In MachineBlockPlacement, filter cold blocks off the loop chain when profile data...
[oota-llvm.git] / lib / ProfileData / SampleProfReader.cpp
index a81c760479e531bbafd17c8316699c28f15205b4..899343f72f78f2b4ef1cc980b8201e5fbb3a0ea4 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements the class that reads LLVM sample profiles. It
-// supports two file formats: text and bitcode. The textual representation
-// is useful for debugging and testing purposes. The bitcode representation
-// is more compact, resulting in smaller file sizes. However, they can
-// both be used interchangeably.
+// supports three file formats: text, binary and gcov.
 //
-// NOTE: If you are making changes to the file format, please remember
-//       to document them in the Clang documentation at
-//       tools/clang/docs/UsersManual.rst.
+// The textual representation is useful for debugging and testing purposes. The
+// binary representation is more compact, resulting in smaller file sizes.
 //
-// Text format
-// -----------
+// The gcov encoding is the one generated by GCC's AutoFDO profile creation
+// tool (https://github.com/google/autofdo)
 //
-// Sample profiles are written as ASCII text. The file is divided into
-// sections, which correspond to each of the functions executed at runtime.
-// Each section has the following format
-//
-//     function1:total_samples:total_head_samples
-//     offset1[.discriminator]: number_of_samples [fn1:num fn2:num ... ]
-//     offset2[.discriminator]: number_of_samples [fn3:num fn4:num ... ]
-//     ...
-//     offsetN[.discriminator]: number_of_samples [fn5:num fn6:num ... ]
-//
-// The file may contain blank lines between sections and within a
-// section. However, the spacing within a single line is fixed. Additional
-// spaces will result in an error while reading the file.
-//
-// Function names must be mangled in order for the profile loader to
-// match them in the current translation unit. The two numbers in the
-// function header specify how many total samples were accumulated in the
-// function (first number), and the total number of samples accumulated
-// in the prologue of the function (second number). This head sample
-// count provides an indicator of how frequently the function is invoked.
-//
-// Each sampled line may contain several items. Some are optional (marked
-// below):
-//
-// a. Source line offset. This number represents the line number
-//    in the function where the sample was collected. The line number is
-//    always relative to the line where symbol of the function is
-//    defined. So, if the function has its header at line 280, the offset
-//    13 is at line 293 in the file.
-//
-//    Note that this offset should never be a negative number. This could
-//    happen in cases like macros. The debug machinery will register the
-//    line number at the point of macro expansion. So, if the macro was
-//    expanded in a line before the start of the function, the profile
-//    converter should emit a 0 as the offset (this means that the optimizers
-//    will not be able to associate a meaningful weight to the instructions
-//    in the macro).
-//
-// b. [OPTIONAL] Discriminator. This is used if the sampled program
-//    was compiled with DWARF discriminator support
-//    (http://wiki.dwarfstd.org/index.php?title=Path_Discriminators).
-//    DWARF discriminators are unsigned integer values that allow the
-//    compiler to distinguish between multiple execution paths on the
-//    same source line location.
-//
-//    For example, consider the line of code ``if (cond) foo(); else bar();``.
-//    If the predicate ``cond`` is true 80% of the time, then the edge
-//    into function ``foo`` should be considered to be taken most of the
-//    time. But both calls to ``foo`` and ``bar`` are at the same source
-//    line, so a sample count at that line is not sufficient. The
-//    compiler needs to know which part of that line is taken more
-//    frequently.
-//
-//    This is what discriminators provide. In this case, the calls to
-//    ``foo`` and ``bar`` will be at the same line, but will have
-//    different discriminator values. This allows the compiler to correctly
-//    set edge weights into ``foo`` and ``bar``.
-//
-// c. Number of samples. This is an integer quantity representing the
-//    number of samples collected by the profiler at this source
-//    location.
-//
-// d. [OPTIONAL] Potential call targets and samples. If present, this
-//    line contains a call instruction. This models both direct and
-//    number of samples. For example,
-//
-//      130: 7  foo:3  bar:2  baz:7
-//
-//    The above means that at relative line offset 130 there is a call
-//    instruction that calls one of ``foo()``, ``bar()`` and ``baz()``,
-//    with ``baz()`` being the relatively more frequently called target.
+// All three encodings can be used interchangeably as an input sample profile.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/ProfileData/SampleProfReader.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorOr.h"
-#include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
+#include "llvm/Support/LEB128.h"
 #include "llvm/Support/LineIterator.h"
-#include "llvm/Support/Regex.h"
+#include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
 
-using namespace sampleprof;
+using namespace llvm::sampleprof;
 using namespace llvm;
 
 /// \brief Print the samples collected for a function on stream \p OS.
 ///
 /// \param OS Stream to emit the output to.
-void FunctionSamples::print(raw_ostream &OS) {
+void FunctionSamples::print(raw_ostream &OS, unsigned Indent) const {
   OS << TotalSamples << ", " << TotalHeadSamples << ", " << BodySamples.size()
      << " sampled lines\n";
-  for (BodySampleMap::const_iterator SI = BodySamples.begin(),
-                                     SE = BodySamples.end();
-       SI != SE; ++SI)
-    OS << "\tline offset: " << SI->first.LineOffset
-       << ", discriminator: " << SI->first.Discriminator
-       << ", number of samples: " << SI->second << "\n";
-  OS << "\n";
+  for (const auto &SI : BodySamples) {
+    LineLocation Loc = SI.first;
+    const SampleRecord &Sample = SI.second;
+    OS.indent(Indent);
+    OS << "line offset: " << Loc.LineOffset
+       << ", discriminator: " << Loc.Discriminator
+       << ", number of samples: " << Sample.getSamples();
+    if (Sample.hasCalls()) {
+      OS << ", calls:";
+      for (const auto &I : Sample.getCallTargets())
+        OS << " " << I.first() << ":" << I.second;
+    }
+    OS << "\n";
+  }
+  for (const auto &CS : CallsiteSamples) {
+    CallsiteLocation Loc = CS.first;
+    const FunctionSamples &CalleeSamples = CS.second;
+    OS.indent(Indent);
+    OS << "line offset: " << Loc.LineOffset
+       << ", discriminator: " << Loc.Discriminator
+       << ", inlined callee: " << Loc.CalleeName << ": ";
+    CalleeSamples.print(OS, Indent + 2);
+  }
 }
 
-/// \brief Print the function profile for \p FName on stream \p OS.
+/// \brief Dump the function profile for \p FName.
 ///
-/// \param OS Stream to emit the output to.
 /// \param FName Name of the function to print.
-void SampleProfileReader::printFunctionProfile(raw_ostream &OS,
-                                               StringRef FName) {
-  OS << "Function: " << FName << ":\n";
+/// \param OS Stream to emit the output to.
+void SampleProfileReader::dumpFunctionProfile(StringRef FName,
+                                              raw_ostream &OS) {
+  OS << "Function: " << FName << ": ";
   Profiles[FName].print(OS);
 }
 
-/// \brief Dump the function profile for \p FName.
+/// \brief Dump all the function profiles found on stream \p OS.
+void SampleProfileReader::dump(raw_ostream &OS) {
+  for (const auto &I : Profiles)
+    dumpFunctionProfile(I.getKey(), OS);
+}
+
+/// \brief Parse \p Input as function head.
 ///
-/// \param FName Name of the function to print.
-void SampleProfileReader::dumpFunctionProfile(StringRef FName) {
-  printFunctionProfile(dbgs(), FName);
+/// Parse one line of \p Input, and update function name in \p FName,
+/// function's total sample count in \p NumSamples, function's entry
+/// count in \p NumHeadSamples.
+///
+/// \returns true if parsing is successful.
+static bool ParseHead(const StringRef &Input, StringRef &FName,
+                      uint64_t &NumSamples, uint64_t &NumHeadSamples) {
+  if (Input[0] == ' ')
+    return false;
+  size_t n2 = Input.rfind(':');
+  size_t n1 = Input.rfind(':', n2 - 1);
+  FName = Input.substr(0, n1);
+  if (Input.substr(n1 + 1, n2 - n1 - 1).getAsInteger(10, NumSamples))
+    return false;
+  if (Input.substr(n2 + 1).getAsInteger(10, NumHeadSamples))
+    return false;
+  return true;
+}
+
+
+/// \brief Returns true if line offset \p L is legal (only has 16 bits).
+static bool isOffsetLegal(unsigned L) {
+  return (L & 0xffff) == L;
 }
 
-/// \brief Dump all the function profiles found.
-void SampleProfileReader::dump() {
-  for (StringMap<FunctionSamples>::const_iterator I = Profiles.begin(),
-                                                  E = Profiles.end();
-       I != E; ++I)
-    dumpFunctionProfile(I->getKey());
+/// \brief Parse \p Input as line sample.
+///
+/// \param Input input line.
+/// \param IsCallsite true if the line represents an inlined callsite.
+/// \param Depth the depth of the inline stack.
+/// \param NumSamples total samples of the line/inlined callsite.
+/// \param LineOffset line offset to the start of the function.
+/// \param Discriminator discriminator of the line.
+/// \param TargetCountMap map from indirect call target to count.
+///
+/// returns true if parsing is successful.
+static bool ParseLine(const StringRef &Input, bool &IsCallsite, uint32_t &Depth,
+                      uint64_t &NumSamples, uint32_t &LineOffset,
+                      uint32_t &Discriminator, StringRef &CalleeName,
+                      DenseMap<StringRef, uint64_t> &TargetCountMap) {
+  for (Depth = 0; Input[Depth] == ' '; Depth++)
+    ;
+  if (Depth == 0)
+    return false;
+
+  size_t n1 = Input.find(':');
+  StringRef Loc = Input.substr(Depth, n1 - Depth);
+  size_t n2 = Loc.find('.');
+  if (n2 == StringRef::npos) {
+    if (Loc.getAsInteger(10, LineOffset) || !isOffsetLegal(LineOffset))
+      return false;
+    Discriminator = 0;
+  } else {
+    if (Loc.substr(0, n2).getAsInteger(10, LineOffset))
+      return false;
+    if (Loc.substr(n2 + 1).getAsInteger(10, Discriminator))
+      return false;
+  }
+
+  StringRef Rest = Input.substr(n1 + 2);
+  if (Rest[0] >= '0' && Rest[0] <= '9') {
+    IsCallsite = false;
+    size_t n3 = Rest.find(' ');
+    if (n3 == StringRef::npos) {
+      if (Rest.getAsInteger(10, NumSamples))
+        return false;
+    } else {
+      if (Rest.substr(0, n3).getAsInteger(10, NumSamples))
+        return false;
+    }
+    while (n3 != StringRef::npos) {
+      n3 += Rest.substr(n3).find_first_not_of(' ');
+      Rest = Rest.substr(n3);
+      n3 = Rest.find(' ');
+      StringRef pair = Rest;
+      if (n3 != StringRef::npos) {
+        pair = Rest.substr(0, n3);
+      }
+      size_t n4 = pair.find(':');
+      uint64_t count;
+      if (pair.substr(n4 + 1).getAsInteger(10, count))
+        return false;
+      TargetCountMap[pair.substr(0, n4)] = count;
+    }
+  } else {
+    IsCallsite = true;
+    size_t n3 = Rest.find_last_of(':');
+    CalleeName = Rest.substr(0, n3);
+    if (Rest.substr(n3 + 1).getAsInteger(10, NumSamples))
+      return false;
+  }
+  return true;
 }
 
 /// \brief Load samples from a text file.
@@ -150,23 +181,14 @@ void SampleProfileReader::dump() {
 /// the expected format.
 ///
 /// \returns true if the file was loaded successfully, false otherwise.
-bool SampleProfileReader::loadText() {
-  ErrorOr<std::unique_ptr<MemoryBuffer>> BufferOrErr =
-      MemoryBuffer::getFile(Filename);
-  if (std::error_code EC = BufferOrErr.getError()) {
-    std::string Msg(EC.message());
-    M.getContext().diagnose(DiagnosticInfoSampleProfile(Filename.data(), Msg));
-    return false;
-  }
-  MemoryBuffer &Buffer = *BufferOrErr.get();
-  line_iterator LineIt(Buffer, '#');
+std::error_code SampleProfileReaderText::read() {
+  line_iterator LineIt(*Buffer, /*SkipBlanks=*/true, '#');
+
+  InlineCallStack InlineStack;
 
-  // Read the profile of each function. Since each function may be
-  // mentioned more than once, and we are collecting flat profiles,
-  // accumulate samples as we parse them.
-  Regex HeadRE("^([^0-9].*):([0-9]+):([0-9]+)$");
-  Regex LineSample("^([0-9]+)\\.?([0-9]+)?: ([0-9]+)(.*)$");
-  while (!LineIt.is_at_eof()) {
+  for (; !LineIt.is_at_eof(); ++LineIt) {
+    if ((*LineIt)[(*LineIt).find_first_not_of(' ')] == '#')
+      continue;
     // Read the header of each function.
     //
     // Note that for function identifiers we are actually expecting
@@ -179,60 +201,526 @@ bool SampleProfileReader::loadText() {
     //
     // The only requirement we place on the identifier, then, is that it
     // should not begin with a number.
-    SmallVector<StringRef, 3> Matches;
-    if (!HeadRE.match(*LineIt, &Matches)) {
-      reportParseError(LineIt.line_number(),
-                       "Expected 'mangled_name:NUM:NUM', found " + *LineIt);
-      return false;
+    if ((*LineIt)[0] != ' ') {
+      uint64_t NumSamples, NumHeadSamples;
+      StringRef FName;
+      if (!ParseHead(*LineIt, FName, NumSamples, NumHeadSamples)) {
+        reportError(LineIt.line_number(),
+                    "Expected 'mangled_name:NUM:NUM', found " + *LineIt);
+        return sampleprof_error::malformed;
+      }
+      Profiles[FName] = FunctionSamples();
+      FunctionSamples &FProfile = Profiles[FName];
+      FProfile.addTotalSamples(NumSamples);
+      FProfile.addHeadSamples(NumHeadSamples);
+      InlineStack.clear();
+      InlineStack.push_back(&FProfile);
+    } else {
+      uint64_t NumSamples;
+      StringRef FName;
+      DenseMap<StringRef, uint64_t> TargetCountMap;
+      bool IsCallsite;
+      uint32_t Depth, LineOffset, Discriminator;
+      if (!ParseLine(*LineIt, IsCallsite, Depth, NumSamples, LineOffset,
+                     Discriminator, FName, TargetCountMap)) {
+        reportError(LineIt.line_number(),
+                    "Expected 'NUM[.NUM]: NUM[ mangled_name:NUM]*', found " +
+                        *LineIt);
+        return sampleprof_error::malformed;
+      }
+      if (IsCallsite) {
+        while (InlineStack.size() > Depth) {
+          InlineStack.pop_back();
+        }
+        FunctionSamples &FSamples = InlineStack.back()->functionSamplesAt(
+            CallsiteLocation(LineOffset, Discriminator, FName));
+        FSamples.addTotalSamples(NumSamples);
+        InlineStack.push_back(&FSamples);
+      } else {
+        while (InlineStack.size() > Depth) {
+          InlineStack.pop_back();
+        }
+        FunctionSamples &FProfile = *InlineStack.back();
+        for (const auto &name_count : TargetCountMap) {
+          FProfile.addCalledTargetSamples(LineOffset, Discriminator,
+                                          name_count.first, name_count.second);
+        }
+        FProfile.addBodySamples(LineOffset, Discriminator, NumSamples);
+      }
     }
-    assert(Matches.size() == 4);
-    StringRef FName = Matches[1];
-    unsigned NumSamples, NumHeadSamples;
-    Matches[2].getAsInteger(10, NumSamples);
-    Matches[3].getAsInteger(10, NumHeadSamples);
-    Profiles[FName] = FunctionSamples();
-    FunctionSamples &FProfile = Profiles[FName];
-    FProfile.addTotalSamples(NumSamples);
-    FProfile.addHeadSamples(NumHeadSamples);
-    ++LineIt;
-
-    // Now read the body. The body of the function ends when we reach
-    // EOF or when we see the start of the next function.
-    while (!LineIt.is_at_eof() && isdigit((*LineIt)[0])) {
-      if (!LineSample.match(*LineIt, &Matches)) {
-        reportParseError(
-            LineIt.line_number(),
-            "Expected 'NUM[.NUM]: NUM[ mangled_name:NUM]*', found " + *LineIt);
-        return false;
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+template <typename T> ErrorOr<T> SampleProfileReaderBinary::readNumber() {
+  unsigned NumBytesRead = 0;
+  std::error_code EC;
+  uint64_t Val = decodeULEB128(Data, &NumBytesRead);
+
+  if (Val > std::numeric_limits<T>::max())
+    EC = sampleprof_error::malformed;
+  else if (Data + NumBytesRead > End)
+    EC = sampleprof_error::truncated;
+  else
+    EC = sampleprof_error::success;
+
+  if (EC) {
+    reportError(0, EC.message());
+    return EC;
+  }
+
+  Data += NumBytesRead;
+  return static_cast<T>(Val);
+}
+
+ErrorOr<StringRef> SampleProfileReaderBinary::readString() {
+  std::error_code EC;
+  StringRef Str(reinterpret_cast<const char *>(Data));
+  if (Data + Str.size() + 1 > End) {
+    EC = sampleprof_error::truncated;
+    reportError(0, EC.message());
+    return EC;
+  }
+
+  Data += Str.size() + 1;
+  return Str;
+}
+
+ErrorOr<StringRef> SampleProfileReaderBinary::readStringFromTable() {
+  std::error_code EC;
+  auto Idx = readNumber<uint32_t>();
+  if (std::error_code EC = Idx.getError())
+    return EC;
+  if (*Idx >= NameTable.size())
+    return sampleprof_error::truncated_name_table;
+  return NameTable[*Idx];
+}
+
+std::error_code
+SampleProfileReaderBinary::readProfile(FunctionSamples &FProfile) {
+  auto NumSamples = readNumber<uint64_t>();
+  if (std::error_code EC = NumSamples.getError())
+    return EC;
+  FProfile.addTotalSamples(*NumSamples);
+
+  // Read the samples in the body.
+  auto NumRecords = readNumber<uint32_t>();
+  if (std::error_code EC = NumRecords.getError())
+    return EC;
+
+  for (uint32_t I = 0; I < *NumRecords; ++I) {
+    auto LineOffset = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = LineOffset.getError())
+      return EC;
+
+    if (!isOffsetLegal(*LineOffset)) {
+      return std::error_code();
+    }
+
+    auto Discriminator = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = Discriminator.getError())
+      return EC;
+
+    auto NumSamples = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = NumSamples.getError())
+      return EC;
+
+    auto NumCalls = readNumber<uint32_t>();
+    if (std::error_code EC = NumCalls.getError())
+      return EC;
+
+    for (uint32_t J = 0; J < *NumCalls; ++J) {
+      auto CalledFunction(readStringFromTable());
+      if (std::error_code EC = CalledFunction.getError())
+        return EC;
+
+      auto CalledFunctionSamples = readNumber<uint64_t>();
+      if (std::error_code EC = CalledFunctionSamples.getError())
+        return EC;
+
+      FProfile.addCalledTargetSamples(*LineOffset, *Discriminator,
+                                      *CalledFunction, *CalledFunctionSamples);
+    }
+
+    FProfile.addBodySamples(*LineOffset, *Discriminator, *NumSamples);
+  }
+
+  // Read all the samples for inlined function calls.
+  auto NumCallsites = readNumber<uint32_t>();
+  if (std::error_code EC = NumCallsites.getError())
+    return EC;
+
+  for (uint32_t J = 0; J < *NumCallsites; ++J) {
+    auto LineOffset = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = LineOffset.getError())
+      return EC;
+
+    auto Discriminator = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = Discriminator.getError())
+      return EC;
+
+    auto FName(readStringFromTable());
+    if (std::error_code EC = FName.getError())
+      return EC;
+
+    FunctionSamples &CalleeProfile = FProfile.functionSamplesAt(
+        CallsiteLocation(*LineOffset, *Discriminator, *FName));
+    if (std::error_code EC = readProfile(CalleeProfile))
+      return EC;
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderBinary::read() {
+  while (!at_eof()) {
+    auto NumHeadSamples = readNumber<uint64_t>();
+    if (std::error_code EC = NumHeadSamples.getError())
+      return EC;
+
+    auto FName(readStringFromTable());
+    if (std::error_code EC = FName.getError())
+      return EC;
+
+    Profiles[*FName] = FunctionSamples();
+    FunctionSamples &FProfile = Profiles[*FName];
+
+    FProfile.addHeadSamples(*NumHeadSamples);
+
+    if (std::error_code EC = readProfile(FProfile))
+      return EC;
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderBinary::readHeader() {
+  Data = reinterpret_cast<const uint8_t *>(Buffer->getBufferStart());
+  End = Data + Buffer->getBufferSize();
+
+  // Read and check the magic identifier.
+  auto Magic = readNumber<uint64_t>();
+  if (std::error_code EC = Magic.getError())
+    return EC;
+  else if (*Magic != SPMagic())
+    return sampleprof_error::bad_magic;
+
+  // Read the version number.
+  auto Version = readNumber<uint64_t>();
+  if (std::error_code EC = Version.getError())
+    return EC;
+  else if (*Version != SPVersion())
+    return sampleprof_error::unsupported_version;
+
+  // Read the name table.
+  auto Size = readNumber<uint32_t>();
+  if (std::error_code EC = Size.getError())
+    return EC;
+  NameTable.reserve(*Size);
+  for (uint32_t I = 0; I < *Size; ++I) {
+    auto Name(readString());
+    if (std::error_code EC = Name.getError())
+      return EC;
+    NameTable.push_back(*Name);
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+bool SampleProfileReaderBinary::hasFormat(const MemoryBuffer &Buffer) {
+  const uint8_t *Data =
+      reinterpret_cast<const uint8_t *>(Buffer.getBufferStart());
+  uint64_t Magic = decodeULEB128(Data);
+  return Magic == SPMagic();
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::skipNextWord() {
+  uint32_t dummy;
+  if (!GcovBuffer.readInt(dummy))
+    return sampleprof_error::truncated;
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+template <typename T> ErrorOr<T> SampleProfileReaderGCC::readNumber() {
+  if (sizeof(T) <= sizeof(uint32_t)) {
+    uint32_t Val;
+    if (GcovBuffer.readInt(Val) && Val <= std::numeric_limits<T>::max())
+      return static_cast<T>(Val);
+  } else if (sizeof(T) <= sizeof(uint64_t)) {
+    uint64_t Val;
+    if (GcovBuffer.readInt64(Val) && Val <= std::numeric_limits<T>::max())
+      return static_cast<T>(Val);
+  }
+
+  std::error_code EC = sampleprof_error::malformed;
+  reportError(0, EC.message());
+  return EC;
+}
+
+ErrorOr<StringRef> SampleProfileReaderGCC::readString() {
+  StringRef Str;
+  if (!GcovBuffer.readString(Str))
+    return sampleprof_error::truncated;
+  return Str;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::readHeader() {
+  // Read the magic identifier.
+  if (!GcovBuffer.readGCDAFormat())
+    return sampleprof_error::unrecognized_format;
+
+  // Read the version number. Note - the GCC reader does not validate this
+  // version, but the profile creator generates v704.
+  GCOV::GCOVVersion version;
+  if (!GcovBuffer.readGCOVVersion(version))
+    return sampleprof_error::unrecognized_format;
+
+  if (version != GCOV::V704)
+    return sampleprof_error::unsupported_version;
+
+  // Skip the empty integer.
+  if (std::error_code EC = skipNextWord())
+    return EC;
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::readSectionTag(uint32_t Expected) {
+  uint32_t Tag;
+  if (!GcovBuffer.readInt(Tag))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  if (Tag != Expected)
+    return sampleprof_error::malformed;
+
+  if (std::error_code EC = skipNextWord())
+    return EC;
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::readNameTable() {
+  if (std::error_code EC = readSectionTag(GCOVTagAFDOFileNames))
+    return EC;
+
+  uint32_t Size;
+  if (!GcovBuffer.readInt(Size))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  for (uint32_t I = 0; I < Size; ++I) {
+    StringRef Str;
+    if (!GcovBuffer.readString(Str))
+      return sampleprof_error::truncated;
+    Names.push_back(Str);
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::readFunctionProfiles() {
+  if (std::error_code EC = readSectionTag(GCOVTagAFDOFunction))
+    return EC;
+
+  uint32_t NumFunctions;
+  if (!GcovBuffer.readInt(NumFunctions))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  InlineCallStack Stack;
+  for (uint32_t I = 0; I < NumFunctions; ++I)
+    if (std::error_code EC = readOneFunctionProfile(Stack, true, 0))
+      return EC;
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::readOneFunctionProfile(
+    const InlineCallStack &InlineStack, bool Update, uint32_t Offset) {
+  uint64_t HeadCount = 0;
+  if (InlineStack.size() == 0)
+    if (!GcovBuffer.readInt64(HeadCount))
+      return sampleprof_error::truncated;
+
+  uint32_t NameIdx;
+  if (!GcovBuffer.readInt(NameIdx))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  StringRef Name(Names[NameIdx]);
+
+  uint32_t NumPosCounts;
+  if (!GcovBuffer.readInt(NumPosCounts))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  uint32_t NumCallsites;
+  if (!GcovBuffer.readInt(NumCallsites))
+    return sampleprof_error::truncated;
+
+  FunctionSamples *FProfile = nullptr;
+  if (InlineStack.size() == 0) {
+    // If this is a top function that we have already processed, do not
+    // update its profile again.  This happens in the presence of
+    // function aliases.  Since these aliases share the same function
+    // body, there will be identical replicated profiles for the
+    // original function.  In this case, we simply not bother updating
+    // the profile of the original function.
+    FProfile = &Profiles[Name];
+    FProfile->addHeadSamples(HeadCount);
+    if (FProfile->getTotalSamples() > 0)
+      Update = false;
+  } else {
+    // Otherwise, we are reading an inlined instance. The top of the
+    // inline stack contains the profile of the caller. Insert this
+    // callee in the caller's CallsiteMap.
+    FunctionSamples *CallerProfile = InlineStack.front();
+    uint32_t LineOffset = Offset >> 16;
+    uint32_t Discriminator = Offset & 0xffff;
+    FProfile = &CallerProfile->functionSamplesAt(
+        CallsiteLocation(LineOffset, Discriminator, Name));
+  }
+
+  for (uint32_t I = 0; I < NumPosCounts; ++I) {
+    uint32_t Offset;
+    if (!GcovBuffer.readInt(Offset))
+      return sampleprof_error::truncated;
+
+    uint32_t NumTargets;
+    if (!GcovBuffer.readInt(NumTargets))
+      return sampleprof_error::truncated;
+
+    uint64_t Count;
+    if (!GcovBuffer.readInt64(Count))
+      return sampleprof_error::truncated;
+
+    // The line location is encoded in the offset as:
+    //   high 16 bits: line offset to the start of the function.
+    //   low 16 bits: discriminator.
+    uint32_t LineOffset = Offset >> 16;
+    uint32_t Discriminator = Offset & 0xffff;
+
+    InlineCallStack NewStack;
+    NewStack.push_back(FProfile);
+    NewStack.insert(NewStack.end(), InlineStack.begin(), InlineStack.end());
+    if (Update) {
+      // Walk up the inline stack, adding the samples on this line to
+      // the total sample count of the callers in the chain.
+      for (auto CallerProfile : NewStack)
+        CallerProfile->addTotalSamples(Count);
+
+      // Update the body samples for the current profile.
+      FProfile->addBodySamples(LineOffset, Discriminator, Count);
+    }
+
+    // Process the list of functions called at an indirect call site.
+    // These are all the targets that a function pointer (or virtual
+    // function) resolved at runtime.
+    for (uint32_t J = 0; J < NumTargets; J++) {
+      uint32_t HistVal;
+      if (!GcovBuffer.readInt(HistVal))
+        return sampleprof_error::truncated;
+
+      if (HistVal != HIST_TYPE_INDIR_CALL_TOPN)
+        return sampleprof_error::malformed;
+
+      uint64_t TargetIdx;
+      if (!GcovBuffer.readInt64(TargetIdx))
+        return sampleprof_error::truncated;
+      StringRef TargetName(Names[TargetIdx]);
+
+      uint64_t TargetCount;
+      if (!GcovBuffer.readInt64(TargetCount))
+        return sampleprof_error::truncated;
+
+      if (Update) {
+        FunctionSamples &TargetProfile = Profiles[TargetName];
+        TargetProfile.addCalledTargetSamples(LineOffset, Discriminator,
+                                             TargetName, TargetCount);
       }
-      assert(Matches.size() == 5);
-      unsigned LineOffset, NumSamples, Discriminator = 0;
-      Matches[1].getAsInteger(10, LineOffset);
-      if (Matches[2] != "")
-        Matches[2].getAsInteger(10, Discriminator);
-      Matches[3].getAsInteger(10, NumSamples);
-
-      // FIXME: Handle called targets (in Matches[4]).
-
-      // When dealing with instruction weights, we use the value
-      // zero to indicate the absence of a sample. If we read an
-      // actual zero from the profile file, return it as 1 to
-      // avoid the confusion later on.
-      if (NumSamples == 0)
-        NumSamples = 1;
-      FProfile.addBodySamples(LineOffset, Discriminator, NumSamples);
-      ++LineIt;
     }
   }
 
-  return true;
+  // Process all the inlined callers into the current function. These
+  // are all the callsites that were inlined into this function.
+  for (uint32_t I = 0; I < NumCallsites; I++) {
+    // The offset is encoded as:
+    //   high 16 bits: line offset to the start of the function.
+    //   low 16 bits: discriminator.
+    uint32_t Offset;
+    if (!GcovBuffer.readInt(Offset))
+      return sampleprof_error::truncated;
+    InlineCallStack NewStack;
+    NewStack.push_back(FProfile);
+    NewStack.insert(NewStack.end(), InlineStack.begin(), InlineStack.end());
+    if (std::error_code EC = readOneFunctionProfile(NewStack, Update, Offset))
+      return EC;
+  }
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+/// \brief Read a GCC AutoFDO profile.
+///
+/// This format is generated by the Linux Perf conversion tool at
+/// https://github.com/google/autofdo.
+std::error_code SampleProfileReaderGCC::read() {
+  // Read the string table.
+  if (std::error_code EC = readNameTable())
+    return EC;
+
+  // Read the source profile.
+  if (std::error_code EC = readFunctionProfiles())
+    return EC;
+
+  return sampleprof_error::success;
+}
+
+bool SampleProfileReaderGCC::hasFormat(const MemoryBuffer &Buffer) {
+  StringRef Magic(reinterpret_cast<const char *>(Buffer.getBufferStart()));
+  return Magic == "adcg*704";
 }
 
-/// \brief Load execution samples from a file.
+/// \brief Prepare a memory buffer for the contents of \p Filename.
 ///
-/// This function examines the header of the given file to determine
-/// whether to use the text or the bitcode loader.
-bool SampleProfileReader::load() {
-  // TODO Actually detect the file format.
-  return loadText();
+/// \returns an error code indicating the status of the buffer.
+static ErrorOr<std::unique_ptr<MemoryBuffer>>
+setupMemoryBuffer(std::string Filename) {
+  auto BufferOrErr = MemoryBuffer::getFileOrSTDIN(Filename);
+  if (std::error_code EC = BufferOrErr.getError())
+    return EC;
+  auto Buffer = std::move(BufferOrErr.get());
+
+  // Sanity check the file.
+  if (Buffer->getBufferSize() > std::numeric_limits<uint32_t>::max())
+    return sampleprof_error::too_large;
+
+  return std::move(Buffer);
+}
+
+/// \brief Create a sample profile reader based on the format of the input file.
+///
+/// \param Filename The file to open.
+///
+/// \param Reader The reader to instantiate according to \p Filename's format.
+///
+/// \param C The LLVM context to use to emit diagnostics.
+///
+/// \returns an error code indicating the status of the created reader.
+ErrorOr<std::unique_ptr<SampleProfileReader>>
+SampleProfileReader::create(StringRef Filename, LLVMContext &C) {
+  auto BufferOrError = setupMemoryBuffer(Filename);
+  if (std::error_code EC = BufferOrError.getError())
+    return EC;
+
+  auto Buffer = std::move(BufferOrError.get());
+  std::unique_ptr<SampleProfileReader> Reader;
+  if (SampleProfileReaderBinary::hasFormat(*Buffer))
+    Reader.reset(new SampleProfileReaderBinary(std::move(Buffer), C));
+  else if (SampleProfileReaderGCC::hasFormat(*Buffer))
+    Reader.reset(new SampleProfileReaderGCC(std::move(Buffer), C));
+  else
+    Reader.reset(new SampleProfileReaderText(std::move(Buffer), C));
+
+  if (std::error_code EC = Reader->readHeader())
+    return EC;
+
+  return std::move(Reader);
 }