re PR target/65697 (__atomic memory barriers not strong enough for __sync builtins)
[gcc.git] / gcc / predict.c
index 9fc3e71e7b28932489ebebb1a196fe139c716f2e..9a69c6f4e39a7017320cfe4cae4e36b95bf0c77a 100644 (file)
@@ -1,6 +1,5 @@
 /* Branch prediction routines for the GNU compiler.
-   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010
-   Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2000-2015 Free Software Foundation, Inc.
 
 This file is part of GCC.
 
@@ -32,50 +31,64 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "system.h"
 #include "coretypes.h"
 #include "tm.h"
+#include "alias.h"
+#include "symtab.h"
 #include "tree.h"
+#include "fold-const.h"
+#include "calls.h"
 #include "rtl.h"
 #include "tm_p.h"
 #include "hard-reg-set.h"
+#include "predict.h"
+#include "function.h"
+#include "dominance.h"
+#include "cfg.h"
+#include "cfganal.h"
 #include "basic-block.h"
 #include "insn-config.h"
 #include "regs.h"
 #include "flags.h"
-#include "function.h"
+#include "profile.h"
 #include "except.h"
 #include "diagnostic-core.h"
 #include "recog.h"
+#include "expmed.h"
+#include "dojump.h"
+#include "explow.h"
+#include "emit-rtl.h"
+#include "varasm.h"
+#include "stmt.h"
 #include "expr.h"
-#include "predict.h"
 #include "coverage.h"
 #include "sreal.h"
 #include "params.h"
 #include "target.h"
 #include "cfgloop.h"
-#include "tree-flow.h"
-#include "ggc.h"
+#include "tree-ssa-alias.h"
+#include "internal-fn.h"
+#include "gimple-expr.h"
+#include "gimple.h"
+#include "gimple-iterator.h"
+#include "gimple-ssa.h"
+#include "cgraph.h"
+#include "tree-cfg.h"
+#include "tree-phinodes.h"
+#include "ssa-iterators.h"
+#include "tree-ssa-loop-niter.h"
+#include "tree-ssa-loop.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "tree-scalar-evolution.h"
-#include "cfgloop.h"
-#include "pointer-set.h"
 
 /* real constants: 0, 1, 1-1/REG_BR_PROB_BASE, REG_BR_PROB_BASE,
                   1/REG_BR_PROB_BASE, 0.5, BB_FREQ_MAX.  */
-static sreal real_zero, real_one, real_almost_one, real_br_prob_base,
+static sreal real_almost_one, real_br_prob_base,
             real_inv_br_prob_base, real_one_half, real_bb_freq_max;
 
-/* Random guesstimation given names.
-   PROV_VERY_UNLIKELY should be small enough so basic block predicted
-   by it gets bellow HOT_BB_FREQUENCY_FRANCTION.  */
-#define PROB_VERY_UNLIKELY     (REG_BR_PROB_BASE / 2000 - 1)
-#define PROB_EVEN              (REG_BR_PROB_BASE / 2)
-#define PROB_VERY_LIKELY       (REG_BR_PROB_BASE - PROB_VERY_UNLIKELY)
-#define PROB_ALWAYS            (REG_BR_PROB_BASE)
-
-static void combine_predictions_for_insn (rtx, basic_block);
+static void combine_predictions_for_insn (rtx_insn *, basic_block);
 static void dump_prediction (FILE *, enum br_predictor, int, basic_block, int);
 static void predict_paths_leading_to (basic_block, enum br_predictor, enum prediction);
 static void predict_paths_leading_to_edge (edge, enum br_predictor, enum prediction);
-static bool can_predict_insn_p (const_rtx);
+static bool can_predict_insn_p (const rtx_insn *);
 
 /* Information we hold about each branch predictor.
    Filled using information from predict.def.  */
@@ -110,37 +123,64 @@ static const struct predictor_info predictor_info[]= {
 static inline bool
 maybe_hot_frequency_p (struct function *fun, int freq)
 {
-  struct cgraph_node *node = cgraph_get_node (fun->decl);
-  if (!profile_info || !flag_branch_probabilities)
+  struct cgraph_node *node = cgraph_node::get (fun->decl);
+  if (!profile_info
+      || !opt_for_fn (fun->decl, flag_branch_probabilities))
     {
       if (node->frequency == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED)
         return false;
       if (node->frequency == NODE_FREQUENCY_HOT)
         return true;
     }
-  if (profile_status_for_function (fun) == PROFILE_ABSENT)
+  if (profile_status_for_fn (fun) == PROFILE_ABSENT)
     return true;
   if (node->frequency == NODE_FREQUENCY_EXECUTED_ONCE
-      && freq < (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FUNCTION (fun)->frequency * 2 / 3))
+      && freq < (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->frequency * 2 / 3))
+    return false;
+  if (PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION) == 0)
     return false;
-  if (freq < (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FUNCTION (fun)->frequency
+  if (freq < (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->frequency
              / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION)))
     return false;
   return true;
 }
 
+static gcov_type min_count = -1;
+
+/* Determine the threshold for hot BB counts.  */
+
+gcov_type
+get_hot_bb_threshold ()
+{
+  gcov_working_set_t *ws;
+  if (min_count == -1)
+    {
+      ws = find_working_set (PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_WS_PERMILLE));
+      gcc_assert (ws);
+      min_count = ws->min_counter;
+    }
+  return min_count;
+}
+
+/* Set the threshold for hot BB counts.  */
+
+void
+set_hot_bb_threshold (gcov_type min)
+{
+  min_count = min;
+}
+
 /* Return TRUE if frequency FREQ is considered to be hot.  */
 
-static inline bool
+bool
 maybe_hot_count_p (struct function *fun, gcov_type count)
 {
-  if (profile_status_for_function (fun) != PROFILE_READ)
+  if (fun && profile_status_for_fn (fun) != PROFILE_READ)
     return true;
   /* Code executed at most once is not hot.  */
   if (profile_info->runs >= count)
     return false;
-  return (count
-         > profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION));
+  return (count >= get_hot_bb_threshold ());
 }
 
 /* Return true in case BB can be CPU intensive and should be optimized
@@ -150,80 +190,88 @@ bool
 maybe_hot_bb_p (struct function *fun, const_basic_block bb)
 {
   gcc_checking_assert (fun);
-  if (profile_status_for_function (fun) == PROFILE_READ)
+  if (profile_status_for_fn (fun) == PROFILE_READ)
     return maybe_hot_count_p (fun, bb->count);
   return maybe_hot_frequency_p (fun, bb->frequency);
 }
 
-/* Return true if the call can be hot.  */
-
-bool
-cgraph_maybe_hot_edge_p (struct cgraph_edge *edge)
-{
-  if (profile_info && flag_branch_probabilities
-      && (edge->count
-         <= profile_info->sum_max / PARAM_VALUE (HOT_BB_COUNT_FRACTION)))
-    return false;
-  if (edge->caller->frequency == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED
-      || (edge->callee
-         && edge->callee->frequency == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED))
-    return false;
-  if (edge->caller->frequency > NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED
-      && (edge->callee
-         && edge->callee->frequency <= NODE_FREQUENCY_EXECUTED_ONCE))
-    return false;
-  if (optimize_size)
-    return false;
-  if (edge->caller->frequency == NODE_FREQUENCY_HOT)
-    return true;
-  if (edge->caller->frequency == NODE_FREQUENCY_EXECUTED_ONCE
-      && edge->frequency < CGRAPH_FREQ_BASE * 3 / 2)
-    return false;
-  if (flag_guess_branch_prob
-      && edge->frequency <= (CGRAPH_FREQ_BASE
-                            / PARAM_VALUE (HOT_BB_FREQUENCY_FRACTION)))
-    return false;
-  return true;
-}
-
 /* Return true in case BB can be CPU intensive and should be optimized
    for maximal performance.  */
 
 bool
 maybe_hot_edge_p (edge e)
 {
-  if (profile_status == PROFILE_READ)
+  if (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_READ)
     return maybe_hot_count_p (cfun, e->count);
   return maybe_hot_frequency_p (cfun, EDGE_FREQUENCY (e));
 }
 
+/* Return true if profile COUNT and FREQUENCY, or function FUN static
+   node frequency reflects never being executed.  */
+   
+static bool
+probably_never_executed (struct function *fun,
+                         gcov_type count, int frequency)
+{
+  gcc_checking_assert (fun);
+  if (profile_status_for_fn (fun) == PROFILE_READ)
+    {
+      int unlikely_count_fraction = PARAM_VALUE (UNLIKELY_BB_COUNT_FRACTION);
+      if (count * unlikely_count_fraction >= profile_info->runs)
+       return false;
+      if (!frequency)
+       return true;
+      if (!ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->frequency)
+       return false;
+      if (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->count)
+       {
+          gcov_type computed_count;
+          /* Check for possibility of overflow, in which case entry bb count
+             is large enough to do the division first without losing much
+             precision.  */
+         if (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->count < REG_BR_PROB_BASE *
+             REG_BR_PROB_BASE)
+            {
+              gcov_type scaled_count
+                 = frequency * ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->count *
+            unlikely_count_fraction;
+             computed_count = RDIV (scaled_count,
+                                    ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->frequency);
+            }
+          else
+            {
+             computed_count = RDIV (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->count,
+                                    ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun)->frequency);
+              computed_count *= frequency * unlikely_count_fraction;
+            }
+          if (computed_count >= profile_info->runs)
+            return false;
+       }
+      return true;
+    }
+  if ((!profile_info || !(opt_for_fn (fun->decl, flag_branch_probabilities)))
+      && (cgraph_node::get (fun->decl)->frequency
+         == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED))
+    return true;
+  return false;
+}
+
 
 /* Return true in case BB is probably never executed.  */
 
 bool
 probably_never_executed_bb_p (struct function *fun, const_basic_block bb)
 {
-  gcc_checking_assert (fun);
-  if (profile_info && flag_branch_probabilities)
-    return ((bb->count + profile_info->runs / 2) / profile_info->runs) == 0;
-  if ((!profile_info || !flag_branch_probabilities)
-      && (cgraph_get_node (fun->decl)->frequency
-         == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED))
-    return true;
-  return false;
+  return probably_never_executed (fun, bb->count, bb->frequency);
 }
 
-/* Return true if NODE should be optimized for size.  */
+
+/* Return true in case edge E is probably never executed.  */
 
 bool
-cgraph_optimize_for_size_p (struct cgraph_node *node)
+probably_never_executed_edge_p (struct function *fun, edge e)
 {
-  if (optimize_size)
-    return true;
-  if (node && (node->frequency == NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED))
-    return true;
-  else
-    return false;
+  return probably_never_executed (fun, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
 }
 
 /* Return true when current function should always be optimized for size.  */
@@ -231,11 +279,10 @@ cgraph_optimize_for_size_p (struct cgraph_node *node)
 bool
 optimize_function_for_size_p (struct function *fun)
 {
-  if (optimize_size)
-    return true;
   if (!fun || !fun->decl)
-    return false;
-  return cgraph_optimize_for_size_p (cgraph_get_node (fun->decl));
+    return optimize_size;
+  cgraph_node *n = cgraph_node::get (fun->decl);
+  return n && n->optimize_for_size_p ();
 }
 
 /* Return true when current function should always be optimized for speed.  */
@@ -251,7 +298,8 @@ optimize_function_for_speed_p (struct function *fun)
 bool
 optimize_bb_for_size_p (const_basic_block bb)
 {
-  return optimize_function_for_size_p (cfun) || !maybe_hot_bb_p (cfun, bb);
+  return (optimize_function_for_size_p (cfun)
+         || (bb && !maybe_hot_bb_p (cfun, bb)));
 }
 
 /* Return TRUE when BB should be optimized for speed.  */
@@ -352,7 +400,7 @@ optimize_loop_nest_for_size_p (struct loop *loop)
 bool
 predictable_edge_p (edge e)
 {
-  if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
+  if (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_ABSENT)
     return false;
   if ((e->probability
        <= PARAM_VALUE (PARAM_PREDICTABLE_BRANCH_OUTCOME) * REG_BR_PROB_BASE / 100)
@@ -402,11 +450,6 @@ rtl_predicted_by_p (const_basic_block bb, enum br_predictor predictor)
   return false;
 }
 
-/* This map contains for a basic block the list of predictions for the
-   outgoing edges.  */
-
-static struct pointer_map_t *bb_predictions;
-
 /*  Structure representing predictions in tree level. */
 
 struct edge_prediction {
@@ -416,6 +459,11 @@ struct edge_prediction {
     int ep_probability;
 };
 
+/* This map contains for a basic block the list of predictions for the
+   outgoing edges.  */
+
+static hash_map<const_basic_block, edge_prediction *> *bb_predictions;
+
 /* Return true if the one of outgoing edges is already predicted by
    PREDICTOR.  */
 
@@ -423,12 +471,12 @@ bool
 gimple_predicted_by_p (const_basic_block bb, enum br_predictor predictor)
 {
   struct edge_prediction *i;
-  void **preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
+  edge_prediction **preds = bb_predictions->get (bb);
 
   if (!preds)
     return false;
 
-  for (i = (struct edge_prediction *) *preds; i; i = i->ep_next)
+  for (i = *preds; i; i = i->ep_next)
     if (i->ep_predictor == predictor)
       return true;
   return false;
@@ -453,8 +501,8 @@ gimple_predicted_by_p (const_basic_block bb, enum br_predictor predictor)
 static bool
 probability_reliable_p (int prob)
 {
-  return (profile_status == PROFILE_READ
-         || (profile_status == PROFILE_GUESSED
+  return (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_READ
+         || (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_GUESSED
              && (prob <= HITRATE (1) || prob >= HITRATE (99))));
 }
 
@@ -470,11 +518,11 @@ bool
 br_prob_note_reliable_p (const_rtx note)
 {
   gcc_assert (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB);
-  return probability_reliable_p (INTVAL (XEXP (note, 0)));
+  return probability_reliable_p (XINT (note, 0));
 }
 
 static void
-predict_insn (rtx insn, enum br_predictor predictor, int probability)
+predict_insn (rtx_insn *insn, enum br_predictor predictor, int probability)
 {
   gcc_assert (any_condjump_p (insn));
   if (!flag_guess_branch_prob)
@@ -489,7 +537,7 @@ predict_insn (rtx insn, enum br_predictor predictor, int probability)
 /* Predict insn by given predictor.  */
 
 void
-predict_insn_def (rtx insn, enum br_predictor predictor,
+predict_insn_def (rtx_insn *insn, enum br_predictor predictor,
                  enum prediction taken)
 {
    int probability = predictor_info[(int) predictor].hitrate;
@@ -505,7 +553,7 @@ predict_insn_def (rtx insn, enum br_predictor predictor,
 void
 rtl_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
 {
-  rtx last_insn;
+  rtx_insn *last_insn;
   last_insn = BB_END (e->src);
 
   /* We can store the branch prediction information only about
@@ -524,15 +572,16 @@ rtl_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
 void
 gimple_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
 {
-  gcc_assert (profile_status != PROFILE_GUESSED);
-  if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR && EDGE_COUNT (e->src->succs) > 1)
+  gcc_assert (profile_status_for_fn (cfun) != PROFILE_GUESSED);
+  if ((e->src != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun) && EDGE_COUNT (e->src->succs) >
+       1)
       && flag_guess_branch_prob && optimize)
     {
       struct edge_prediction *i = XNEW (struct edge_prediction);
-      void **preds = pointer_map_insert (bb_predictions, e->src);
+      edge_prediction *&preds = bb_predictions->get_or_insert (e->src);
 
-      i->ep_next = (struct edge_prediction *) *preds;
-      *preds = i;
+      i->ep_next = preds;
+      preds = i;
       i->ep_probability = probability;
       i->ep_predictor = predictor;
       i->ep_edge = e;
@@ -544,16 +593,14 @@ gimple_predict_edge (edge e, enum br_predictor predictor, int probability)
 void
 remove_predictions_associated_with_edge (edge e)
 {
-  void **preds;
-
   if (!bb_predictions)
     return;
 
-  preds = pointer_map_contains (bb_predictions, e->src);
+  edge_prediction **preds = bb_predictions->get (e->src);
 
   if (preds)
     {
-      struct edge_prediction **prediction = (struct edge_prediction **) preds;
+      struct edge_prediction **prediction = preds;
       struct edge_prediction *next;
 
       while (*prediction)
@@ -575,13 +622,13 @@ remove_predictions_associated_with_edge (edge e)
 static void
 clear_bb_predictions (basic_block bb)
 {
-  void **preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
+  edge_prediction **preds = bb_predictions->get (bb);
   struct edge_prediction *pred, *next;
 
   if (!preds)
     return;
 
-  for (pred = (struct edge_prediction *) *preds; pred; pred = next)
+  for (pred = *preds; pred; pred = next)
     {
       next = pred->ep_next;
       free (pred);
@@ -593,7 +640,7 @@ clear_bb_predictions (basic_block bb)
    At the moment we represent predictions only on conditional
    jumps, not at computed jump or other complicated cases.  */
 static bool
-can_predict_insn_p (const_rtx insn)
+can_predict_insn_p (const rtx_insn *insn)
 {
   return (JUMP_P (insn)
          && any_condjump_p (insn)
@@ -624,7 +671,7 @@ invert_br_probabilities (rtx insn)
 
   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PROB)
-      XEXP (note, 0) = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (note, 0)));
+      XINT (note, 0) = REG_BR_PROB_BASE - XINT (note, 0);
     else if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_BR_PRED)
       XEXP (XEXP (note, 0), 1)
        = GEN_INT (REG_BR_PROB_BASE - INTVAL (XEXP (XEXP (note, 0), 1)));
@@ -652,12 +699,10 @@ dump_prediction (FILE *file, enum br_predictor predictor, int probability,
 
   if (bb->count)
     {
-      fprintf (file, "  exec ");
-      fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, bb->count);
+      fprintf (file, "  exec %" PRId64, bb->count);
       if (e)
        {
-         fprintf (file, " hit ");
-         fprintf (file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, e->count);
+         fprintf (file, " hit %" PRId64, e->count);
          fprintf (file, " (%.1f%%)", e->count * 100.0 / bb->count);
        }
     }
@@ -688,7 +733,7 @@ set_even_probabilities (basic_block bb)
    note if not already present.  Remove now useless REG_BR_PRED notes.  */
 
 static void
-combine_predictions_for_insn (rtx insn, basic_block bb)
+combine_predictions_for_insn (rtx_insn *insn, basic_block bb)
 {
   rtx prob_note;
   rtx *pnote;
@@ -778,7 +823,7 @@ combine_predictions_for_insn (rtx insn, basic_block bb)
 
   if (!prob_note)
     {
-      add_reg_note (insn, REG_BR_PROB, GEN_INT (combined_probability));
+      add_int_reg_note (insn, REG_BR_PROB, combined_probability);
 
       /* Save the prediction into CFG in case we are seeing non-degenerated
         conditional jump.  */
@@ -791,7 +836,7 @@ combine_predictions_for_insn (rtx insn, basic_block bb)
     }
   else if (!single_succ_p (bb))
     {
-      int prob = INTVAL (XEXP (prob_note, 0));
+      int prob = XINT (prob_note, 0);
 
       BRANCH_EDGE (bb)->probability = prob;
       FALLTHRU_EDGE (bb)->probability = REG_BR_PROB_BASE - prob;
@@ -816,7 +861,6 @@ combine_predictions_for_bb (basic_block bb)
   int nedges = 0;
   edge e, first = NULL, second = NULL;
   edge_iterator ei;
-  void **preds;
 
   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
     if (!(e->flags & (EDGE_EH | EDGE_FAKE)))
@@ -848,12 +892,12 @@ combine_predictions_for_bb (basic_block bb)
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file, "Predictions for bb %i\n", bb->index);
 
-  preds = pointer_map_contains (bb_predictions, bb);
+  edge_prediction **preds = bb_predictions->get (bb);
   if (preds)
     {
       /* We implement "first match" heuristics and use probability guessed
         by predictor with smallest index.  */
-      for (pred = (struct edge_prediction *) *preds; pred; pred = pred->ep_next)
+      for (pred = *preds; pred; pred = pred->ep_next)
        {
          enum br_predictor predictor = pred->ep_predictor;
          int probability = pred->ep_probability;
@@ -869,7 +913,8 @@ combine_predictions_for_bb (basic_block bb)
               struct edge_prediction *pred2;
              int prob = probability;
 
-              for (pred2 = (struct edge_prediction *) *preds; pred2; pred2 = pred2->ep_next)
+             for (pred2 = (struct edge_prediction *) *preds;
+                  pred2; pred2 = pred2->ep_next)
               if (pred2 != pred && pred2->ep_predictor == pred->ep_predictor)
                 {
                   int probability2 = pred->ep_probability;
@@ -966,15 +1011,15 @@ strips_small_constant (tree t1, tree t2)
     return NULL;
   else if (TREE_CODE (t1) == SSA_NAME)
     ret = t1;
-  else if (host_integerp (t1, 0))
-    value = tree_low_cst (t1, 0);
+  else if (tree_fits_shwi_p (t1))
+    value = tree_to_shwi (t1);
   else
     return NULL;
 
   if (!t2)
     return ret;
-  else if (host_integerp (t2, 0))
-    value = tree_low_cst (t2, 0);
+  else if (tree_fits_shwi_p (t2))
+    value = tree_to_shwi (t2);
   else if (TREE_CODE (t2) == SSA_NAME)
     {
       if (ret)
@@ -1019,16 +1064,16 @@ get_base_value (tree t)
    Otherwise return false and set LOOP_INVAIANT to NULL.  */
 
 static bool
-is_comparison_with_loop_invariant_p (gimple stmt, struct loop *loop,
+is_comparison_with_loop_invariant_p (gcond *stmt, struct loop *loop,
                                     tree *loop_invariant,
                                     enum tree_code *compare_code,
-                                    int *loop_step,
+                                    tree *loop_step,
                                     tree *loop_iv_base)
 {
   tree op0, op1, bound, base;
   affine_iv iv0, iv1;
   enum tree_code code;
-  int step;
+  tree step;
 
   code = gimple_cond_code (stmt);
   *loop_invariant = NULL;
@@ -1070,8 +1115,8 @@ is_comparison_with_loop_invariant_p (gimple stmt, struct loop *loop,
        code = invert_tree_comparison (code, false);
       bound = iv0.base;
       base = iv1.base;
-      if (host_integerp (iv1.step, 0))
-       step = tree_low_cst (iv1.step, 0);
+      if (tree_fits_shwi_p (iv1.step))
+       step = iv1.step;
       else
        return false;
     }
@@ -1079,8 +1124,8 @@ is_comparison_with_loop_invariant_p (gimple stmt, struct loop *loop,
     {
       bound = iv1.base;
       base = iv0.base;
-      if (host_integerp (iv0.step, 0))
-       step = tree_low_cst (iv0.step, 0);  
+      if (tree_fits_shwi_p (iv0.step))
+       step = iv0.step;
       else
        return false;
     }
@@ -1172,7 +1217,7 @@ predict_iv_comparison (struct loop *loop, basic_block bb,
   gimple stmt;
   tree compare_var, compare_base;
   enum tree_code compare_code;
-  int compare_step;
+  tree compare_step_var;
   edge then_edge;
   edge_iterator ei;
 
@@ -1184,9 +1229,10 @@ predict_iv_comparison (struct loop *loop, basic_block bb,
   stmt = last_stmt (bb);
   if (!stmt || gimple_code (stmt) != GIMPLE_COND)
     return;
-  if (!is_comparison_with_loop_invariant_p (stmt, loop, &compare_var,
+  if (!is_comparison_with_loop_invariant_p (as_a <gcond *> (stmt),
+                                           loop, &compare_var,
                                            &compare_code,
-                                           &compare_step,
+                                           &compare_step_var,
                                            &compare_base))
     return;
 
@@ -1213,39 +1259,66 @@ predict_iv_comparison (struct loop *loop, basic_block bb,
 
   /* If loop bound, base and compare bound are all constants, we can
      calculate the probability directly.  */
-  if (host_integerp (loop_bound_var, 0)
-      && host_integerp (compare_var, 0)
-      && host_integerp (compare_base, 0))
+  if (tree_fits_shwi_p (loop_bound_var)
+      && tree_fits_shwi_p (compare_var)
+      && tree_fits_shwi_p (compare_base))
     {
       int probability;
-      HOST_WIDE_INT compare_count;
-      HOST_WIDE_INT loop_bound = tree_low_cst (loop_bound_var, 0);
-      HOST_WIDE_INT compare_bound = tree_low_cst (compare_var, 0);
-      HOST_WIDE_INT base = tree_low_cst (compare_base, 0);
-      HOST_WIDE_INT loop_count = (loop_bound - base) / compare_step;
-
-      if ((compare_step > 0)
+      bool overflow, overall_overflow = false;
+      widest_int compare_count, tem;
+
+      /* (loop_bound - base) / compare_step */
+      tem = wi::sub (wi::to_widest (loop_bound_var),
+                    wi::to_widest (compare_base), SIGNED, &overflow);
+      overall_overflow |= overflow;
+      widest_int loop_count = wi::div_trunc (tem,
+                                            wi::to_widest (compare_step_var),
+                                            SIGNED, &overflow);
+      overall_overflow |= overflow;
+
+      if (!wi::neg_p (wi::to_widest (compare_step_var))
           ^ (compare_code == LT_EXPR || compare_code == LE_EXPR))
-       compare_count = (loop_bound - compare_bound) / compare_step;
+       {
+         /* (loop_bound - compare_bound) / compare_step */
+         tem = wi::sub (wi::to_widest (loop_bound_var),
+                        wi::to_widest (compare_var), SIGNED, &overflow);
+         overall_overflow |= overflow;
+         compare_count = wi::div_trunc (tem, wi::to_widest (compare_step_var),
+                                        SIGNED, &overflow);
+         overall_overflow |= overflow;
+       }
       else
-       compare_count = (compare_bound - base) / compare_step;
-
+        {
+         /* (compare_bound - base) / compare_step */
+         tem = wi::sub (wi::to_widest (compare_var),
+                        wi::to_widest (compare_base), SIGNED, &overflow);
+         overall_overflow |= overflow;
+          compare_count = wi::div_trunc (tem, wi::to_widest (compare_step_var),
+                                        SIGNED, &overflow);
+         overall_overflow |= overflow;
+       }
       if (compare_code == LE_EXPR || compare_code == GE_EXPR)
-       compare_count ++;
+       ++compare_count;
       if (loop_bound_code == LE_EXPR || loop_bound_code == GE_EXPR)
-       loop_count ++;
-      if (compare_count < 0)
-       compare_count = 0;
-      if (loop_count < 0)
-       loop_count = 0;
-
+       ++loop_count;
+      if (wi::neg_p (compare_count))
+        compare_count = 0;
+      if (wi::neg_p (loop_count))
+        loop_count = 0;
       if (loop_count == 0)
        probability = 0;
-      else if (compare_count > loop_count)
+      else if (wi::cmps (compare_count, loop_count) == 1)
        probability = REG_BR_PROB_BASE;
       else
-       probability = (double) REG_BR_PROB_BASE * compare_count / loop_count;
-      predict_edge (then_edge, PRED_LOOP_IV_COMPARE, probability);
+        {
+         tem = compare_count * REG_BR_PROB_BASE;
+         tem = wi::udiv_trunc (tem, loop_count);
+         probability = tem.to_uhwi ();
+       }
+
+      if (!overall_overflow)
+        predict_edge (then_edge, PRED_LOOP_IV_COMPARE, probability);
+
       return;
     }
 
@@ -1330,12 +1403,19 @@ predict_extra_loop_exits (edge exit_edge)
 {
   unsigned i;
   bool check_value_one;
-  gimple phi_stmt;
+  gimple lhs_def_stmt;
+  gphi *phi_stmt;
   tree cmp_rhs, cmp_lhs;
-  gimple cmp_stmt = last_stmt (exit_edge->src);
+  gimple last;
+  gcond *cmp_stmt;
 
-  if (!cmp_stmt || gimple_code (cmp_stmt) != GIMPLE_COND)
+  last = last_stmt (exit_edge->src);
+  if (!last)
     return;
+  cmp_stmt = dyn_cast <gcond *> (last);
+  if (!cmp_stmt)
+    return;
+
   cmp_rhs = gimple_cond_rhs (cmp_stmt);
   cmp_lhs = gimple_cond_lhs (cmp_stmt);
   if (!TREE_CONSTANT (cmp_rhs)
@@ -1351,8 +1431,12 @@ predict_extra_loop_exits (edge exit_edge)
                    ^ (gimple_cond_code (cmp_stmt) == EQ_EXPR))
                    ^ ((exit_edge->flags & EDGE_TRUE_VALUE) != 0));
 
-  phi_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (cmp_lhs);
-  if (!phi_stmt || gimple_code (phi_stmt) != GIMPLE_PHI)
+  lhs_def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (cmp_lhs);
+  if (!lhs_def_stmt)
+    return;
+
+  phi_stmt = dyn_cast <gphi *> (lhs_def_stmt);
+  if (!phi_stmt)
     return;
 
   for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (phi_stmt); i++)
@@ -1382,29 +1466,33 @@ predict_extra_loop_exits (edge exit_edge)
 static void
 predict_loops (void)
 {
-  loop_iterator li;
   struct loop *loop;
 
   /* Try to predict out blocks in a loop that are not part of a
      natural loop.  */
-  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+  FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
     {
       basic_block bb, *bbs;
       unsigned j, n_exits;
-      VEC (edge, heap) *exits;
+      vec<edge> exits;
       struct tree_niter_desc niter_desc;
       edge ex;
       struct nb_iter_bound *nb_iter;
       enum tree_code loop_bound_code = ERROR_MARK;
-      int loop_bound_step = 0;
+      tree loop_bound_step = NULL;
       tree loop_bound_var = NULL;
       tree loop_iv_base = NULL;
-      gimple stmt = NULL;
+      gcond *stmt = NULL;
 
       exits = get_loop_exit_edges (loop);
-      n_exits = VEC_length (edge, exits);
+      n_exits = exits.length ();
+      if (!n_exits)
+       {
+          exits.release ();
+         continue;
+       }
 
-      FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, j, ex)
+      FOR_EACH_VEC_ELT (exits, j, ex)
        {
          tree niter = NULL;
          HOST_WIDE_INT nitercst;
@@ -1414,16 +1502,17 @@ predict_loops (void)
 
          predict_extra_loop_exits (ex);
 
-         if (number_of_iterations_exit (loop, ex, &niter_desc, false))
+         if (number_of_iterations_exit (loop, ex, &niter_desc, false, false))
            niter = niter_desc.niter;
          if (!niter || TREE_CODE (niter_desc.niter) != INTEGER_CST)
            niter = loop_niter_by_eval (loop, ex);
 
          if (TREE_CODE (niter) == INTEGER_CST)
            {
-             if (host_integerp (niter, 1)
-                 && compare_tree_int (niter, max-1) == -1)
-               nitercst = tree_low_cst (niter, 1) + 1;
+             if (tree_fits_uhwi_p (niter)
+                 && max
+                 && compare_tree_int (niter, max - 1) == -1)
+               nitercst = tree_to_uhwi (niter) + 1;
              else
                nitercst = max;
              predictor = PRED_LOOP_ITERATIONS;
@@ -1444,10 +1533,15 @@ predict_loops (void)
          else
            continue;
 
+         /* If the prediction for number of iterations is zero, do not
+            predict the exit edges.  */
+         if (nitercst == 0)
+           continue;
+
          probability = ((REG_BR_PROB_BASE + nitercst / 2) / nitercst);
          predict_edge (ex, predictor, probability);
        }
-      VEC_free (edge, heap, exits);
+      exits.release ();
 
       /* Find information about loop bound variables.  */
       for (nb_iter = loop->bounds; nb_iter;
@@ -1455,12 +1549,12 @@ predict_loops (void)
        if (nb_iter->stmt
            && gimple_code (nb_iter->stmt) == GIMPLE_COND)
          {
-           stmt = nb_iter->stmt;
+           stmt = as_a <gcond *> (nb_iter->stmt);
            break;
          }
       if (!stmt && last_stmt (loop->header)
          && gimple_code (last_stmt (loop->header)) == GIMPLE_COND)
-       stmt = last_stmt (loop->header);
+       stmt = as_a <gcond *> (last_stmt (loop->header));
       if (stmt)
        is_comparison_with_loop_invariant_p (stmt, loop,
                                             &loop_bound_var,
@@ -1532,7 +1626,7 @@ predict_loops (void)
          if (loop_bound_var)
            predict_iv_comparison (loop, bb, loop_bound_var, loop_iv_base,
                                   loop_bound_code,
-                                  loop_bound_step);
+                                  tree_to_shwi (loop_bound_step));
        }
 
       /* Free basic blocks from get_loop_body.  */
@@ -1545,7 +1639,7 @@ predict_loops (void)
 static void
 bb_estimate_probability_locally (basic_block bb)
 {
-  rtx last_insn = BB_END (bb);
+  rtx_insn *last_insn = BB_END (bb);
   rtx cond;
 
   if (! can_predict_insn_p (last_insn))
@@ -1647,16 +1741,19 @@ guess_outgoing_edge_probabilities (basic_block bb)
   combine_predictions_for_insn (BB_END (bb), bb);
 }
 \f
-static tree expr_expected_value (tree, bitmap);
+static tree expr_expected_value (tree, bitmap, enum br_predictor *predictor);
 
 /* Helper function for expr_expected_value.  */
 
 static tree
 expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
-                      tree op1, bitmap visited)
+                      tree op1, bitmap visited, enum br_predictor *predictor)
 {
   gimple def;
 
+  if (predictor)
+    *predictor = PRED_UNCONDITIONAL;
+
   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
     {
       if (TREE_CONSTANT (op0))
@@ -1681,6 +1778,7 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
          for (i = 0; i < n; i++)
            {
              tree arg = PHI_ARG_DEF (def, i);
+             enum br_predictor predictor2;
 
              /* If this PHI has itself as an argument, we cannot
                 determine the string length of this argument.  However,
@@ -1691,7 +1789,12 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
              if (arg == PHI_RESULT (def))
                continue;
 
-             new_val = expr_expected_value (arg, visited);
+             new_val = expr_expected_value (arg, visited, &predictor2);
+
+             /* It is difficult to combine value predictors.  Simply assume
+                that later predictor is weaker and take its prediction.  */
+             if (predictor && *predictor < predictor2)
+               *predictor = predictor2;
              if (!new_val)
                return NULL;
              if (!val)
@@ -1710,14 +1813,33 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
                                        gimple_assign_rhs1 (def),
                                        gimple_assign_rhs_code (def),
                                        gimple_assign_rhs2 (def),
-                                       visited);
+                                       visited, predictor);
        }
 
       if (is_gimple_call (def))
        {
          tree decl = gimple_call_fndecl (def);
          if (!decl)
-           return NULL;
+           {
+             if (gimple_call_internal_p (def)
+                 && gimple_call_internal_fn (def) == IFN_BUILTIN_EXPECT)
+               {
+                 gcc_assert (gimple_call_num_args (def) == 3);
+                 tree val = gimple_call_arg (def, 0);
+                 if (TREE_CONSTANT (val))
+                   return val;
+                 if (predictor)
+                   {
+                     tree val2 = gimple_call_arg (def, 2);
+                     gcc_assert (TREE_CODE (val2) == INTEGER_CST
+                                 && tree_fits_uhwi_p (val2)
+                                 && tree_to_uhwi (val2) < END_PREDICTORS);
+                     *predictor = (enum br_predictor) tree_to_uhwi (val2);
+                   }
+                 return gimple_call_arg (def, 1);
+               }
+             return NULL;
+           }
          if (DECL_BUILT_IN_CLASS (decl) == BUILT_IN_NORMAL)
            switch (DECL_FUNCTION_CODE (decl))
              {
@@ -1729,6 +1851,8 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
                  val = gimple_call_arg (def, 0);
                  if (TREE_CONSTANT (val))
                    return val;
+                 if (predictor)
+                   *predictor = PRED_BUILTIN_EXPECT;
                  return gimple_call_arg (def, 1);
                }
 
@@ -1747,7 +1871,11 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
              case BUILT_IN_ATOMIC_COMPARE_EXCHANGE_16:
                /* Assume that any given atomic operation has low contention,
                   and thus the compare-and-swap operation succeeds.  */
+               if (predictor)
+                 *predictor = PRED_COMPARE_AND_SWAP;
                return boolean_true_node;
+             default:
+               break;
            }
        }
 
@@ -1757,10 +1885,13 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_BINARY_RHS)
     {
       tree res;
-      op0 = expr_expected_value (op0, visited);
+      enum br_predictor predictor2;
+      op0 = expr_expected_value (op0, visited, predictor);
       if (!op0)
        return NULL;
-      op1 = expr_expected_value (op1, visited);
+      op1 = expr_expected_value (op1, visited, &predictor2);
+      if (predictor && *predictor < predictor2)
+       *predictor = predictor2;
       if (!op1)
        return NULL;
       res = fold_build2 (code, type, op0, op1);
@@ -1771,7 +1902,7 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
   if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_UNARY_RHS)
     {
       tree res;
-      op0 = expr_expected_value (op0, visited);
+      op0 = expr_expected_value (op0, visited, predictor);
       if (!op0)
        return NULL;
       res = fold_build1 (code, type, op0);
@@ -1791,68 +1922,22 @@ expr_expected_value_1 (tree type, tree op0, enum tree_code code,
    implementation.  */
 
 static tree
-expr_expected_value (tree expr, bitmap visited)
+expr_expected_value (tree expr, bitmap visited,
+                    enum br_predictor *predictor)
 {
   enum tree_code code;
   tree op0, op1;
 
   if (TREE_CONSTANT (expr))
-    return expr;
+    {
+      if (predictor)
+       *predictor = PRED_UNCONDITIONAL;
+      return expr;
+    }
 
   extract_ops_from_tree (expr, &code, &op0, &op1);
   return expr_expected_value_1 (TREE_TYPE (expr),
-                               op0, code, op1, visited);
-}
-
-\f
-/* Get rid of all builtin_expect calls and GIMPLE_PREDICT statements
-   we no longer need.  */
-static unsigned int
-strip_predict_hints (void)
-{
-  basic_block bb;
-  gimple ass_stmt;
-  tree var;
-
-  FOR_EACH_BB (bb)
-    {
-      gimple_stmt_iterator bi;
-      for (bi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bi);)
-       {
-         gimple stmt = gsi_stmt (bi);
-
-         if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PREDICT)
-           {
-             gsi_remove (&bi, true);
-             continue;
-           }
-         else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_CALL)
-           {
-             tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
-
-             if (fndecl
-                 && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
-                 && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_EXPECT
-                 && gimple_call_num_args (stmt) == 2)
-               {
-                 var = gimple_call_lhs (stmt);
-                 if (var)
-                   {
-                     ass_stmt
-                       = gimple_build_assign (var, gimple_call_arg (stmt, 0));
-                     gsi_replace (&bi, ass_stmt, true);
-                   }
-                 else
-                   {
-                     gsi_remove (&bi, true);
-                     continue;
-                   }
-               }
-           }
-         gsi_next (&bi);
-       }
-    }
-  return 0;
+                               op0, code, op1, visited, predictor);
 }
 \f
 /* Predict using opcode of the last statement in basic block.  */
@@ -1867,6 +1952,7 @@ tree_predict_by_opcode (basic_block bb)
   enum tree_code cmp;
   bitmap visited;
   edge_iterator ei;
+  enum br_predictor predictor;
 
   if (!stmt || gimple_code (stmt) != GIMPLE_COND)
     return;
@@ -1878,15 +1964,23 @@ tree_predict_by_opcode (basic_block bb)
   cmp = gimple_cond_code (stmt);
   type = TREE_TYPE (op0);
   visited = BITMAP_ALLOC (NULL);
-  val = expr_expected_value_1 (boolean_type_node, op0, cmp, op1, visited);
+  val = expr_expected_value_1 (boolean_type_node, op0, cmp, op1, visited,
+                              &predictor);
   BITMAP_FREE (visited);
-  if (val)
+  if (val && TREE_CODE (val) == INTEGER_CST)
     {
-      if (integer_zerop (val))
-       predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, NOT_TAKEN);
+      if (predictor == PRED_BUILTIN_EXPECT)
+       {
+         int percent = PARAM_VALUE (BUILTIN_EXPECT_PROBABILITY);
+
+         gcc_assert (percent >= 0 && percent <= 100);
+         if (integer_zerop (val))
+           percent = 100 - percent;
+         predict_edge (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, HITRATE (percent));
+       }
       else
-       predict_edge_def (then_edge, PRED_BUILTIN_EXPECT, TAKEN);
-      return;
+       predict_edge (then_edge, predictor,
+                     integer_zerop (val) ? NOT_TAKEN : TAKEN);
     }
   /* Try "pointer heuristic."
      A comparison ptr == 0 is predicted as false.
@@ -2018,21 +2112,24 @@ return_prediction (tree val, enum prediction *prediction)
 static void
 apply_return_prediction (void)
 {
-  gimple return_stmt = NULL;
+  greturn *return_stmt = NULL;
   tree return_val;
   edge e;
-  gimple phi;
+  gphi *phi;
   int phi_num_args, i;
   enum br_predictor pred;
   enum prediction direction;
   edge_iterator ei;
 
-  FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
     {
-      return_stmt = last_stmt (e->src);
-      if (return_stmt
-         && gimple_code (return_stmt) == GIMPLE_RETURN)
-       break;
+      gimple last = last_stmt (e->src);
+      if (last
+         && gimple_code (last) == GIMPLE_RETURN)
+       {
+         return_stmt = as_a <greturn *> (last);
+         break;
+       }
     }
   if (!e)
     return;
@@ -2043,7 +2140,7 @@ apply_return_prediction (void)
       || !SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)
       || gimple_code (SSA_NAME_DEF_STMT (return_val)) != GIMPLE_PHI)
     return;
-  phi = SSA_NAME_DEF_STMT (return_val);
+  phi = as_a <gphi *> (SSA_NAME_DEF_STMT (return_val));
   phi_num_args = gimple_phi_num_args (phi);
   pred = return_prediction (PHI_ARG_DEF (phi, 0), &direction);
 
@@ -2075,7 +2172,7 @@ tree_bb_level_predictions (void)
   edge e;
   edge_iterator ei;
 
-  FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
+  FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
     if (!(e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_FAKE | EDGE_EH)))
       {
         has_return_edges = true;
@@ -2084,7 +2181,7 @@ tree_bb_level_predictions (void)
 
   apply_return_prediction ();
 
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
     {
       gimple_stmt_iterator gsi;
 
@@ -2119,14 +2216,14 @@ tree_bb_level_predictions (void)
 
 #ifdef ENABLE_CHECKING
 
-/* Callback for pointer_map_traverse, asserts that the pointer map is
+/* Callback for hash_map::traverse, asserts that the pointer map is
    empty.  */
 
-static bool
-assert_is_empty (const void *key ATTRIBUTE_UNUSED, void **value,
-                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
+bool
+assert_is_empty (const_basic_block const &, edge_prediction *const &value,
+                void *)
 {
-  gcc_assert (!*value);
+  gcc_assert (!value);
   return false;
 }
 #endif
@@ -2143,17 +2240,17 @@ tree_estimate_probability_bb (basic_block bb)
   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
     {
       /* Predict edges to user labels with attributes.  */
-      if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
+      if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
        {
          gimple_stmt_iterator gi;
          for (gi = gsi_start_bb (e->dest); !gsi_end_p (gi); gsi_next (&gi))
            {
-             gimple stmt = gsi_stmt (gi);
+             glabel *label_stmt = dyn_cast <glabel *> (gsi_stmt (gi));
              tree decl;
 
-             if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_LABEL)
+             if (!label_stmt)
                break;
-             decl = gimple_label_label (stmt);
+             decl = gimple_label_label (label_stmt);
              if (DECL_ARTIFICIAL (decl))
                continue;
 
@@ -2181,9 +2278,9 @@ tree_estimate_probability_bb (basic_block bb)
         return_block:
         return_stmt.  */
       if (e->dest != bb->next_bb
-         && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
+         && e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
          && single_succ_p (e->dest)
-         && single_succ_edge (e->dest)->dest == EXIT_BLOCK_PTR
+         && single_succ_edge (e->dest)->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
          && (last = last_stmt (e->dest)) != NULL
          && gimple_code (last) == GIMPLE_RETURN)
        {
@@ -2207,7 +2304,7 @@ tree_estimate_probability_bb (basic_block bb)
 
       /* Look for block we are guarding (ie we dominate it,
         but it doesn't postdominate us).  */
-      if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR && e->dest != bb
+      if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun) && e->dest != bb
          && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src)
          && !dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, e->src, e->dest))
        {
@@ -2251,60 +2348,29 @@ tree_estimate_probability (void)
   create_preheaders (CP_SIMPLE_PREHEADERS);
   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
 
-  bb_predictions = pointer_map_create ();
+  bb_predictions = new hash_map<const_basic_block, edge_prediction *>;
   tree_bb_level_predictions ();
   record_loop_exits ();
 
-  if (number_of_loops () > 1)
+  if (number_of_loops (cfun) > 1)
     predict_loops ();
 
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
     tree_estimate_probability_bb (bb);
 
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
     combine_predictions_for_bb (bb);
 
 #ifdef ENABLE_CHECKING
-  pointer_map_traverse (bb_predictions, assert_is_empty, NULL);
+  bb_predictions->traverse<void *, assert_is_empty> (NULL);
 #endif
-  pointer_map_destroy (bb_predictions);
+  delete bb_predictions;
   bb_predictions = NULL;
 
-  estimate_bb_frequencies ();
+  estimate_bb_frequencies (false);
   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
   remove_fake_exit_edges ();
 }
-
-/* Predict branch probabilities and estimate profile of the tree CFG.
-   This is the driver function for PASS_PROFILE.  */
-
-static unsigned int
-tree_estimate_probability_driver (void)
-{
-  unsigned nb_loops;
-
-  loop_optimizer_init (LOOPS_NORMAL);
-  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
-    flow_loops_dump (dump_file, NULL, 0);
-
-  mark_irreducible_loops ();
-
-  nb_loops = number_of_loops ();
-  if (nb_loops > 1)
-    scev_initialize ();
-
-  tree_estimate_probability ();
-
-  if (nb_loops > 1)
-    scev_finalize ();
-
-  loop_optimizer_finalize ();
-  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
-    gimple_dump_cfg (dump_file, dump_flags);
-  if (profile_status == PROFILE_ABSENT)
-    profile_status = PROFILE_GUESSED;
-  return 0;
-}
 \f
 /* Predict edges to successors of CUR whose sources are not postdominated by
    BB by PRED and recurse to all postdominators.  */
@@ -2407,7 +2473,7 @@ predict_paths_leading_to_edge (edge e, enum br_predictor pred,
 /* This is used to carry information about basic blocks.  It is
    attached to the AUX field of the standard CFG block.  */
 
-typedef struct block_info_def
+struct block_info
 {
   /* Estimated frequency of execution of basic_block.  */
   sreal frequency;
@@ -2417,10 +2483,10 @@ typedef struct block_info_def
 
   /* Number of predecessors we need to visit first.  */
   int npredecessors;
-} *block_info;
+};
 
 /* Similar information for edges.  */
-typedef struct edge_info_def
+struct edge_prob_info
 {
   /* In case edge is a loopback edge, the probability edge will be reached
      in case header is.  Estimated number of iterations of the loop can be
@@ -2428,10 +2494,11 @@ typedef struct edge_info_def
   sreal back_edge_prob;
   /* True if the edge is a loopback edge in the natural loop.  */
   unsigned int back_edge:1;
-} *edge_info;
+};
 
-#define BLOCK_INFO(B)  ((block_info) (B)->aux)
-#define EDGE_INFO(E)   ((edge_info) (E)->aux)
+#define BLOCK_INFO(B)  ((block_info *) (B)->aux)
+#undef EDGE_INFO
+#define EDGE_INFO(E)   ((edge_prob_info *) (E)->aux)
 
 /* Helper function for estimate_bb_frequencies.
    Propagate the frequencies in blocks marked in
@@ -2454,7 +2521,7 @@ propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
       edge_iterator ei;
       int count = 0;
 
-      bb = BASIC_BLOCK (i);
+      bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
 
       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
        {
@@ -2469,19 +2536,17 @@ propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
        }
       BLOCK_INFO (bb)->npredecessors = count;
       /* When function never returns, we will never process exit block.  */
-      if (!count && bb == EXIT_BLOCK_PTR)
+      if (!count && bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
        bb->count = bb->frequency = 0;
     }
 
-  memcpy (&BLOCK_INFO (head)->frequency, &real_one, sizeof (real_one));
+  BLOCK_INFO (head)->frequency = 1;
   last = head;
   for (bb = head; bb; bb = nextbb)
     {
       edge_iterator ei;
-      sreal cyclic_probability, frequency;
-
-      memcpy (&cyclic_probability, &real_zero, sizeof (real_zero));
-      memcpy (&frequency, &real_zero, sizeof (real_zero));
+      sreal cyclic_probability = 0;
+      sreal frequency = 0;
 
       nextbb = BLOCK_INFO (bb)->next;
       BLOCK_INFO (bb)->next = NULL;
@@ -2498,42 +2563,34 @@ propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
          FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
            if (EDGE_INFO (e)->back_edge)
              {
-               sreal_add (&cyclic_probability, &cyclic_probability,
-                          &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob);
+               cyclic_probability += EDGE_INFO (e)->back_edge_prob;
              }
            else if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
              {
-               sreal tmp;
-
                /*  frequency += (e->probability
                                  * BLOCK_INFO (e->src)->frequency /
                                  REG_BR_PROB_BASE);  */
 
-               sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
-               sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (e->src)->frequency);
-               sreal_mul (&tmp, &tmp, &real_inv_br_prob_base);
-               sreal_add (&frequency, &frequency, &tmp);
+               sreal tmp = e->probability;
+               tmp *= BLOCK_INFO (e->src)->frequency;
+               tmp *= real_inv_br_prob_base;
+               frequency += tmp;
              }
 
-         if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_zero) == 0)
+         if (cyclic_probability == 0)
            {
-             memcpy (&BLOCK_INFO (bb)->frequency, &frequency,
-                     sizeof (frequency));
+             BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency;
            }
          else
            {
-             if (sreal_compare (&cyclic_probability, &real_almost_one) > 0)
-               {
-                 memcpy (&cyclic_probability, &real_almost_one,
-                         sizeof (real_almost_one));
-               }
+             if (cyclic_probability > real_almost_one)
+               cyclic_probability = real_almost_one;
 
              /* BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency
                                              / (1 - cyclic_probability) */
 
-             sreal_sub (&cyclic_probability, &real_one, &cyclic_probability);
-             sreal_div (&BLOCK_INFO (bb)->frequency,
-                        &frequency, &cyclic_probability);
+             cyclic_probability = sreal (1) - cyclic_probability;
+             BLOCK_INFO (bb)->frequency = frequency / cyclic_probability;
            }
        }
 
@@ -2542,16 +2599,13 @@ propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
       e = find_edge (bb, head);
       if (e)
        {
-         sreal tmp;
-
          /* EDGE_INFO (e)->back_edge_prob
             = ((e->probability * BLOCK_INFO (bb)->frequency)
             / REG_BR_PROB_BASE); */
 
-         sreal_init (&tmp, e->probability, 0);
-         sreal_mul (&tmp, &tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency);
-         sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
-                    &tmp, &real_inv_br_prob_base);
+         sreal tmp = e->probability;
+         tmp *= BLOCK_INFO (bb)->frequency;
+         EDGE_INFO (e)->back_edge_prob = tmp * real_inv_br_prob_base;
        }
 
       /* Propagate to successor blocks.  */
@@ -2573,7 +2627,7 @@ propagate_freq (basic_block head, bitmap tovisit)
     }
 }
 
-/* Estimate probabilities of loopback edges in loops at same nest level.  */
+/* Estimate frequencies in loops at same nest level.  */
 
 static void
 estimate_loops_at_level (struct loop *first_loop)
@@ -2611,18 +2665,144 @@ estimate_loops (void)
   basic_block bb;
 
   /* Start by estimating the frequencies in the loops.  */
-  if (number_of_loops () > 1)
+  if (number_of_loops (cfun) > 1)
     estimate_loops_at_level (current_loops->tree_root->inner);
 
   /* Now propagate the frequencies through all the blocks.  */
-  FOR_ALL_BB (bb)
+  FOR_ALL_BB_FN (bb, cfun)
     {
       bitmap_set_bit (tovisit, bb->index);
     }
-  propagate_freq (ENTRY_BLOCK_PTR, tovisit);
+  propagate_freq (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), tovisit);
   BITMAP_FREE (tovisit);
 }
 
+/* Drop the profile for NODE to guessed, and update its frequency based on
+   whether it is expected to be hot given the CALL_COUNT.  */
+
+static void
+drop_profile (struct cgraph_node *node, gcov_type call_count)
+{
+  struct function *fn = DECL_STRUCT_FUNCTION (node->decl);
+  /* In the case where this was called by another function with a
+     dropped profile, call_count will be 0. Since there are no
+     non-zero call counts to this function, we don't know for sure
+     whether it is hot, and therefore it will be marked normal below.  */
+  bool hot = maybe_hot_count_p (NULL, call_count);
+
+  if (dump_file)
+    fprintf (dump_file,
+             "Dropping 0 profile for %s/%i. %s based on calls.\n",
+             node->name (), node->order,
+             hot ? "Function is hot" : "Function is normal");
+  /* We only expect to miss profiles for functions that are reached
+     via non-zero call edges in cases where the function may have
+     been linked from another module or library (COMDATs and extern
+     templates). See the comments below for handle_missing_profiles.
+     Also, only warn in cases where the missing counts exceed the
+     number of training runs. In certain cases with an execv followed
+     by a no-return call the profile for the no-return call is not
+     dumped and there can be a mismatch.  */
+  if (!DECL_COMDAT (node->decl) && !DECL_EXTERNAL (node->decl)
+      && call_count > profile_info->runs)
+    {
+      if (flag_profile_correction)
+        {
+          if (dump_file)
+            fprintf (dump_file,
+                     "Missing counts for called function %s/%i\n",
+                     node->name (), node->order);
+        }
+      else
+        warning (0, "Missing counts for called function %s/%i",
+                 node->name (), node->order);
+    }
+
+  profile_status_for_fn (fn)
+      = (flag_guess_branch_prob ? PROFILE_GUESSED : PROFILE_ABSENT);
+  node->frequency
+      = hot ? NODE_FREQUENCY_HOT : NODE_FREQUENCY_NORMAL;
+}
+
+/* In the case of COMDAT routines, multiple object files will contain the same
+   function and the linker will select one for the binary. In that case
+   all the other copies from the profile instrument binary will be missing
+   profile counts. Look for cases where this happened, due to non-zero
+   call counts going to 0-count functions, and drop the profile to guessed
+   so that we can use the estimated probabilities and avoid optimizing only
+   for size.
+   
+   The other case where the profile may be missing is when the routine
+   is not going to be emitted to the object file, e.g. for "extern template"
+   class methods. Those will be marked DECL_EXTERNAL. Emit a warning in
+   all other cases of non-zero calls to 0-count functions.  */
+
+void
+handle_missing_profiles (void)
+{
+  struct cgraph_node *node;
+  int unlikely_count_fraction = PARAM_VALUE (UNLIKELY_BB_COUNT_FRACTION);
+  vec<struct cgraph_node *> worklist;
+  worklist.create (64);
+
+  /* See if 0 count function has non-0 count callers.  In this case we
+     lost some profile.  Drop its function profile to PROFILE_GUESSED.  */
+  FOR_EACH_DEFINED_FUNCTION (node)
+    {
+      struct cgraph_edge *e;
+      gcov_type call_count = 0;
+      gcov_type max_tp_first_run = 0;
+      struct function *fn = DECL_STRUCT_FUNCTION (node->decl);
+
+      if (node->count)
+        continue;
+      for (e = node->callers; e; e = e->next_caller)
+      {
+        call_count += e->count;
+
+       if (e->caller->tp_first_run > max_tp_first_run)
+         max_tp_first_run = e->caller->tp_first_run;
+      }
+
+      /* If time profile is missing, let assign the maximum that comes from
+        caller functions.  */
+      if (!node->tp_first_run && max_tp_first_run)
+       node->tp_first_run = max_tp_first_run + 1;
+
+      if (call_count
+          && fn && fn->cfg
+          && (call_count * unlikely_count_fraction >= profile_info->runs))
+        {
+          drop_profile (node, call_count);
+          worklist.safe_push (node);
+        }
+    }
+
+  /* Propagate the profile dropping to other 0-count COMDATs that are
+     potentially called by COMDATs we already dropped the profile on.  */
+  while (worklist.length () > 0)
+    {
+      struct cgraph_edge *e;
+
+      node = worklist.pop ();
+      for (e = node->callees; e; e = e->next_caller)
+        {
+          struct cgraph_node *callee = e->callee;
+          struct function *fn = DECL_STRUCT_FUNCTION (callee->decl);
+
+          if (callee->count > 0)
+            continue;
+          if (DECL_COMDAT (callee->decl) && fn && fn->cfg
+              && profile_status_for_fn (fn) == PROFILE_READ)
+            {
+              drop_profile (node, 0);
+              worklist.safe_push (callee);
+            }
+        }
+    }
+  worklist.release ();
+}
+
 /* Convert counts measured by profile driven feedback to frequencies.
    Return nonzero iff there was any nonzero execution count.  */
 
@@ -2632,11 +2812,17 @@ counts_to_freqs (void)
   gcov_type count_max, true_count_max = 0;
   basic_block bb;
 
-  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
+  /* Don't overwrite the estimated frequencies when the profile for
+     the function is missing.  We may drop this function PROFILE_GUESSED
+     later in drop_profile ().  */
+  if (!flag_auto_profile && !ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->count)
+    return 0;
+
+  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
     true_count_max = MAX (bb->count, true_count_max);
 
   count_max = MAX (true_count_max, 1);
-  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
+  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
     bb->frequency = (bb->count * BB_FREQ_MAX + count_max / 2) / count_max;
 
   return true_count_max;
@@ -2661,17 +2847,16 @@ expensive_function_p (int threshold)
   /* Frequencies are out of range.  This either means that function contains
      internal loop executing more than BB_FREQ_MAX times or profile feedback
      is available and function has not been executed at all.  */
-  if (ENTRY_BLOCK_PTR->frequency == 0)
+  if (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->frequency == 0)
     return true;
 
   /* Maximally BB_FREQ_MAX^2 so overflow won't happen.  */
-  limit = ENTRY_BLOCK_PTR->frequency * threshold;
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  limit = ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->frequency * threshold;
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
     {
-      rtx insn;
+      rtx_insn *insn;
 
-      for (insn = BB_HEAD (bb); insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
-          insn = NEXT_INSN (insn))
+      FOR_BB_INSNS (bb, insn)
        if (active_insn_p (insn))
          {
            sum += bb->frequency;
@@ -2683,68 +2868,64 @@ expensive_function_p (int threshold)
   return false;
 }
 
-/* Estimate basic blocks frequency by given branch probabilities.  */
+/* Estimate and propagate basic block frequencies using the given branch
+   probabilities.  If FORCE is true, the frequencies are used to estimate
+   the counts even when there are already non-zero profile counts.  */
 
 void
-estimate_bb_frequencies (void)
+estimate_bb_frequencies (bool force)
 {
   basic_block bb;
   sreal freq_max;
 
-  if (profile_status != PROFILE_READ || !counts_to_freqs ())
+  if (force || profile_status_for_fn (cfun) != PROFILE_READ || !counts_to_freqs ())
     {
       static int real_values_initialized = 0;
 
       if (!real_values_initialized)
         {
          real_values_initialized = 1;
-         sreal_init (&real_zero, 0, 0);
-         sreal_init (&real_one, 1, 0);
-         sreal_init (&real_br_prob_base, REG_BR_PROB_BASE, 0);
-         sreal_init (&real_bb_freq_max, BB_FREQ_MAX, 0);
-         sreal_init (&real_one_half, 1, -1);
-         sreal_div (&real_inv_br_prob_base, &real_one, &real_br_prob_base);
-         sreal_sub (&real_almost_one, &real_one, &real_inv_br_prob_base);
+         real_br_prob_base = REG_BR_PROB_BASE;
+         real_bb_freq_max = BB_FREQ_MAX;
+         real_one_half = sreal (1, -1);
+         real_inv_br_prob_base = sreal (1) / real_br_prob_base;
+         real_almost_one = sreal (1) - real_inv_br_prob_base;
        }
 
       mark_dfs_back_edges ();
 
-      single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR)->probability = REG_BR_PROB_BASE;
+      single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))->probability =
+        REG_BR_PROB_BASE;
 
       /* Set up block info for each basic block.  */
-      alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
-      alloc_aux_for_edges (sizeof (struct edge_info_def));
-      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
+      alloc_aux_for_blocks (sizeof (block_info));
+      alloc_aux_for_edges (sizeof (edge_prob_info));
+      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
        {
          edge e;
          edge_iterator ei;
 
          FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
            {
-             sreal_init (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob, e->probability, 0);
-             sreal_mul (&EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
-                        &EDGE_INFO (e)->back_edge_prob,
-                        &real_inv_br_prob_base);
+             EDGE_INFO (e)->back_edge_prob = e->probability;
+             EDGE_INFO (e)->back_edge_prob *= real_inv_br_prob_base;
            }
        }
 
-      /* First compute probabilities locally for each loop from innermost
-         to outermost to examine probabilities for back edges.  */
+      /* First compute frequencies locally for each loop from innermost
+         to outermost to examine frequencies for back edges.  */
       estimate_loops ();
 
-      memcpy (&freq_max, &real_zero, sizeof (real_zero));
-      FOR_EACH_BB (bb)
-       if (sreal_compare (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency) < 0)
-         memcpy (&freq_max, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, sizeof (freq_max));
+      freq_max = 0;
+      FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
+       if (freq_max < BLOCK_INFO (bb)->frequency)
+         freq_max = BLOCK_INFO (bb)->frequency;
 
-      sreal_div (&freq_max, &real_bb_freq_max, &freq_max);
-      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR, NULL, next_bb)
+      freq_max = real_bb_freq_max / freq_max;
+      FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
        {
-         sreal tmp;
-
-         sreal_mul (&tmp, &BLOCK_INFO (bb)->frequency, &freq_max);
-         sreal_add (&tmp, &tmp, &real_one_half);
-         bb->frequency = sreal_to_int (&tmp);
+         sreal tmp = BLOCK_INFO (bb)->frequency * freq_max + real_one_half;
+         bb->frequency = tmp.to_int ();
        }
 
       free_aux_for_blocks ();
@@ -2758,14 +2939,15 @@ void
 compute_function_frequency (void)
 {
   basic_block bb;
-  struct cgraph_node *node = cgraph_get_node (current_function_decl);
+  struct cgraph_node *node = cgraph_node::get (current_function_decl);
+
   if (DECL_STATIC_CONSTRUCTOR (current_function_decl)
       || MAIN_NAME_P (DECL_NAME (current_function_decl)))
     node->only_called_at_startup = true;
   if (DECL_STATIC_DESTRUCTOR (current_function_decl))
     node->only_called_at_exit = true;
 
-  if (!profile_info || !flag_branch_probabilities)
+  if (profile_status_for_fn (cfun) != PROFILE_READ)
     {
       int flags = flags_from_decl_or_type (current_function_decl);
       if (lookup_attribute ("cold", DECL_ATTRIBUTES (current_function_decl))
@@ -2783,8 +2965,14 @@ compute_function_frequency (void)
         node->frequency = NODE_FREQUENCY_EXECUTED_ONCE;
       return;
     }
-  node->frequency = NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED;
-  FOR_EACH_BB (bb)
+
+  /* Only first time try to drop function into unlikely executed.
+     After inlining the roundoff errors may confuse us.
+     Ipa-profile pass will drop functions only called from unlikely
+     functions to unlikely and that is most of what we care about.  */
+  if (!cfun->after_inlining)
+    node->frequency = NODE_FREQUENCY_UNLIKELY_EXECUTED;
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
     {
       if (maybe_hot_bb_p (cfun, bb))
        {
@@ -2796,12 +2984,6 @@ compute_function_frequency (void)
     }
 }
 
-static bool
-gate_estimate_probability (void)
-{
-  return flag_guess_branch_prob;
-}
-
 /* Build PREDICT_EXPR.  */
 tree
 build_predict_expr (enum br_predictor predictor, enum prediction taken)
@@ -2818,46 +3000,163 @@ predictor_name (enum br_predictor predictor)
   return predictor_info[predictor].name;
 }
 
-struct gimple_opt_pass pass_profile =
-{
- {
-  GIMPLE_PASS,
-  "profile_estimate",                  /* name */
-  OPTGROUP_NONE,                        /* optinfo_flags */
-  gate_estimate_probability,           /* gate */
-  tree_estimate_probability_driver,    /* execute */
-  NULL,                                        /* sub */
-  NULL,                                        /* next */
-  0,                                   /* static_pass_number */
-  TV_BRANCH_PROB,                      /* tv_id */
-  PROP_cfg,                            /* properties_required */
-  0,                                   /* properties_provided */
-  0,                                   /* properties_destroyed */
-  0,                                   /* todo_flags_start */
-  TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa                   /* todo_flags_finish */
- }
+/* Predict branch probabilities and estimate profile of the tree CFG. */
+
+namespace {
+
+const pass_data pass_data_profile =
+{
+  GIMPLE_PASS, /* type */
+  "profile_estimate", /* name */
+  OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
+  TV_BRANCH_PROB, /* tv_id */
+  PROP_cfg, /* properties_required */
+  0, /* properties_provided */
+  0, /* properties_destroyed */
+  0, /* todo_flags_start */
+  0, /* todo_flags_finish */
 };
 
-struct gimple_opt_pass pass_strip_predict_hints =
-{
- {
-  GIMPLE_PASS,
-  "*strip_predict_hints",              /* name */
-  OPTGROUP_NONE,                        /* optinfo_flags */
-  NULL,                                        /* gate */
-  strip_predict_hints,                 /* execute */
-  NULL,                                        /* sub */
-  NULL,                                        /* next */
-  0,                                   /* static_pass_number */
-  TV_BRANCH_PROB,                      /* tv_id */
-  PROP_cfg,                            /* properties_required */
-  0,                                   /* properties_provided */
-  0,                                   /* properties_destroyed */
-  0,                                   /* todo_flags_start */
-  TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa                   /* todo_flags_finish */
- }
+class pass_profile : public gimple_opt_pass
+{
+public:
+  pass_profile (gcc::context *ctxt)
+    : gimple_opt_pass (pass_data_profile, ctxt)
+  {}
+
+  /* opt_pass methods: */
+  virtual bool gate (function *) { return flag_guess_branch_prob; }
+  virtual unsigned int execute (function *);
+
+}; // class pass_profile
+
+unsigned int
+pass_profile::execute (function *fun)
+{
+  unsigned nb_loops;
+
+  if (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_GUESSED)
+    return 0;
+
+  loop_optimizer_init (LOOPS_NORMAL);
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    flow_loops_dump (dump_file, NULL, 0);
+
+  mark_irreducible_loops ();
+
+  nb_loops = number_of_loops (fun);
+  if (nb_loops > 1)
+    scev_initialize ();
+
+  tree_estimate_probability ();
+
+  if (nb_loops > 1)
+    scev_finalize ();
+
+  loop_optimizer_finalize ();
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    gimple_dump_cfg (dump_file, dump_flags);
+ if (profile_status_for_fn (fun) == PROFILE_ABSENT)
+    profile_status_for_fn (fun) = PROFILE_GUESSED;
+  return 0;
+}
+
+} // anon namespace
+
+gimple_opt_pass *
+make_pass_profile (gcc::context *ctxt)
+{
+  return new pass_profile (ctxt);
+}
+
+namespace {
+
+const pass_data pass_data_strip_predict_hints =
+{
+  GIMPLE_PASS, /* type */
+  "*strip_predict_hints", /* name */
+  OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
+  TV_BRANCH_PROB, /* tv_id */
+  PROP_cfg, /* properties_required */
+  0, /* properties_provided */
+  0, /* properties_destroyed */
+  0, /* todo_flags_start */
+  0, /* todo_flags_finish */
 };
 
+class pass_strip_predict_hints : public gimple_opt_pass
+{
+public:
+  pass_strip_predict_hints (gcc::context *ctxt)
+    : gimple_opt_pass (pass_data_strip_predict_hints, ctxt)
+  {}
+
+  /* opt_pass methods: */
+  opt_pass * clone () { return new pass_strip_predict_hints (m_ctxt); }
+  virtual unsigned int execute (function *);
+
+}; // class pass_strip_predict_hints
+
+/* Get rid of all builtin_expect calls and GIMPLE_PREDICT statements
+   we no longer need.  */
+unsigned int
+pass_strip_predict_hints::execute (function *fun)
+{
+  basic_block bb;
+  gimple ass_stmt;
+  tree var;
+
+  FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
+    {
+      gimple_stmt_iterator bi;
+      for (bi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bi);)
+       {
+         gimple stmt = gsi_stmt (bi);
+
+         if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PREDICT)
+           {
+             gsi_remove (&bi, true);
+             continue;
+           }
+         else if (is_gimple_call (stmt))
+           {
+             tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
+
+             if ((fndecl
+                  && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
+                  && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_EXPECT
+                  && gimple_call_num_args (stmt) == 2)
+                 || (gimple_call_internal_p (stmt)
+                     && gimple_call_internal_fn (stmt) == IFN_BUILTIN_EXPECT))
+               {
+                 var = gimple_call_lhs (stmt);
+                 if (var)
+                   {
+                     ass_stmt
+                       = gimple_build_assign (var, gimple_call_arg (stmt, 0));
+                     gsi_replace (&bi, ass_stmt, true);
+                   }
+                 else
+                   {
+                     gsi_remove (&bi, true);
+                     continue;
+                   }
+               }
+           }
+         gsi_next (&bi);
+       }
+    }
+  return 0;
+}
+
+} // anon namespace
+
+gimple_opt_pass *
+make_pass_strip_predict_hints (gcc::context *ctxt)
+{
+  return new pass_strip_predict_hints (ctxt);
+}
+
 /* Rebuild function frequencies.  Passes are in general expected to
    maintain profile by hand, however in some cases this is not possible:
    for example when inlining several functions with loops freuqencies might run
@@ -2867,17 +3166,34 @@ void
 rebuild_frequencies (void)
 {
   timevar_push (TV_REBUILD_FREQUENCIES);
-  if (profile_status == PROFILE_GUESSED)
+
+  /* When the max bb count in the function is small, there is a higher
+     chance that there were truncation errors in the integer scaling
+     of counts by inlining and other optimizations. This could lead
+     to incorrect classification of code as being cold when it isn't.
+     In that case, force the estimation of bb counts/frequencies from the
+     branch probabilities, rather than computing frequencies from counts,
+     which may also lead to frequencies incorrectly reduced to 0. There
+     is less precision in the probabilities, so we only do this for small
+     max counts.  */
+  gcov_type count_max = 0;
+  basic_block bb;
+  FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), NULL, next_bb)
+    count_max = MAX (bb->count, count_max);
+
+  if (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_GUESSED
+      || (!flag_auto_profile && profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_READ
+         && count_max < REG_BR_PROB_BASE/10))
     {
       loop_optimizer_init (0);
       add_noreturn_fake_exit_edges ();
       mark_irreducible_loops ();
       connect_infinite_loops_to_exit ();
-      estimate_bb_frequencies ();
+      estimate_bb_frequencies (true);
       remove_fake_exit_edges ();
       loop_optimizer_finalize ();
     }
-  else if (profile_status == PROFILE_READ)
+  else if (profile_status_for_fn (cfun) == PROFILE_READ)
     counts_to_freqs ();
   else
     gcc_unreachable ();