Backport from GCC mainline.
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / mcf.c
1 /* Routines to implement minimum-cost maximal flow algorithm used to smooth
2    basic block and edge frequency counts.
3    Copyright (C) 2008-2016 Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Paul Yuan (yingbo.com@gmail.com) and
5                   Vinodha Ramasamy (vinodha@google.com).
6
7 This file is part of GCC.
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* References:
23    [1] "Feedback-directed Optimizations in GCC with Estimated Edge Profiles
24         from Hardware Event Sampling", Vinodha Ramasamy, Paul Yuan, Dehao Chen,
25         and Robert Hundt; GCC Summit 2008.
26    [2] "Complementing Missing and Inaccurate Profiling Using a Minimum Cost
27         Circulation Algorithm", Roy Levin, Ilan Newman and Gadi Haber;
28         HiPEAC '08.
29
30    Algorithm to smooth basic block and edge counts:
31    1. create_fixup_graph: Create fixup graph by translating function CFG into
32       a graph that satisfies MCF algorithm requirements.
33    2. find_max_flow: Find maximal flow.
34    3. compute_residual_flow: Form residual network.
35    4. Repeat:
36       cancel_negative_cycle: While G contains a negative cost cycle C, reverse
37       the flow on the found cycle by the minimum residual capacity in that
38       cycle.
39    5. Form the minimal cost flow
40       f(u,v) = rf(v, u).
41    6. adjust_cfg_counts: Update initial edge weights with corrected weights.
42       delta(u.v) = f(u,v) -f(v,u).
43       w*(u,v) = w(u,v) + delta(u,v).  */
44
45 #include "config.h"
46 #include "system.h"
47 #include "coretypes.h"
48 #include "backend.h"
49 #include "profile.h"
50 #include "dumpfile.h"
51
52 /* CAP_INFINITY: Constant to represent infinite capacity.  */
53 #define CAP_INFINITY INTTYPE_MAXIMUM (int64_t)
54
55 /* COST FUNCTION.  */
56 #define K_POS(b)        ((b))
57 #define K_NEG(b)        (50 * (b))
58 #define COST(k, w)      ((k) / mcf_ln ((w) + 2))
59 /* Limit the number of iterations for cancel_negative_cycles() to ensure
60    reasonable compile time.  */
61 #define MAX_ITER(n, e)  10 + (1000000 / ((n) * (e)))
62 enum edge_type
63 {
64   INVALID_EDGE,
65   VERTEX_SPLIT_EDGE,        /* Edge to represent vertex with w(e) = w(v).  */
66   REDIRECT_EDGE,            /* Edge after vertex transformation.  */
67   REVERSE_EDGE,
68   SOURCE_CONNECT_EDGE,      /* Single edge connecting to single source.  */
69   SINK_CONNECT_EDGE,        /* Single edge connecting to single sink.  */
70   BALANCE_EDGE,             /* Edge connecting with source/sink: cp(e) = 0.  */
71   REDIRECT_NORMALIZED_EDGE, /* Normalized edge for a redirect edge.  */
72   REVERSE_NORMALIZED_EDGE   /* Normalized edge for a reverse edge.  */
73 };
74
75 /* Structure to represent an edge in the fixup graph.  */
76 struct fixup_edge_type
77 {
78   int src;
79   int dest;
80   /* Flag denoting type of edge and attributes for the flow field.  */
81   edge_type type;
82   bool is_rflow_valid;
83   /* Index to the normalization vertex added for this edge.  */
84   int norm_vertex_index;
85   /* Flow for this edge.  */
86   gcov_type flow;
87   /* Residual flow for this edge - used during negative cycle canceling.  */
88   gcov_type rflow;
89   gcov_type weight;
90   gcov_type cost;
91   gcov_type max_capacity;
92 };
93
94 typedef fixup_edge_type *fixup_edge_p;
95
96
97 /* Structure to represent a vertex in the fixup graph.  */
98 struct fixup_vertex_type
99 {
100   vec<fixup_edge_p> succ_edges;
101 };
102
103 typedef fixup_vertex_type *fixup_vertex_p;
104
105 /* Fixup graph used in the MCF algorithm.  */
106 struct fixup_graph_type
107 {
108   /* Current number of vertices for the graph.  */
109   int num_vertices;
110   /* Current number of edges for the graph.  */
111   int num_edges;
112   /* Index of new entry vertex.  */
113   int new_entry_index;
114   /* Index of new exit vertex.  */
115   int new_exit_index;
116   /* Fixup vertex list. Adjacency list for fixup graph.  */
117   fixup_vertex_p vertex_list;
118   /* Fixup edge list.  */
119   fixup_edge_p edge_list;
120 };
121
122 struct queue_type
123 {
124   int *queue;
125   int head;
126   int tail;
127   int size;
128 };
129
130 /* Structure used in the maximal flow routines to find augmenting path.  */
131 struct augmenting_path_type
132 {
133   /* Queue used to hold vertex indices.  */
134   queue_type queue_list;
135   /* Vector to hold chain of pred vertex indices in augmenting path.  */
136   int *bb_pred;
137   /* Vector that indicates if basic block i has been visited.  */
138   int *is_visited;
139 };
140
141
142 /* Function definitions.  */
143
144 /* Dump routines to aid debugging.  */
145
146 /* Print basic block with index N for FIXUP_GRAPH in n' and n'' format.  */
147
148 static void
149 print_basic_block (FILE *file, fixup_graph_type *fixup_graph, int n)
150 {
151   if (n == ENTRY_BLOCK)
152     fputs ("ENTRY", file);
153   else if (n == ENTRY_BLOCK + 1)
154     fputs ("ENTRY''", file);
155   else if (n == 2 * EXIT_BLOCK)
156     fputs ("EXIT", file);
157   else if (n == 2 * EXIT_BLOCK + 1)
158     fputs ("EXIT''", file);
159   else if (n == fixup_graph->new_exit_index)
160     fputs ("NEW_EXIT", file);
161   else if (n == fixup_graph->new_entry_index)
162     fputs ("NEW_ENTRY", file);
163   else
164     {
165       fprintf (file, "%d", n / 2);
166       if (n % 2)
167         fputs ("''", file);
168       else
169         fputs ("'", file);
170     }
171 }
172
173
174 /* Print edge S->D for given fixup_graph with n' and n'' format.
175    PARAMETERS:
176    S is the index of the source vertex of the edge (input) and
177    D is the index of the destination vertex of the edge (input) for the given
178    fixup_graph (input).  */
179
180 static void
181 print_edge (FILE *file, fixup_graph_type *fixup_graph, int s, int d)
182 {
183   print_basic_block (file, fixup_graph, s);
184   fputs ("->", file);
185   print_basic_block (file, fixup_graph, d);
186 }
187
188
189 /* Dump out the attributes of a given edge FEDGE in the fixup_graph to a
190    file.  */
191 static void
192 dump_fixup_edge (FILE *file, fixup_graph_type *fixup_graph, fixup_edge_p fedge)
193 {
194   if (!fedge)
195     {
196       fputs ("NULL fixup graph edge.\n", file);
197       return;
198     }
199
200   print_edge (file, fixup_graph, fedge->src, fedge->dest);
201   fputs (": ", file);
202
203   if (fedge->type)
204     {
205       fprintf (file, "flow/capacity=%" PRId64 "/",
206                fedge->flow);
207       if (fedge->max_capacity == CAP_INFINITY)
208         fputs ("+oo,", file);
209       else
210         fprintf (file, "%" PRId64 ",", fedge->max_capacity);
211     }
212
213   if (fedge->is_rflow_valid)
214     {
215       if (fedge->rflow == CAP_INFINITY)
216         fputs (" rflow=+oo.", file);
217       else
218         fprintf (file, " rflow=%" PRId64 ",", fedge->rflow);
219     }
220
221   fprintf (file, " cost=%" PRId64 ".", fedge->cost);
222
223   fprintf (file, "\t(%d->%d)", fedge->src, fedge->dest);
224
225   if (fedge->type)
226     {
227       switch (fedge->type)
228         {
229         case VERTEX_SPLIT_EDGE:
230           fputs (" @VERTEX_SPLIT_EDGE", file);
231           break;
232
233         case REDIRECT_EDGE:
234           fputs (" @REDIRECT_EDGE", file);
235           break;
236
237         case SOURCE_CONNECT_EDGE:
238           fputs (" @SOURCE_CONNECT_EDGE", file);
239           break;
240
241         case SINK_CONNECT_EDGE:
242           fputs (" @SINK_CONNECT_EDGE", file);
243           break;
244
245         case REVERSE_EDGE:
246           fputs (" @REVERSE_EDGE", file);
247           break;
248
249         case BALANCE_EDGE:
250           fputs (" @BALANCE_EDGE", file);
251           break;
252
253         case REDIRECT_NORMALIZED_EDGE:
254         case REVERSE_NORMALIZED_EDGE:
255           fputs ("  @NORMALIZED_EDGE", file);
256           break;
257
258         default:
259           fputs (" @INVALID_EDGE", file);
260           break;
261         }
262     }
263   fputs ("\n", file);
264 }
265
266
267 /* Print out the edges and vertices of the given FIXUP_GRAPH, into the dump
268    file. The input string MSG is printed out as a heading.  */
269
270 static void
271 dump_fixup_graph (FILE *file, fixup_graph_type *fixup_graph, const char *msg)
272 {
273   int i, j;
274   int fnum_vertices, fnum_edges;
275
276   fixup_vertex_p fvertex_list, pfvertex;
277   fixup_edge_p pfedge;
278
279   gcc_assert (fixup_graph);
280   fvertex_list = fixup_graph->vertex_list;
281   fnum_vertices = fixup_graph->num_vertices;
282   fnum_edges = fixup_graph->num_edges;
283
284   fprintf (file, "\nDump fixup graph for %s(): %s.\n",
285            current_function_name (), msg);
286   fprintf (file,
287            "There are %d vertices and %d edges. new_exit_index is %d.\n\n",
288            fnum_vertices, fnum_edges, fixup_graph->new_exit_index);
289
290   for (i = 0; i < fnum_vertices; i++)
291     {
292       pfvertex = fvertex_list + i;
293       fprintf (file, "vertex_list[%d]: %d succ fixup edges.\n",
294                i, pfvertex->succ_edges.length ());
295
296       for (j = 0; pfvertex->succ_edges.iterate (j, &pfedge);
297            j++)
298         {
299           /* Distinguish forward edges and backward edges in the residual flow
300              network.  */
301           if (pfedge->type)
302             fputs ("(f) ", file);
303           else if (pfedge->is_rflow_valid)
304             fputs ("(b) ", file);
305           dump_fixup_edge (file, fixup_graph, pfedge);
306         }
307     }
308
309   fputs ("\n", file);
310 }
311
312
313 /* Utility routines.  */
314 /* ln() implementation: approximate calculation. Returns ln of X.  */
315
316 static double
317 mcf_ln (double x)
318 {
319 #define E       2.71828
320   int l = 1;
321   double m = E;
322
323   gcc_assert (x >= 0);
324
325   while (m < x)
326     {
327       m *= E;
328       l++;
329     }
330
331   return l;
332 }
333
334
335 /* sqrt() implementation: based on open source QUAKE3 code (magic sqrt
336    implementation) by John Carmack.  Returns sqrt of X.  */
337
338 static double
339 mcf_sqrt (double x)
340 {
341 #define MAGIC_CONST1    0x1fbcf800
342 #define MAGIC_CONST2    0x5f3759df
343   union {
344     int intPart;
345     float floatPart;
346   } convertor, convertor2;
347
348   gcc_assert (x >= 0);
349
350   convertor.floatPart = x;
351   convertor2.floatPart = x;
352   convertor.intPart = MAGIC_CONST1 + (convertor.intPart >> 1);
353   convertor2.intPart = MAGIC_CONST2 - (convertor2.intPart >> 1);
354
355   return 0.5f * (convertor.floatPart + (x * convertor2.floatPart));
356 }
357
358
359 /* Common code shared between add_fixup_edge and add_rfixup_edge. Adds an edge
360    (SRC->DEST) to the edge_list maintained in FIXUP_GRAPH with cost of the edge
361    added set to COST.  */
362
363 static fixup_edge_p
364 add_edge (fixup_graph_type *fixup_graph, int src, int dest, gcov_type cost)
365 {
366   fixup_vertex_p curr_vertex = fixup_graph->vertex_list + src;
367   fixup_edge_p curr_edge = fixup_graph->edge_list + fixup_graph->num_edges;
368   curr_edge->src = src;
369   curr_edge->dest = dest;
370   curr_edge->cost = cost;
371   fixup_graph->num_edges++;
372   if (dump_file)
373     dump_fixup_edge (dump_file, fixup_graph, curr_edge);
374   curr_vertex->succ_edges.safe_push (curr_edge);
375   return curr_edge;
376 }
377
378
379 /* Add a fixup edge (src->dest) with attributes TYPE, WEIGHT, COST and
380    MAX_CAPACITY to the edge_list in the fixup graph.  */
381
382 static void
383 add_fixup_edge (fixup_graph_type *fixup_graph, int src, int dest,
384                 edge_type type, gcov_type weight, gcov_type cost,
385                 gcov_type max_capacity)
386 {
387   fixup_edge_p curr_edge = add_edge (fixup_graph, src, dest, cost);
388   curr_edge->type = type;
389   curr_edge->weight = weight;
390   curr_edge->max_capacity = max_capacity;
391 }
392
393
394 /* Add a residual edge (SRC->DEST) with attributes RFLOW and COST
395    to the fixup graph.  */
396
397 static void
398 add_rfixup_edge (fixup_graph_type *fixup_graph, int src, int dest,
399                  gcov_type rflow, gcov_type cost)
400 {
401   fixup_edge_p curr_edge = add_edge (fixup_graph, src, dest, cost);
402   curr_edge->rflow = rflow;
403   curr_edge->is_rflow_valid = true;
404   /* This edge is not a valid edge - merely used to hold residual flow.  */
405   curr_edge->type = INVALID_EDGE;
406 }
407
408
409 /* Return the pointer to fixup edge SRC->DEST or NULL if edge does not
410    exist in the FIXUP_GRAPH.  */
411
412 static fixup_edge_p
413 find_fixup_edge (fixup_graph_type *fixup_graph, int src, int dest)
414 {
415   int j;
416   fixup_edge_p pfedge;
417   fixup_vertex_p pfvertex;
418
419   gcc_assert (src < fixup_graph->num_vertices);
420
421   pfvertex = fixup_graph->vertex_list + src;
422
423   for (j = 0; pfvertex->succ_edges.iterate (j, &pfedge);
424        j++)
425     if (pfedge->dest == dest)
426       return pfedge;
427
428   return NULL;
429 }
430
431
432 /* Cleanup routine to free structures in FIXUP_GRAPH.  */
433
434 static void
435 delete_fixup_graph (fixup_graph_type *fixup_graph)
436 {
437   int i;
438   int fnum_vertices = fixup_graph->num_vertices;
439   fixup_vertex_p pfvertex = fixup_graph->vertex_list;
440
441   for (i = 0; i < fnum_vertices; i++, pfvertex++)
442     pfvertex->succ_edges.release ();
443
444   free (fixup_graph->vertex_list);
445   free (fixup_graph->edge_list);
446 }
447
448
449 /* Creates a fixup graph FIXUP_GRAPH from the function CFG.  */
450
451 static void
452 create_fixup_graph (fixup_graph_type *fixup_graph)
453 {
454   double sqrt_avg_vertex_weight = 0;
455   double total_vertex_weight = 0;
456   double k_pos = 0;
457   double k_neg = 0;
458   /* Vector to hold D(v) = sum_out_edges(v) - sum_in_edges(v).  */
459   gcov_type *diff_out_in = NULL;
460   gcov_type supply_value = 1, demand_value = 0;
461   gcov_type fcost = 0;
462   int new_entry_index = 0, new_exit_index = 0;
463   int i = 0, j = 0;
464   int new_index = 0;
465   basic_block bb;
466   edge e;
467   edge_iterator ei;
468   fixup_edge_p pfedge, r_pfedge;
469   fixup_edge_p fedge_list;
470   int fnum_edges;
471
472   /* Each basic_block will be split into 2 during vertex transformation.  */
473   int fnum_vertices_after_transform =  2 * n_basic_blocks_for_fn (cfun);
474   int fnum_edges_after_transform =
475     n_edges_for_fn (cfun) + n_basic_blocks_for_fn (cfun);
476
477   /* Count the new SOURCE and EXIT vertices to be added.  */
478   int fmax_num_vertices =
479     (fnum_vertices_after_transform + n_edges_for_fn (cfun)
480      + n_basic_blocks_for_fn (cfun) + 2);
481
482   /* In create_fixup_graph: Each basic block and edge can be split into 3
483      edges. Number of balance edges = n_basic_blocks. So after
484      create_fixup_graph:
485      max_edges = 4 * n_basic_blocks + 3 * n_edges
486      Accounting for residual flow edges
487      max_edges = 2 * (4 * n_basic_blocks + 3 * n_edges)
488      = 8 * n_basic_blocks + 6 * n_edges
489      < 8 * n_basic_blocks + 8 * n_edges.  */
490   int fmax_num_edges = 8 * (n_basic_blocks_for_fn (cfun) +
491                             n_edges_for_fn (cfun));
492
493   /* Initial num of vertices in the fixup graph.  */
494   fixup_graph->num_vertices = n_basic_blocks_for_fn (cfun);
495
496   /* Fixup graph vertex list.  */
497   fixup_graph->vertex_list =
498     (fixup_vertex_p) xcalloc (fmax_num_vertices, sizeof (fixup_vertex_type));
499
500   /* Fixup graph edge list.  */
501   fixup_graph->edge_list =
502     (fixup_edge_p) xcalloc (fmax_num_edges, sizeof (fixup_edge_type));
503
504   diff_out_in =
505     (gcov_type *) xcalloc (1 + fnum_vertices_after_transform,
506                            sizeof (gcov_type));
507
508   /* Compute constants b, k_pos, k_neg used in the cost function calculation.
509      b = sqrt(avg_vertex_weight(cfg)); k_pos = b; k_neg = 50b.  */
510   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
511     total_vertex_weight += bb->count;
512
513   sqrt_avg_vertex_weight = mcf_sqrt (total_vertex_weight /
514                                      n_basic_blocks_for_fn (cfun));
515
516   k_pos = K_POS (sqrt_avg_vertex_weight);
517   k_neg = K_NEG (sqrt_avg_vertex_weight);
518
519   /* 1. Vertex Transformation: Split each vertex v into two vertices v' and v'',
520      connected by an edge e from v' to v''. w(e) = w(v).  */
521
522   if (dump_file)
523     fprintf (dump_file, "\nVertex transformation:\n");
524
525   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
526   {
527     /* v'->v'': index1->(index1+1).  */
528     i = 2 * bb->index;
529     fcost = (gcov_type) COST (k_pos, bb->count);
530     add_fixup_edge (fixup_graph, i, i + 1, VERTEX_SPLIT_EDGE, bb->count,
531                     fcost, CAP_INFINITY);
532     fixup_graph->num_vertices++;
533
534     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
535     {
536       /* Edges with ignore attribute set should be treated like they don't
537          exist.  */
538       if (EDGE_INFO (e) && EDGE_INFO (e)->ignore)
539         continue;
540       j = 2 * e->dest->index;
541       fcost = (gcov_type) COST (k_pos, e->count);
542       add_fixup_edge (fixup_graph, i + 1, j, REDIRECT_EDGE, e->count, fcost,
543                       CAP_INFINITY);
544     }
545   }
546
547   /* After vertex transformation.  */
548   gcc_assert (fixup_graph->num_vertices == fnum_vertices_after_transform);
549   /* Redirect edges are not added for edges with ignore attribute.  */
550   gcc_assert (fixup_graph->num_edges <= fnum_edges_after_transform);
551
552   fnum_edges_after_transform = fixup_graph->num_edges;
553
554   /* 2. Initialize D(v).  */
555   for (i = 0; i < fnum_edges_after_transform; i++)
556     {
557       pfedge = fixup_graph->edge_list + i;
558       diff_out_in[pfedge->src] += pfedge->weight;
559       diff_out_in[pfedge->dest] -= pfedge->weight;
560     }
561
562   /* Entry block - vertex indices 0, 1; EXIT block - vertex indices 2, 3.  */
563   for (i = 0; i <= 3; i++)
564     diff_out_in[i] = 0;
565
566   /* 3. Add reverse edges: needed to decrease counts during smoothing.  */
567   if (dump_file)
568     fprintf (dump_file, "\nReverse edges:\n");
569   for (i = 0; i < fnum_edges_after_transform; i++)
570     {
571       pfedge = fixup_graph->edge_list + i;
572       if ((pfedge->src == 0) || (pfedge->src == 2))
573         continue;
574       r_pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, pfedge->dest, pfedge->src);
575       if (!r_pfedge && pfedge->weight)
576         {
577           /* Skip adding reverse edges for edges with w(e) = 0, as its maximum
578              capacity is 0.  */
579           fcost = (gcov_type) COST (k_neg, pfedge->weight);
580           add_fixup_edge (fixup_graph, pfedge->dest, pfedge->src,
581                           REVERSE_EDGE, 0, fcost, pfedge->weight);
582         }
583     }
584
585   /* 4. Create single source and sink. Connect new source vertex s' to function
586      entry block. Connect sink vertex t' to function exit.  */
587   if (dump_file)
588     fprintf (dump_file, "\ns'->S, T->t':\n");
589
590   new_entry_index = fixup_graph->new_entry_index = fixup_graph->num_vertices;
591   fixup_graph->num_vertices++;
592   /* Set supply_value to 1 to avoid zero count function ENTRY.  */
593   add_fixup_edge (fixup_graph, new_entry_index, ENTRY_BLOCK, SOURCE_CONNECT_EDGE,
594                   1 /* supply_value */, 0, 1 /* supply_value */);
595
596   /* Create new exit with EXIT_BLOCK as single pred.  */
597   new_exit_index = fixup_graph->new_exit_index = fixup_graph->num_vertices;
598   fixup_graph->num_vertices++;
599   add_fixup_edge (fixup_graph, 2 * EXIT_BLOCK + 1, new_exit_index,
600                   SINK_CONNECT_EDGE,
601                   0 /* demand_value */, 0, 0 /* demand_value */);
602
603   /* Connect vertices with unbalanced D(v) to source/sink.  */
604   if (dump_file)
605     fprintf (dump_file, "\nD(v) balance:\n");
606   /* Skip vertices for ENTRY (0, 1) and EXIT (2,3) blocks, so start with i = 4.
607      diff_out_in[v''] will be 0, so skip v'' vertices, hence i += 2.  */
608   for (i = 4; i < new_entry_index; i += 2)
609     {
610       if (diff_out_in[i] > 0)
611         {
612           add_fixup_edge (fixup_graph, i, new_exit_index, BALANCE_EDGE, 0, 0,
613                           diff_out_in[i]);
614           demand_value += diff_out_in[i];
615         }
616       else if (diff_out_in[i] < 0)
617         {
618           add_fixup_edge (fixup_graph, new_entry_index, i, BALANCE_EDGE, 0, 0,
619                           -diff_out_in[i]);
620           supply_value -= diff_out_in[i];
621         }
622     }
623
624   /* Set supply = demand.  */
625   if (dump_file)
626     {
627       fprintf (dump_file, "\nAdjust supply and demand:\n");
628       fprintf (dump_file, "supply_value=%" PRId64 "\n",
629                supply_value);
630       fprintf (dump_file, "demand_value=%" PRId64 "\n",
631                demand_value);
632     }
633
634   if (demand_value > supply_value)
635     {
636       pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, new_entry_index, ENTRY_BLOCK);
637       pfedge->max_capacity += (demand_value - supply_value);
638     }
639   else
640     {
641       pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, 2 * EXIT_BLOCK + 1, new_exit_index);
642       pfedge->max_capacity += (supply_value - demand_value);
643     }
644
645   /* 6. Normalize edges: remove anti-parallel edges. Anti-parallel edges are
646      created by the vertex transformation step from self-edges in the original
647      CFG and by the reverse edges added earlier.  */
648   if (dump_file)
649     fprintf (dump_file, "\nNormalize edges:\n");
650
651   fnum_edges = fixup_graph->num_edges;
652   fedge_list = fixup_graph->edge_list;
653
654   for (i = 0; i < fnum_edges; i++)
655     {
656       pfedge = fedge_list + i;
657       r_pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, pfedge->dest, pfedge->src);
658       if (((pfedge->type == VERTEX_SPLIT_EDGE)
659            || (pfedge->type == REDIRECT_EDGE)) && r_pfedge)
660         {
661           new_index = fixup_graph->num_vertices;
662           fixup_graph->num_vertices++;
663
664           if (dump_file)
665             {
666               fprintf (dump_file, "\nAnti-parallel edge:\n");
667               dump_fixup_edge (dump_file, fixup_graph, pfedge);
668               dump_fixup_edge (dump_file, fixup_graph, r_pfedge);
669               fprintf (dump_file, "New vertex is %d.\n", new_index);
670               fprintf (dump_file, "------------------\n");
671             }
672
673           pfedge->cost /= 2;
674           pfedge->norm_vertex_index = new_index;
675           if (dump_file)
676             {
677               fprintf (dump_file, "After normalization:\n");
678               dump_fixup_edge (dump_file, fixup_graph, pfedge);
679             }
680
681           /* Add a new fixup edge: new_index->src.  */
682           add_fixup_edge (fixup_graph, new_index, pfedge->src,
683                           REVERSE_NORMALIZED_EDGE, 0, r_pfedge->cost,
684                           r_pfedge->max_capacity);
685           gcc_assert (fixup_graph->num_vertices <= fmax_num_vertices);
686
687           /* Edge: r_pfedge->src -> r_pfedge->dest
688              ==> r_pfedge->src -> new_index.  */
689           r_pfedge->dest = new_index;
690           r_pfedge->type = REVERSE_NORMALIZED_EDGE;
691           r_pfedge->cost = pfedge->cost;
692           r_pfedge->max_capacity = pfedge->max_capacity;
693           if (dump_file)
694             dump_fixup_edge (dump_file, fixup_graph, r_pfedge);
695         }
696     }
697
698   if (dump_file)
699     dump_fixup_graph (dump_file, fixup_graph, "After create_fixup_graph()");
700
701   /* Cleanup.  */
702   free (diff_out_in);
703 }
704
705
706 /* Allocates space for the structures in AUGMENTING_PATH.  The space needed is
707    proportional to the number of nodes in the graph, which is given by
708    GRAPH_SIZE.  */
709
710 static void
711 init_augmenting_path (augmenting_path_type *augmenting_path, int graph_size)
712 {
713   augmenting_path->queue_list.queue = (int *)
714     xcalloc (graph_size + 2, sizeof (int));
715   augmenting_path->queue_list.size = graph_size + 2;
716   augmenting_path->bb_pred = (int *) xcalloc (graph_size, sizeof (int));
717   augmenting_path->is_visited = (int *) xcalloc (graph_size, sizeof (int));
718 }
719
720 /* Free the structures in AUGMENTING_PATH.  */
721 static void
722 free_augmenting_path (augmenting_path_type *augmenting_path)
723 {
724   free (augmenting_path->queue_list.queue);
725   free (augmenting_path->bb_pred);
726   free (augmenting_path->is_visited);
727 }
728
729
730 /* Queue routines. Assumes queue will never overflow.  */
731
732 static void
733 init_queue (queue_type *queue_list)
734 {
735   gcc_assert (queue_list);
736   queue_list->head = 0;
737   queue_list->tail = 0;
738 }
739
740 /* Return true if QUEUE_LIST is empty.  */
741 static bool
742 is_empty (queue_type *queue_list)
743 {
744   return (queue_list->head == queue_list->tail);
745 }
746
747 /* Insert element X into QUEUE_LIST.  */
748 static void
749 enqueue (queue_type *queue_list, int x)
750 {
751   gcc_assert (queue_list->tail < queue_list->size);
752   queue_list->queue[queue_list->tail] = x;
753   (queue_list->tail)++;
754 }
755
756 /* Return the first element in QUEUE_LIST.  */
757 static int
758 dequeue (queue_type *queue_list)
759 {
760   int x;
761   gcc_assert (queue_list->head >= 0);
762   x = queue_list->queue[queue_list->head];
763   (queue_list->head)++;
764   return x;
765 }
766
767
768 /* Finds a negative cycle in the residual network using
769    the Bellman-Ford algorithm. The flow on the found cycle is reversed by the
770    minimum residual capacity of that cycle. ENTRY and EXIT vertices are not
771    considered.
772
773 Parameters:
774    FIXUP_GRAPH - Residual graph  (input/output)
775    The following are allocated/freed by the caller:
776    PI - Vector to hold predecessors in path  (pi = pred index)
777    D - D[I] holds minimum cost of path from i to sink
778    CYCLE - Vector to hold the minimum cost cycle
779
780 Return:
781    true if a negative cycle was found, false otherwise.  */
782
783 static bool
784 cancel_negative_cycle (fixup_graph_type *fixup_graph,
785                        int *pi, gcov_type *d, int *cycle)
786 {
787   int i, j, k;
788   int fnum_vertices, fnum_edges;
789   fixup_edge_p fedge_list, pfedge, r_pfedge;
790   bool found_cycle = false;
791   int cycle_start = 0, cycle_end = 0;
792   gcov_type sum_cost = 0, cycle_flow = 0;
793   int new_entry_index;
794   bool propagated = false;
795
796   gcc_assert (fixup_graph);
797   fnum_vertices = fixup_graph->num_vertices;
798   fnum_edges = fixup_graph->num_edges;
799   fedge_list = fixup_graph->edge_list;
800   new_entry_index = fixup_graph->new_entry_index;
801
802   /* Initialize.  */
803   /* Skip ENTRY.  */
804   for (i = 1; i < fnum_vertices; i++)
805     {
806       d[i] = CAP_INFINITY;
807       pi[i] = -1;
808       cycle[i] = -1;
809     }
810   d[ENTRY_BLOCK] = 0;
811
812   /* Relax.  */
813   for (k = 1; k < fnum_vertices; k++)
814   {
815     propagated = false;
816     for (i = 0; i < fnum_edges; i++)
817       {
818         pfedge = fedge_list + i;
819         if (pfedge->src == new_entry_index)
820           continue;
821         if (pfedge->is_rflow_valid && pfedge->rflow
822             && d[pfedge->src] != CAP_INFINITY
823             && (d[pfedge->dest] > d[pfedge->src] + pfedge->cost))
824           {
825             d[pfedge->dest] = d[pfedge->src] + pfedge->cost;
826             pi[pfedge->dest] = pfedge->src;
827             propagated = true;
828           }
829       }
830     if (!propagated)
831       break;
832   }
833
834   if (!propagated)
835   /* No negative cycles exist.  */
836     return 0;
837
838   /* Detect.  */
839   for (i = 0; i < fnum_edges; i++)
840     {
841       pfedge = fedge_list + i;
842       if (pfedge->src == new_entry_index)
843         continue;
844       if (pfedge->is_rflow_valid && pfedge->rflow
845           && d[pfedge->src] != CAP_INFINITY
846           && (d[pfedge->dest] > d[pfedge->src] + pfedge->cost))
847         {
848           found_cycle = true;
849           break;
850         }
851     }
852
853   if (!found_cycle)
854     return 0;
855
856   /* Augment the cycle with the cycle's minimum residual capacity.  */
857   found_cycle = false;
858   cycle[0] = pfedge->dest;
859   j = pfedge->dest;
860
861   for (i = 1; i < fnum_vertices; i++)
862     {
863       j = pi[j];
864       cycle[i] = j;
865       for (k = 0; k < i; k++)
866         {
867           if (cycle[k] == j)
868             {
869               /* cycle[k] -> ... -> cycle[i].  */
870               cycle_start = k;
871               cycle_end = i;
872               found_cycle = true;
873               break;
874             }
875         }
876       if (found_cycle)
877         break;
878     }
879
880   gcc_assert (cycle[cycle_start] == cycle[cycle_end]);
881   if (dump_file)
882     fprintf (dump_file, "\nNegative cycle length is %d:\n",
883              cycle_end - cycle_start);
884
885   sum_cost = 0;
886   cycle_flow = CAP_INFINITY;
887   for (k = cycle_start; k < cycle_end; k++)
888     {
889       pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, cycle[k + 1], cycle[k]);
890       cycle_flow = MIN (cycle_flow, pfedge->rflow);
891       sum_cost += pfedge->cost;
892       if (dump_file)
893         fprintf (dump_file, "%d ", cycle[k]);
894     }
895
896   if (dump_file)
897     {
898       fprintf (dump_file, "%d", cycle[k]);
899       fprintf (dump_file,
900                ": (%" PRId64 ", %" PRId64
901                ")\n", sum_cost, cycle_flow);
902       fprintf (dump_file,
903                "Augment cycle with %" PRId64 "\n",
904                cycle_flow);
905     }
906
907   for (k = cycle_start; k < cycle_end; k++)
908     {
909       pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, cycle[k + 1], cycle[k]);
910       r_pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, cycle[k], cycle[k + 1]);
911       pfedge->rflow -= cycle_flow;
912       if (pfedge->type)
913         pfedge->flow += cycle_flow;
914       r_pfedge->rflow += cycle_flow;
915       if (r_pfedge->type)
916         r_pfedge->flow -= cycle_flow;
917     }
918
919   return true;
920 }
921
922
923 /* Computes the residual flow for FIXUP_GRAPH by setting the rflow field of
924    the edges. ENTRY and EXIT vertices should not be considered.  */
925
926 static void
927 compute_residual_flow (fixup_graph_type *fixup_graph)
928 {
929   int i;
930   int fnum_edges;
931   fixup_edge_p fedge_list, pfedge;
932
933   gcc_assert (fixup_graph);
934
935   if (dump_file)
936     fputs ("\ncompute_residual_flow():\n", dump_file);
937
938   fnum_edges = fixup_graph->num_edges;
939   fedge_list = fixup_graph->edge_list;
940
941   for (i = 0; i < fnum_edges; i++)
942     {
943       pfedge = fedge_list + i;
944       pfedge->rflow = pfedge->max_capacity - pfedge->flow;
945       pfedge->is_rflow_valid = true;
946       add_rfixup_edge (fixup_graph, pfedge->dest, pfedge->src, pfedge->flow,
947                        -pfedge->cost);
948     }
949 }
950
951
952 /* Uses Edmonds-Karp algorithm - BFS to find augmenting path from SOURCE to
953    SINK. The fields in the edge vector in the FIXUP_GRAPH are not modified by
954    this routine. The vector bb_pred in the AUGMENTING_PATH structure is updated
955    to reflect the path found.
956    Returns: 0 if no augmenting path is found, 1 otherwise.  */
957
958 static int
959 find_augmenting_path (fixup_graph_type *fixup_graph,
960                       augmenting_path_type *augmenting_path, int source,
961                       int sink)
962 {
963   int u = 0;
964   int i;
965   fixup_vertex_p fvertex_list, pfvertex;
966   fixup_edge_p pfedge;
967   int *bb_pred, *is_visited;
968   queue_type *queue_list;
969
970   gcc_assert (augmenting_path);
971   bb_pred = augmenting_path->bb_pred;
972   gcc_assert (bb_pred);
973   is_visited = augmenting_path->is_visited;
974   gcc_assert (is_visited);
975   queue_list = &(augmenting_path->queue_list);
976
977   gcc_assert (fixup_graph);
978
979   fvertex_list = fixup_graph->vertex_list;
980
981   for (u = 0; u < fixup_graph->num_vertices; u++)
982     is_visited[u] = 0;
983
984   init_queue (queue_list);
985   enqueue (queue_list, source);
986   bb_pred[source] = -1;
987
988   while (!is_empty (queue_list))
989     {
990       u = dequeue (queue_list);
991       is_visited[u] = 1;
992       pfvertex = fvertex_list + u;
993       for (i = 0; pfvertex->succ_edges.iterate (i, &pfedge);
994            i++)
995         {
996           int dest = pfedge->dest;
997           if ((pfedge->rflow > 0) && (is_visited[dest] == 0))
998             {
999               enqueue (queue_list, dest);
1000               bb_pred[dest] = u;
1001               is_visited[dest] = 1;
1002               if (dest == sink)
1003                 return 1;
1004             }
1005         }
1006     }
1007
1008   return 0;
1009 }
1010
1011
1012 /* Routine to find the maximal flow:
1013    Algorithm:
1014    1. Initialize flow to 0
1015    2. Find an augmenting path form source to sink.
1016    3. Send flow equal to the path's residual capacity along the edges of this path.
1017    4. Repeat steps 2 and 3 until no new augmenting path is found.
1018
1019 Parameters:
1020 SOURCE: index of source vertex (input)
1021 SINK: index of sink vertex    (input)
1022 FIXUP_GRAPH: adjacency matrix representing the graph. The flow of the edges will be
1023              set to have a valid maximal flow by this routine. (input)
1024 Return: Maximum flow possible.  */
1025
1026 static gcov_type
1027 find_max_flow (fixup_graph_type *fixup_graph, int source, int sink)
1028 {
1029   int fnum_edges;
1030   augmenting_path_type augmenting_path;
1031   int *bb_pred;
1032   gcov_type max_flow = 0;
1033   int i, u;
1034   fixup_edge_p fedge_list, pfedge, r_pfedge;
1035
1036   gcc_assert (fixup_graph);
1037
1038   fnum_edges = fixup_graph->num_edges;
1039   fedge_list = fixup_graph->edge_list;
1040
1041   /* Initialize flow to 0.  */
1042   for (i = 0; i < fnum_edges; i++)
1043     {
1044       pfedge = fedge_list + i;
1045       pfedge->flow = 0;
1046     }
1047
1048   compute_residual_flow (fixup_graph);
1049
1050   init_augmenting_path (&augmenting_path, fixup_graph->num_vertices);
1051
1052   bb_pred = augmenting_path.bb_pred;
1053   while (find_augmenting_path (fixup_graph, &augmenting_path, source, sink))
1054     {
1055       /* Determine the amount by which we can increment the flow.  */
1056       gcov_type increment = CAP_INFINITY;
1057       for (u = sink; u != source; u = bb_pred[u])
1058         {
1059           pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, bb_pred[u], u);
1060           increment = MIN (increment, pfedge->rflow);
1061         }
1062       max_flow += increment;
1063
1064       /* Now increment the flow. EXIT vertex index is 1.  */
1065       for (u = sink; u != source; u = bb_pred[u])
1066         {
1067           pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, bb_pred[u], u);
1068           r_pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, u, bb_pred[u]);
1069           if (pfedge->type)
1070             {
1071               /* forward edge.  */
1072               pfedge->flow += increment;
1073               pfedge->rflow -= increment;
1074               r_pfedge->rflow += increment;
1075             }
1076           else
1077             {
1078               /* backward edge.  */
1079               gcc_assert (r_pfedge->type);
1080               r_pfedge->rflow += increment;
1081               r_pfedge->flow -= increment;
1082               pfedge->rflow -= increment;
1083             }
1084         }
1085
1086       if (dump_file)
1087         {
1088           fprintf (dump_file, "\nDump augmenting path:\n");
1089           for (u = sink; u != source; u = bb_pred[u])
1090             {
1091               print_basic_block (dump_file, fixup_graph, u);
1092               fprintf (dump_file, "<-");
1093             }
1094           fprintf (dump_file,
1095                    "ENTRY  (path_capacity=%" PRId64 ")\n",
1096                    increment);
1097           fprintf (dump_file,
1098                    "Network flow is %" PRId64 ".\n",
1099                    max_flow);
1100         }
1101     }
1102
1103   free_augmenting_path (&augmenting_path);
1104   if (dump_file)
1105     dump_fixup_graph (dump_file, fixup_graph, "After find_max_flow()");
1106   return max_flow;
1107 }
1108
1109
1110 /* Computes the corrected edge and basic block weights using FIXUP_GRAPH
1111    after applying the find_minimum_cost_flow() routine.  */
1112
1113 static void
1114 adjust_cfg_counts (fixup_graph_type *fixup_graph)
1115 {
1116   basic_block bb;
1117   edge e;
1118   edge_iterator ei;
1119   int i, j;
1120   fixup_edge_p pfedge, pfedge_n;
1121
1122   gcc_assert (fixup_graph);
1123
1124   if (dump_file)
1125     fprintf (dump_file, "\nadjust_cfg_counts():\n");
1126
1127   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun),
1128                   EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), next_bb)
1129     {
1130       i = 2 * bb->index;
1131
1132       /* Fixup BB.  */
1133       if (dump_file)
1134         fprintf (dump_file,
1135                  "BB%d: %" PRId64 "", bb->index, bb->count);
1136
1137       pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, i, i + 1);
1138       if (pfedge->flow)
1139         {
1140           bb->count += pfedge->flow;
1141           if (dump_file)
1142             {
1143               fprintf (dump_file, " + %" PRId64 "(",
1144                        pfedge->flow);
1145               print_edge (dump_file, fixup_graph, i, i + 1);
1146               fprintf (dump_file, ")");
1147             }
1148         }
1149
1150       pfedge_n =
1151         find_fixup_edge (fixup_graph, i + 1, pfedge->norm_vertex_index);
1152       /* Deduct flow from normalized reverse edge.  */
1153       if (pfedge->norm_vertex_index && pfedge_n->flow)
1154         {
1155           bb->count -= pfedge_n->flow;
1156           if (dump_file)
1157             {
1158               fprintf (dump_file, " - %" PRId64 "(",
1159                        pfedge_n->flow);
1160               print_edge (dump_file, fixup_graph, i + 1,
1161                           pfedge->norm_vertex_index);
1162               fprintf (dump_file, ")");
1163             }
1164         }
1165       if (dump_file)
1166         fprintf (dump_file, " = %" PRId64 "\n", bb->count);
1167
1168       /* Fixup edge.  */
1169       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1170         {
1171           /* Treat edges with ignore attribute set as if they don't exist.  */
1172           if (EDGE_INFO (e) && EDGE_INFO (e)->ignore)
1173             continue;
1174
1175           j = 2 * e->dest->index;
1176           if (dump_file)
1177             fprintf (dump_file, "%d->%d: %" PRId64 "",
1178                      bb->index, e->dest->index, e->count);
1179
1180           pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, i + 1, j);
1181
1182           if (bb->index != e->dest->index)
1183             {
1184               /* Non-self edge.  */
1185               if (pfedge->flow)
1186                 {
1187                   e->count += pfedge->flow;
1188                   if (dump_file)
1189                     {
1190                       fprintf (dump_file, " + %" PRId64 "(",
1191                                pfedge->flow);
1192                       print_edge (dump_file, fixup_graph, i + 1, j);
1193                       fprintf (dump_file, ")");
1194                     }
1195                 }
1196
1197               pfedge_n =
1198                 find_fixup_edge (fixup_graph, j, pfedge->norm_vertex_index);
1199               /* Deduct flow from normalized reverse edge.  */
1200               if (pfedge->norm_vertex_index && pfedge_n->flow)
1201                 {
1202                   e->count -= pfedge_n->flow;
1203                   if (dump_file)
1204                     {
1205                       fprintf (dump_file, " - %" PRId64 "(",
1206                                pfedge_n->flow);
1207                       print_edge (dump_file, fixup_graph, j,
1208                                   pfedge->norm_vertex_index);
1209                       fprintf (dump_file, ")");
1210                     }
1211                 }
1212             }
1213           else
1214             {
1215               /* Handle self edges. Self edge is split with a normalization
1216                  vertex. Here i=j.  */
1217               pfedge = find_fixup_edge (fixup_graph, j, i + 1);
1218               pfedge_n =
1219                 find_fixup_edge (fixup_graph, i + 1, pfedge->norm_vertex_index);
1220               e->count += pfedge_n->flow;
1221               bb->count += pfedge_n->flow;
1222               if (dump_file)
1223                 {
1224                   fprintf (dump_file, "(self edge)");
1225                   fprintf (dump_file, " + %" PRId64 "(",
1226                            pfedge_n->flow);
1227                   print_edge (dump_file, fixup_graph, i + 1,
1228                               pfedge->norm_vertex_index);
1229                   fprintf (dump_file, ")");
1230                 }
1231             }
1232
1233           if (bb->count)
1234             e->probability = REG_BR_PROB_BASE * e->count / bb->count;
1235           if (dump_file)
1236             fprintf (dump_file, " = %" PRId64 "\t(%.1f%%)\n",
1237                      e->count, e->probability * 100.0 / REG_BR_PROB_BASE);
1238         }
1239     }
1240
1241   ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->count =
1242                      sum_edge_counts (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs);
1243   EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->count =
1244                      sum_edge_counts (EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds);
1245
1246   /* Compute edge probabilities.  */
1247   FOR_ALL_BB_FN (bb, cfun)
1248     {
1249       if (bb->count)
1250         {
1251           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1252             e->probability = REG_BR_PROB_BASE * e->count / bb->count;
1253         }
1254       else
1255         {
1256           int total = 0;
1257           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1258             if (!(e->flags & (EDGE_COMPLEX | EDGE_FAKE)))
1259               total++;
1260           if (total)
1261             {
1262               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1263                 {
1264                   if (!(e->flags & (EDGE_COMPLEX | EDGE_FAKE)))
1265                     e->probability = REG_BR_PROB_BASE / total;
1266                   else
1267                     e->probability = 0;
1268                 }
1269             }
1270           else
1271             {
1272               total += EDGE_COUNT (bb->succs);
1273               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1274                   e->probability = REG_BR_PROB_BASE / total;
1275             }
1276         }
1277     }
1278
1279   if (dump_file)
1280     {
1281       fprintf (dump_file, "\nCheck %s() CFG flow conservation:\n",
1282                current_function_name ());
1283       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1284         {
1285           if ((bb->count != sum_edge_counts (bb->preds))
1286                || (bb->count != sum_edge_counts (bb->succs)))
1287             {
1288               fprintf (dump_file,
1289                        "BB%d(%" PRId64 ")  **INVALID**: ",
1290                        bb->index, bb->count);
1291               fprintf (stderr,
1292                        "******** BB%d(%" PRId64
1293                        ")  **INVALID**: \n", bb->index, bb->count);
1294               fprintf (dump_file, "in_edges=%" PRId64 " ",
1295                        sum_edge_counts (bb->preds));
1296               fprintf (dump_file, "out_edges=%" PRId64 "\n",
1297                        sum_edge_counts (bb->succs));
1298             }
1299          }
1300     }
1301 }
1302
1303
1304 /* Implements the negative cycle canceling algorithm to compute a minimum cost
1305    flow.
1306 Algorithm:
1307 1. Find maximal flow.
1308 2. Form residual network
1309 3. Repeat:
1310   While G contains a negative cost cycle C, reverse the flow on the found cycle
1311   by the minimum residual capacity in that cycle.
1312 4. Form the minimal cost flow
1313   f(u,v) = rf(v, u)
1314 Input:
1315   FIXUP_GRAPH - Initial fixup graph.
1316   The flow field is modified to represent the minimum cost flow.  */
1317
1318 static void
1319 find_minimum_cost_flow (fixup_graph_type *fixup_graph)
1320 {
1321   /* Holds the index of predecessor in path.  */
1322   int *pred;
1323   /* Used to hold the minimum cost cycle.  */
1324   int *cycle;
1325   /* Used to record the number of iterations of cancel_negative_cycle.  */
1326   int iteration;
1327   /* Vector d[i] holds the minimum cost of path from i to sink.  */
1328   gcov_type *d;
1329   int fnum_vertices;
1330   int new_exit_index;
1331   int new_entry_index;
1332
1333   gcc_assert (fixup_graph);
1334   fnum_vertices = fixup_graph->num_vertices;
1335   new_exit_index = fixup_graph->new_exit_index;
1336   new_entry_index = fixup_graph->new_entry_index;
1337
1338   find_max_flow (fixup_graph, new_entry_index, new_exit_index);
1339
1340   /* Initialize the structures for find_negative_cycle().  */
1341   pred = (int *) xcalloc (fnum_vertices, sizeof (int));
1342   d = (gcov_type *) xcalloc (fnum_vertices, sizeof (gcov_type));
1343   cycle = (int *) xcalloc (fnum_vertices, sizeof (int));
1344
1345   /* Repeatedly find and cancel negative cost cycles, until
1346      no more negative cycles exist. This also updates the flow field
1347      to represent the minimum cost flow so far.  */
1348   iteration = 0;
1349   while (cancel_negative_cycle (fixup_graph, pred, d, cycle))
1350     {
1351       iteration++;
1352       if (iteration > MAX_ITER (fixup_graph->num_vertices,
1353                                 fixup_graph->num_edges))
1354         break;
1355     }
1356
1357   if (dump_file)
1358     dump_fixup_graph (dump_file, fixup_graph,
1359                       "After find_minimum_cost_flow()");
1360
1361   /* Cleanup structures.  */
1362   free (pred);
1363   free (d);
1364   free (cycle);
1365 }
1366
1367
1368 /* Compute the sum of the edge counts in TO_EDGES.  */
1369
1370 gcov_type
1371 sum_edge_counts (vec<edge, va_gc> *to_edges)
1372 {
1373   gcov_type sum = 0;
1374   edge e;
1375   edge_iterator ei;
1376
1377   FOR_EACH_EDGE (e, ei, to_edges)
1378     {
1379       if (EDGE_INFO (e) && EDGE_INFO (e)->ignore)
1380         continue;
1381       sum += e->count;
1382     }
1383   return sum;
1384 }
1385
1386
1387 /* Main routine. Smoothes the initial assigned basic block and edge counts using
1388    a minimum cost flow algorithm, to ensure that the flow consistency rule is
1389    obeyed: sum of outgoing edges = sum of incoming edges for each basic
1390    block.  */
1391
1392 void
1393 mcf_smooth_cfg (void)
1394 {
1395   fixup_graph_type fixup_graph;
1396   memset (&fixup_graph, 0, sizeof (fixup_graph));
1397   create_fixup_graph (&fixup_graph);
1398   find_minimum_cost_flow (&fixup_graph);
1399   adjust_cfg_counts (&fixup_graph);
1400   delete_fixup_graph (&fixup_graph);
1401 }