include/llvm/ProfileData/InstrProfReader.h

   1 //=-- InstrProfReader.h - Instrumented profiling readers ----------*- C++ -*-=//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains support for reading profiling data for instrumentation
  11 // based PGO and coverage.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_PROFILEDATA_INSTRPROFREADER_H
  16 #define LLVM_PROFILEDATA_INSTRPROFREADER_H
  17
  18 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  20 #include "llvm/ProfileData/InstrProf.h"
  21 #include "llvm/Support/EndianStream.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorOr.h"
  23 #include "llvm/Support/LineIterator.h"
  24 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
  25 #include "llvm/Support/OnDiskHashTable.h"
  26 #include <iterator>
  27
  28 namespace llvm {
  29
  30 class InstrProfReader;
  31
  32 /// Profiling information for a single function.
  33 struct InstrProfRecord {
  34   InstrProfRecord() {}
  35   InstrProfRecord(StringRef Name, uint64_t Hash, ArrayRef<uint64_t> Counts)
  36       : Name(Name), Hash(Hash), Counts(Counts) {}
  37   StringRef Name;
  38   uint64_t Hash;
  39   ArrayRef<uint64_t> Counts;
  40 };
  41
  42 /// A file format agnostic iterator over profiling data.
  43 class InstrProfIterator : public std::iterator<std::input_iterator_tag,
  44                                                InstrProfRecord> {
  45   InstrProfReader *Reader;
  46   InstrProfRecord Record;
  47
  48   void Increment();
  49 public:
  50   InstrProfIterator() : Reader(nullptr) {}
  51   InstrProfIterator(InstrProfReader *Reader) : Reader(Reader) { Increment(); }
  52
  53   InstrProfIterator &operator++() { Increment(); return *this; }
  54   bool operator==(const InstrProfIterator &RHS) { return Reader == RHS.Reader; }
  55   bool operator!=(const InstrProfIterator &RHS) { return Reader != RHS.Reader; }
  56   InstrProfRecord &operator*() { return Record; }
  57   InstrProfRecord *operator->() { return &Record; }
  58 };
  59
  60 /// Base class and interface for reading profiling data of any known instrprof
  61 /// format. Provides an iterator over InstrProfRecords.
  62 class InstrProfReader {
  63   std::error_code LastError;
  64
  65 public:
  66   InstrProfReader() : LastError(instrprof_error::success) {}
  67   virtual ~InstrProfReader() {}
  68
  69   /// Read the header.  Required before reading first record.
  70   virtual std::error_code readHeader() = 0;
  71   /// Read a single record.
  72   virtual std::error_code readNextRecord(InstrProfRecord &Record) = 0;
  73   /// Iterator over profile data.
  74   InstrProfIterator begin() { return InstrProfIterator(this); }
  75   InstrProfIterator end() { return InstrProfIterator(); }
  76
  77 protected:
  78   /// Set the current std::error_code and return same.
  79   std::error_code error(std::error_code EC) {
  80     LastError = EC;
  81     return EC;
  82   }
  83
  84   /// Clear the current error code and return a successful one.
  85   std::error_code success() { return error(instrprof_error::success); }
  86
  87 public:
  88   /// Return true if the reader has finished reading the profile data.
  89   bool isEOF() { return LastError == instrprof_error::eof; }
  90   /// Return true if the reader encountered an error reading profiling data.
  91   bool hasError() { return LastError && !isEOF(); }
  92   /// Get the current error code.
  93   std::error_code getError() { return LastError; }
  94
  95   /// Factory method to create an appropriately typed reader for the given
  96   /// instrprof file.
  97   static ErrorOr<std::unique_ptr<InstrProfReader>> create(std::string Path);
  98 };
  99
 100 /// Reader for the simple text based instrprof format.
 101 ///
 102 /// This format is a simple text format that's suitable for test data. Records
 103 /// are separated by one or more blank lines, and record fields are separated by
 104 /// new lines.
 105 ///
 106 /// Each record consists of a function name, a function hash, a number of
 107 /// counters, and then each counter value, in that order.
 108 class TextInstrProfReader : public InstrProfReader {
 109 private:
 110   /// The profile data file contents.
 111   std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer;
 112   /// Iterator over the profile data.
 113   line_iterator Line;
 114   /// The current set of counter values.
 115   std::vector<uint64_t> Counts;
 116
 117   TextInstrProfReader(const TextInstrProfReader &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 118   TextInstrProfReader &operator=(const TextInstrProfReader &)
 119     LLVM_DELETED_FUNCTION;
 120 public:
 121   TextInstrProfReader(std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer_)
 122       : DataBuffer(std::move(DataBuffer_)), Line(*DataBuffer, true, '#') {}
 123
 124   /// Read the header.
 125   std::error_code readHeader() override { return success(); }
 126   /// Read a single record.
 127   std::error_code readNextRecord(InstrProfRecord &Record) override;
 128 };
 129
 130 /// Reader for the raw instrprof binary format from runtime.
 131 ///
 132 /// This format is a raw memory dump of the instrumentation-baed profiling data
 133 /// from the runtime.  It has no index.
 134 ///
 135 /// Templated on the unsigned type whose size matches pointers on the platform
 136 /// that wrote the profile.
 137 template <class IntPtrT>
 138 class RawInstrProfReader : public InstrProfReader {
 139 private:
 140   /// The profile data file contents.
 141   std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer;
 142   /// The current set of counter values.
 143   std::vector<uint64_t> Counts;
 144   struct ProfileData {
 145     const uint32_t NameSize;
 146     const uint32_t NumCounters;
 147     const uint64_t FuncHash;
 148     const IntPtrT NamePtr;
 149     const IntPtrT CounterPtr;
 150   };
 151   struct RawHeader {
 152     const uint64_t Magic;
 153     const uint64_t Version;
 154     const uint64_t DataSize;
 155     const uint64_t CountersSize;
 156     const uint64_t NamesSize;
 157     const uint64_t CountersDelta;
 158     const uint64_t NamesDelta;
 159   };
 160
 161   bool ShouldSwapBytes;
 162   uint64_t CountersDelta;
 163   uint64_t NamesDelta;
 164   const ProfileData *Data;
 165   const ProfileData *DataEnd;
 166   const uint64_t *CountersStart;
 167   const char *NamesStart;
 168   const char *ProfileEnd;
 169
 170   RawInstrProfReader(const RawInstrProfReader &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 171   RawInstrProfReader &operator=(const RawInstrProfReader &)
 172     LLVM_DELETED_FUNCTION;
 173 public:
 174   RawInstrProfReader(std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer)
 175       : DataBuffer(std::move(DataBuffer)) { }
 176
 177   static bool hasFormat(const MemoryBuffer &DataBuffer);
 178   std::error_code readHeader() override;
 179   std::error_code readNextRecord(InstrProfRecord &Record) override;
 180
 181 private:
 182   std::error_code readNextHeader(const char *CurrentPos);
 183   std::error_code readHeader(const RawHeader &Header);
 184   template <class IntT>
 185   IntT swap(IntT Int) const {
 186     return ShouldSwapBytes ? sys::getSwappedBytes(Int) : Int;
 187   }
 188   const uint64_t *getCounter(IntPtrT CounterPtr) const {
 189     ptrdiff_t Offset = (swap(CounterPtr) - CountersDelta) / sizeof(uint64_t);
 190     return CountersStart + Offset;
 191   }
 192   const char *getName(IntPtrT NamePtr) const {
 193     ptrdiff_t Offset = (swap(NamePtr) - NamesDelta) / sizeof(char);
 194     return NamesStart + Offset;
 195   }
 196 };
 197
 198 typedef RawInstrProfReader<uint32_t> RawInstrProfReader32;
 199 typedef RawInstrProfReader<uint64_t> RawInstrProfReader64;
 200
 201 namespace IndexedInstrProf {
 202 enum class HashT : uint32_t;
 203 }
 204
 205 /// Trait for lookups into the on-disk hash table for the binary instrprof
 206 /// format.
 207 class InstrProfLookupTrait {
 208   std::vector<uint64_t> DataBuffer;
 209   IndexedInstrProf::HashT HashType;
 210 public:
 211   InstrProfLookupTrait(IndexedInstrProf::HashT HashType) : HashType(HashType) {}
 212
 213   struct data_type {
 214     data_type(StringRef Name, ArrayRef<uint64_t> Data)
 215         : Name(Name), Data(Data) {}
 216     StringRef Name;
 217     ArrayRef<uint64_t> Data;
 218   };
 219   typedef StringRef internal_key_type;
 220   typedef StringRef external_key_type;
 221   typedef uint64_t hash_value_type;
 222   typedef uint64_t offset_type;
 223
 224   static bool EqualKey(StringRef A, StringRef B) { return A == B; }
 225   static StringRef GetInternalKey(StringRef K) { return K; }
 226
 227   hash_value_type ComputeHash(StringRef K);
 228
 229   static std::pair<offset_type, offset_type>
 230   ReadKeyDataLength(const unsigned char *&D) {
 231     using namespace support;
 232     offset_type KeyLen = endian::readNext<offset_type, little, unaligned>(D);
 233     offset_type DataLen = endian::readNext<offset_type, little, unaligned>(D);
 234     return std::make_pair(KeyLen, DataLen);
 235   }
 236
 237   StringRef ReadKey(const unsigned char *D, offset_type N) {
 238     return StringRef((const char *)D, N);
 239   }
 240
 241   data_type ReadData(StringRef K, const unsigned char *D, offset_type N) {
 242     DataBuffer.clear();
 243     if (N % sizeof(uint64_t))
 244       // The data is corrupt, don't try to read it.
 245       return data_type("", DataBuffer);
 246
 247     using namespace support;
 248     // We just treat the data as opaque here. It's simpler to handle in
 249     // IndexedInstrProfReader.
 250     unsigned NumEntries = N / sizeof(uint64_t);
 251     DataBuffer.reserve(NumEntries);
 252     for (unsigned I = 0; I < NumEntries; ++I)
 253       DataBuffer.push_back(endian::readNext<uint64_t, little, unaligned>(D));
 254     return data_type(K, DataBuffer);
 255   }
 256 };
 257 typedef OnDiskIterableChainedHashTable<InstrProfLookupTrait>
 258     InstrProfReaderIndex;
 259
 260 /// Reader for the indexed binary instrprof format.
 261 class IndexedInstrProfReader : public InstrProfReader {
 262 private:
 263   /// The profile data file contents.
 264   std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer;
 265   /// The index into the profile data.
 266   std::unique_ptr<InstrProfReaderIndex> Index;
 267   /// Iterator over the profile data.
 268   InstrProfReaderIndex::data_iterator RecordIterator;
 269   /// Offset into our current data set.
 270   size_t CurrentOffset;
 271   /// The file format version of the profile data.
 272   uint64_t FormatVersion;
 273   /// The maximal execution count among all functions.
 274   uint64_t MaxFunctionCount;
 275
 276   IndexedInstrProfReader(const IndexedInstrProfReader &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 277   IndexedInstrProfReader &operator=(const IndexedInstrProfReader &)
 278     LLVM_DELETED_FUNCTION;
 279 public:
 280   IndexedInstrProfReader(std::unique_ptr<MemoryBuffer> DataBuffer)
 281       : DataBuffer(std::move(DataBuffer)), Index(nullptr), CurrentOffset(0) {}
 282
 283   /// Return true if the given buffer is in an indexed instrprof format.
 284   static bool hasFormat(const MemoryBuffer &DataBuffer);
 285
 286   /// Read the file header.
 287   std::error_code readHeader() override;
 288   /// Read a single record.
 289   std::error_code readNextRecord(InstrProfRecord &Record) override;
 290
 291   /// Fill Counts with the profile data for the given function name.
 292   std::error_code getFunctionCounts(StringRef FuncName, uint64_t FuncHash,
 293                                     std::vector<uint64_t> &Counts);
 294   /// Return the maximum of all known function counts.
 295   uint64_t getMaximumFunctionCount() { return MaxFunctionCount; }
 296
 297   /// Factory method to create an indexed reader.
 298   static std::error_code
 299   create(std::string Path, std::unique_ptr<IndexedInstrProfReader> &Result);
 300 };
 301
 302 } // end namespace llvm
 303
 304 #endif