indirect jumps, through a register.
2866
2867    IMPORTANT NOTE: This optimization causes some messy interactions
2868    with the cfg cleanup optimizations; those optimizations want to
2869    merge blocks wherever possible, and to collapse indirect jump
2870    sequences (change "A jumps to B jumps to C" directly into "A jumps
2871    to C").  Those optimizations can undo the jump fixes that
2872    partitioning is required to make (see above), in order to ensure
2873    that jumps attempting to cross section boundaries are really able
2874    to cover whatever distance the jump requires (on many architectures
2875    conditional or unconditional jumps are not able to reach all of
2876    memory).  Therefore tests have to be inserted into each such
2877    optimization to make sure that it does not undo stuff necessary to
2878    cross partition boundaries.  This would be much less of a problem
2879    if we could perform this optimization later in the compilation, but
2880    unfortunately the fact that we may need to create indirect jumps
2881    (through registers) requires that this optimization be performed
2882    before register allocation.
2883
2884    Hot and cold basic blocks are partitioned and put in separate
2885    sections of the .o file, to reduce paging and improve cache
2886    performance (hopefully).  This can result in bits of code from the
2887    same function being widely separated in the .o file.  However this
2888    is not obvious to the current bb structure.  Therefore we must take
2889    care to ensure that: 1). There are no fall_thru edges that cross
2890    between sections; 2). For those architectures which have "short"
2891    conditional branches, all conditional branches that attempt to
2892    cross between sections are converted to unconditional branches;
2893    and, 3). For those architectures which have "short" unconditional
2894    branches, all unconditional branches that attempt to cross between
2895    sections are converted to indirect jumps.
2896
2897    The code for fixing up fall_thru edges that cross between hot and
2898    cold basic blocks does so by creating new basic blocks containing
2899    unconditional branches to the appropriate label in the "other"
2900    section.  The new basic block is then put in the same (hot or cold)
2901    section as the original conditional branch, and the fall_thru edge
2902    is modified to fall into the new basic block instead.  By adding
2903    this level of indirection we end up with only unconditional branches
2904    crossing between hot and cold sections.
2905
2906    Conditional branches are dealt with by adding a level of indirection.
2907    A new basic block is added in the same (hot/cold) section as the
2908    conditional branch, and the conditional branch is retargeted to the
2909    new basic block.  The new basic block contains an unconditional branch
2910    to the original target of the conditional branch (in the other section).
2911
2912    Unconditional branches are dealt with by converting them into
2913    indirect jumps.  */
2914
2915 namespace {
2916
2917 const pass_data pass_data_partition_blocks =
2918 {
2919   RTL_PASS, /* type */
2920   "bbpart", /* name */
2921   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
2922   TV_REORDER_BLOCKS, /* tv_id */
2923   PROP_cfglayout, /* properties_required */
2924   0, /* properties_provided */
2925   0, /* properties_destroyed */
2926   0, /* todo_flags_start */
2927   0, /* todo_flags_finish */
2928 };
2929
2930 class pass_partition_blocks : public rtl_opt_pass
2931 {
2932 public:
2933   pass_partition_blocks (gcc::context *ctxt)
2934     : rtl_opt_pass (pass_data_partition_blocks, ctxt)
2935   {}
2936
2937   /* opt_pass methods: */
2938   virtual bool gate (function *);
2939   virtual unsigned int execute (function *);
2940
2941 }; // class pass_partition_blocks
2942
2943 bool
2944 pass_partition_blocks::gate (function *fun)
2945 {
2946   /* The optimization to partition hot/cold basic blocks into separate
2947      sections of the .o file does not work well with linkonce or with
2948      user defined section attributes or with naked attribute.  Don't call
2949      it if either case arises.  */
2950   return (flag_reorder_blocks_and_partition
2951           && optimize
2952           /* See pass_reorder_blocks::gate.  We should not partition if
2953              we are going to omit the reordering.  */
2954           && optimize_function_for_speed_p (fun)
2955           && !DECL_COMDAT_GROUP (current_function_decl)
2956           && !lookup_attribute ("section", DECL_ATTRIBUTES (fun->decl))
2957           && !lookup_attribute ("naked", DECL_ATTRIBUTES (fun->decl))
2958           /* Workaround a bug in GDB where read_partial_die doesn't cope
2959              with DIEs with DW_AT_ranges, see PR81115.  */
2960           && !(in_lto_p && MAIN_NAME_P (DECL_NAME (fun->decl))));
2961 }
2962
2963 unsigned
2964 pass_partition_blocks::execute (function *fun)
2965 {
2966   vec<edge> crossing_edges;
2967
2968   if (n_basic_blocks_for_fn (fun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1)
2969     return 0;
2970
2971   df_set_flags (DF_DEFER_INSN_RESCAN);
2972
2973   crossing_edges = find_rarely_executed_basic_blocks_and_crossing_edges ();
2974   if (!crossing_edges.exists ())
2975     /* Make sure to process deferred rescans and clear changeable df flags.  */
2976     return TODO_df_finish;
2977
2978   crtl->has_bb_partition = true;
2979
2980   /* Make sure the source of any crossing edge ends in a jump and the
2981      destination of any crossing edge has a label.  */
2982   add_labels_and_missing_jumps (crossing_edges);
2983
2984   /* Convert all crossing fall_thru edges to non-crossing fall
2985      thrus to unconditional jumps (that jump to the original fall
2986      through dest).  */
2987   fix_up_fall_thru_edges ();
2988
2989   /* If the architecture does not have conditional branches that can
2990      span all of memory, convert crossing conditional branches into
2991      crossing unconditional branches.  */
2992   if (!HAS_LONG_COND_BRANCH)
2993     fix_crossing_conditional_branches ();
2994
2995   /* If the architecture does not have unconditional branches that
2996      can span all of memory, convert crossing unconditional branches
2997      into indirect jumps.  Since adding an indirect jump also adds
2998      a new register usage, update the register usage information as
2999      well.  */
3000   if (!HAS_LONG_UNCOND_BRANCH)
3001     fix_crossing_unconditional_branches ();
3002
3003   update_crossing_jump_flags ();
3004
3005   /* Clear bb->aux fields that the above routines were using.  */
3006   clear_aux_for_blocks ();
3007
3008   crossing_edges.release ();
3009
3010   /* ??? FIXME: DF generates the bb info for a block immediately.
3011      And by immediately, I mean *during* creation of the block.
3012
3013         #0  df_bb_refs_collect
3014         #1  in df_bb_refs_record
3015         #2  in create_basic_block_structure
3016
3017      Which means that the bb_has_eh_pred test in df_bb_refs_collect
3018      will *always* fail, because no edges can have been added to the
3019      block yet.  Which of course means we don't add the right 
3020      artificial refs, which means we fail df_verify (much) later.
3021
3022      Cleanest solution would seem to make DF_DEFER_INSN_RESCAN imply
3023      that we also shouldn't grab data from the new blocks those new
3024      insns are in either.  In this way one can create the block, link
3025      it up properly, and have everything Just Work later, when deferred
3026      insns are processed.
3027
3028      In the meantime, we have no other option but to throw away all
3029      of the DF data and recompute it all.  */
3030   if (fun->eh->lp_array)
3031     {
3032       df_finish_pass (true);
3033       df_scan_alloc (NULL);
3034       df_scan_blocks ();
3035       /* Not all post-landing pads use all of the EH_RETURN_DATA_REGNO
3036          data.  We blindly generated all of them when creating the new
3037          landing pad.  Delete those assignments we don't use.  */
3038       df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
3039       df_analyze ();
3040     }
3041
3042   /* Make sure to process deferred rescans and clear changeable df flags.  */
3043   return TODO_df_finish;
3044 }
3045
3046 } // anon namespace
3047
3048 rtl_opt_pass *
3049 make_pass_partition_blocks (gcc::context *ctxt)
3050 {
3051   return new pass_partition_blocks (ctxt);
3052 }