blockfreq: Rename BlockFrequencyImpl to BlockFrequencyInfoImpl
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / BlockFrequencyImpl.h
diff --git a/include/llvm/Analysis/BlockFrequencyImpl.h b/include/llvm/Analysis/BlockFrequencyImpl.h
deleted file mode 100644 (file)
index 5488847..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,379 +0,0 @@
-//===-- BlockFrequencyImpl.h - Block Frequency Implementation --*- C++ -*--===//
-//
-//                     The LLVM Compiler Infrastructure
-//
-// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
-// License. See LICENSE.TXT for details.
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//
-// Shared implementation of BlockFrequency for IR and Machine Instructions.
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-#ifndef LLVM_ANALYSIS_BLOCKFREQUENCYIMPL_H
-#define LLVM_ANALYSIS_BLOCKFREQUENCYIMPL_H
-
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
-#include "llvm/IR/BasicBlock.h"
-#include "llvm/Support/BlockFrequency.h"
-#include "llvm/Support/BranchProbability.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include <string>
-#include <vector>
-
-namespace llvm {
-
-
-class BlockFrequencyInfo;
-class MachineBlockFrequencyInfo;
-
-/// BlockFrequencyImpl implements block frequency algorithm for IR and
-/// Machine Instructions. Algorithm starts with value ENTRY_FREQ
-/// for the entry block and then propagates frequencies using branch weights
-/// from (Machine)BranchProbabilityInfo. LoopInfo is not required because
-/// algorithm can find "backedges" by itself.
-template<class BlockT, class FunctionT, class BlockProbInfoT>
-class BlockFrequencyImpl {
-
-  DenseMap<const BlockT *, BlockFrequency> Freqs;
-
-  BlockProbInfoT *BPI;
-
-  FunctionT *Fn;
-
-  typedef GraphTraits< Inverse<BlockT *> > GT;
-
-  static const uint64_t EntryFreq = 1 << 14;
-
-  std::string getBlockName(BasicBlock *BB) const {
-    return BB->getName().str();
-  }
-
-  std::string getBlockName(MachineBasicBlock *MBB) const {
-    std::string str;
-    raw_string_ostream ss(str);
-    ss << "BB#" << MBB->getNumber();
-
-    if (const BasicBlock *BB = MBB->getBasicBlock())
-      ss << " derived from LLVM BB " << BB->getName();
-
-    return ss.str();
-  }
-
-  void setBlockFreq(BlockT *BB, BlockFrequency Freq) {
-    Freqs[BB] = Freq;
-    DEBUG(dbgs() << "Frequency(" << getBlockName(BB) << ") = ";
-          printBlockFreq(dbgs(), Freq) << "\n");
-  }
-
-  /// getEdgeFreq - Return edge frequency based on SRC frequency and Src -> Dst
-  /// edge probability.
-  BlockFrequency getEdgeFreq(BlockT *Src, BlockT *Dst) const {
-    BranchProbability Prob = BPI->getEdgeProbability(Src, Dst);
-    return getBlockFreq(Src) * Prob;
-  }
-
-  /// incBlockFreq - Increase BB block frequency by FREQ.
-  ///
-  void incBlockFreq(BlockT *BB, BlockFrequency Freq) {
-    Freqs[BB] += Freq;
-    DEBUG(dbgs() << "Frequency(" << getBlockName(BB) << ") += ";
-          printBlockFreq(dbgs(), Freq) << " --> ";
-          printBlockFreq(dbgs(), Freqs[BB]) << "\n");
-  }
-
-  // All blocks in postorder.
-  std::vector<BlockT *> POT;
-
-  // Map Block -> Position in reverse-postorder list.
-  DenseMap<BlockT *, unsigned> RPO;
-
-  // For each loop header, record the per-iteration probability of exiting the
-  // loop. This is the reciprocal of the expected number of loop iterations.
-  typedef DenseMap<BlockT*, BranchProbability> LoopExitProbMap;
-  LoopExitProbMap LoopExitProb;
-
-  // (reverse-)postorder traversal iterators.
-  typedef typename std::vector<BlockT *>::iterator pot_iterator;
-  typedef typename std::vector<BlockT *>::reverse_iterator rpot_iterator;
-
-  pot_iterator pot_begin() { return POT.begin(); }
-  pot_iterator pot_end() { return POT.end(); }
-
-  rpot_iterator rpot_begin() { return POT.rbegin(); }
-  rpot_iterator rpot_end() { return POT.rend(); }
-
-  rpot_iterator rpot_at(BlockT *BB) {
-    rpot_iterator I = rpot_begin();
-    unsigned idx = RPO.lookup(BB);
-    assert(idx);
-    std::advance(I, idx - 1);
-
-    assert(*I == BB);
-    return I;
-  }
-
-  /// isBackedge - Return if edge Src -> Dst is a reachable backedge.
-  ///
-  bool isBackedge(BlockT *Src, BlockT *Dst) const {
-    unsigned a = RPO.lookup(Src);
-    if (!a)
-      return false;
-    unsigned b = RPO.lookup(Dst);
-    assert(b && "Destination block should be reachable");
-    return a >= b;
-  }
-
-  /// getSingleBlockPred - return single BB block predecessor or NULL if
-  /// BB has none or more predecessors.
-  BlockT *getSingleBlockPred(BlockT *BB) {
-    typename GT::ChildIteratorType
-      PI = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_begin(BB),
-      PE = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_end(BB);
-
-    if (PI == PE)
-      return 0;
-
-    BlockT *Pred = *PI;
-
-    ++PI;
-    if (PI != PE)
-      return 0;
-
-    return Pred;
-  }
-
-  void doBlock(BlockT *BB, BlockT *LoopHead,
-               SmallPtrSet<BlockT *, 8> &BlocksInLoop) {
-
-    DEBUG(dbgs() << "doBlock(" << getBlockName(BB) << ")\n");
-    setBlockFreq(BB, 0);
-
-    if (BB == LoopHead) {
-      setBlockFreq(BB, EntryFreq);
-      return;
-    }
-
-    if (BlockT *Pred = getSingleBlockPred(BB)) {
-      if (BlocksInLoop.count(Pred))
-        setBlockFreq(BB, getEdgeFreq(Pred, BB));
-      // TODO: else? irreducible, ignore it for now.
-      return;
-    }
-
-    bool isInLoop = false;
-    bool isLoopHead = false;
-
-    for (typename GT::ChildIteratorType
-         PI = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_begin(BB),
-         PE = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_end(BB);
-         PI != PE; ++PI) {
-      BlockT *Pred = *PI;
-
-      if (isBackedge(Pred, BB)) {
-        isLoopHead = true;
-      } else if (BlocksInLoop.count(Pred)) {
-        incBlockFreq(BB, getEdgeFreq(Pred, BB));
-        isInLoop = true;
-      }
-      // TODO: else? irreducible.
-    }
-
-    if (!isInLoop)
-      return;
-
-    if (!isLoopHead)
-      return;
-
-    // This block is a loop header, so boost its frequency by the expected
-    // number of loop iterations. The loop blocks will be revisited so they all
-    // get this boost.
-    typename LoopExitProbMap::const_iterator I = LoopExitProb.find(BB);
-    assert(I != LoopExitProb.end() && "Loop header missing from table");
-    Freqs[BB] /= I->second;
-    DEBUG(dbgs() << "Loop header scaled to ";
-          printBlockFreq(dbgs(), Freqs[BB]) << ".\n");
-  }
-
-  /// doLoop - Propagate block frequency down through the loop.
-  void doLoop(BlockT *Head, BlockT *Tail) {
-    DEBUG(dbgs() << "doLoop(" << getBlockName(Head) << ", "
-                 << getBlockName(Tail) << ")\n");
-
-    SmallPtrSet<BlockT *, 8> BlocksInLoop;
-
-    for (rpot_iterator I = rpot_at(Head), E = rpot_at(Tail); ; ++I) {
-      BlockT *BB = *I;
-      doBlock(BB, Head, BlocksInLoop);
-
-      BlocksInLoop.insert(BB);
-      if (I == E)
-        break;
-    }
-
-    // Compute loop's cyclic probability using backedges probabilities.
-    BlockFrequency BackFreq;
-    for (typename GT::ChildIteratorType
-         PI = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_begin(Head),
-         PE = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_end(Head);
-         PI != PE; ++PI) {
-      BlockT *Pred = *PI;
-      assert(Pred);
-      if (isBackedge(Pred, Head))
-        BackFreq += getEdgeFreq(Pred, Head);
-    }
-
-    // The cyclic probability is freq(BackEdges) / freq(Head), where freq(Head)
-    // only counts edges entering the loop, not the loop backedges.
-    // The probability of leaving the loop on each iteration is:
-    //
-    //   ExitProb = 1 - CyclicProb
-    //
-    // The Expected number of loop iterations is:
-    //
-    //   Iterations = 1 / ExitProb
-    //
-    uint64_t D = std::max(getBlockFreq(Head).getFrequency(), UINT64_C(1));
-    uint64_t N = std::max(BackFreq.getFrequency(), UINT64_C(1));
-    if (N < D)
-      N = D - N;
-    else
-      // We'd expect N < D, but rounding and saturation means that can't be
-      // guaranteed.
-      N = 1;
-
-    // Now ExitProb = N / D, make sure it fits in an i32/i32 fraction.
-    assert(N <= D);
-    if (D > UINT32_MAX) {
-      unsigned Shift = 32 - countLeadingZeros(D);
-      D >>= Shift;
-      N >>= Shift;
-      if (N == 0)
-        N = 1;
-    }
-    BranchProbability LEP = BranchProbability(N, D);
-    LoopExitProb.insert(std::make_pair(Head, LEP));
-    DEBUG(dbgs() << "LoopExitProb[" << getBlockName(Head) << "] = " << LEP
-          << " from 1 - ";
-          printBlockFreq(dbgs(), BackFreq) << " / ";
-          printBlockFreq(dbgs(), getBlockFreq(Head)) << ".\n");
-  }
-
-  friend class BlockFrequencyInfo;
-  friend class MachineBlockFrequencyInfo;
-
-  BlockFrequencyImpl() { }
-
-  void doFunction(FunctionT *fn, BlockProbInfoT *bpi) {
-    Fn = fn;
-    BPI = bpi;
-
-    // Clear everything.
-    RPO.clear();
-    POT.clear();
-    LoopExitProb.clear();
-    Freqs.clear();
-
-    BlockT *EntryBlock = fn->begin();
-
-    std::copy(po_begin(EntryBlock), po_end(EntryBlock), std::back_inserter(POT));
-
-    unsigned RPOidx = 0;
-    for (rpot_iterator I = rpot_begin(), E = rpot_end(); I != E; ++I) {
-      BlockT *BB = *I;
-      RPO[BB] = ++RPOidx;
-      DEBUG(dbgs() << "RPO[" << getBlockName(BB) << "] = " << RPO[BB] << "\n");
-    }
-
-    // Travel over all blocks in postorder.
-    for (pot_iterator I = pot_begin(), E = pot_end(); I != E; ++I) {
-      BlockT *BB = *I;
-      BlockT *LastTail = 0;
-      DEBUG(dbgs() << "POT: " << getBlockName(BB) << "\n");
-
-      for (typename GT::ChildIteratorType
-           PI = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_begin(BB),
-           PE = GraphTraits< Inverse<BlockT *> >::child_end(BB);
-           PI != PE; ++PI) {
-
-        BlockT *Pred = *PI;
-        if (isBackedge(Pred, BB) && (!LastTail || RPO[Pred] > RPO[LastTail]))
-          LastTail = Pred;
-      }
-
-      if (LastTail)
-        doLoop(BB, LastTail);
-    }
-
-    // At the end assume the whole function as a loop, and travel over it once
-    // again.
-    doLoop(*(rpot_begin()), *(pot_begin()));
-  }
-
-public:
-
-  uint64_t getEntryFreq() { return EntryFreq; }
-
-  /// getBlockFreq - Return block frequency. Return 0 if we don't have it.
-  BlockFrequency getBlockFreq(const BlockT *BB) const {
-    typename DenseMap<const BlockT *, BlockFrequency>::const_iterator
-      I = Freqs.find(BB);
-    if (I != Freqs.end())
-      return I->second;
-    return 0;
-  }
-
-  void print(raw_ostream &OS) const {
-    OS << "\n\n---- Block Freqs ----\n";
-    for (typename FunctionT::iterator I = Fn->begin(), E = Fn->end(); I != E;) {
-      BlockT *BB = I++;
-      OS << " " << getBlockName(BB) << " = ";
-      printBlockFreq(OS, getBlockFreq(BB)) << "\n";
-
-      for (typename GraphTraits<BlockT *>::ChildIteratorType
-           SI = GraphTraits<BlockT *>::child_begin(BB),
-           SE = GraphTraits<BlockT *>::child_end(BB); SI != SE; ++SI) {
-        BlockT *Succ = *SI;
-        OS << "  " << getBlockName(BB) << " -> " << getBlockName(Succ)
-           << " = "; printBlockFreq(OS, getEdgeFreq(BB, Succ)) << "\n";
-      }
-    }
-  }
-
-  void dump() const {
-    print(dbgs());
-  }
-
-  // Utility method that looks up the block frequency associated with BB and
-  // prints it to OS.
-  raw_ostream &printBlockFreq(raw_ostream &OS,
-                              const BlockT *BB) {
-    return printBlockFreq(OS, getBlockFreq(BB));
-  }
-
-  raw_ostream &printBlockFreq(raw_ostream &OS,
-                              const BlockFrequency &Freq) const {
-    // Convert fixed-point number to decimal.
-    uint64_t Frequency = Freq.getFrequency();
-    OS << Frequency / EntryFreq << ".";
-    uint64_t Rem = Frequency % EntryFreq;
-    uint64_t Eps = 1;
-    do {
-      Rem *= 10;
-      Eps *= 10;
-      OS << Rem / EntryFreq;
-      Rem = Rem % EntryFreq;
-    } while (Rem >= Eps/2);
-    return OS;
-  }
-
-};
-
-}
-
-#endif