lib/Transforms/Instrumentation/RSProfiling.cpp

   1 //===- RSProfiling.cpp - Various profiling using random sampling ----------===//
   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 // These passes implement a random sampling based profiling.  Different methods
  11 // of choosing when to sample are supported, as well as different types of
  12 // profiling.  This is done as two passes.  The first is a sequence of profiling
  13 // passes which insert profiling into the program, and remember what they
  14 // inserted.
  15 //
  16 // The second stage duplicates all instructions in a function, ignoring the
  17 // profiling code, then connects the two versions togeather at the entry and at
  18 // backedges.  At each connection point a choice is made as to whether to jump
  19 // to the profiled code (take a sample) or execute the unprofiled code.
  20 //
  21 // It is highly recommended that after this pass one runs mem2reg and adce
  22 // (instcombine load-vn gdce dse also are good to run afterwards)
  23 //
  24 // This design is intended to make the profiling passes independent of the RS
  25 // framework, but any profiling pass that implements the RSProfiling interface
  26 // is compatible with the rs framework (and thus can be sampled)
  27 //
  28 // TODO: obviously the block and function profiling are almost identical to the
  29 // existing ones, so they can be unified (esp since these passes are valid
  30 // without the rs framework).
  31 // TODO: Fix choice code so that frequency is not hard coded
  32 //
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34
  35 #include "llvm/Pass.h"
  36 #include "llvm/Module.h"
  37 #include "llvm/Instructions.h"
  38 #include "llvm/Constants.h"
  39 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  40 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  41 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  42 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  43 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  44 #include "llvm/Support/Debug.h"
  45 #include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
  46 #include "RSProfiling.h"
  47 #include <set>
  48 #include <map>
  49 #include <queue>
  50 #include <list>
  51 using namespace llvm;
  52
  53 namespace {
  54   enum RandomMeth {
  55     GBV, GBVO, HOSTCC
  56   };
  57
  58   cl::opt<RandomMeth> RandomMethod("profile-randomness",
  59       cl::desc("How to randomly choose to profile:"),
  60       cl::values(
  61                  clEnumValN(GBV, "global", "global counter"),
  62                  clEnumValN(GBVO, "ra_global",
  63                             "register allocated global counter"),
  64                  clEnumValN(HOSTCC, "rdcc", "cycle counter"),
  65                  clEnumValEnd));
  66
  67   /// NullProfilerRS - The basic profiler that does nothing.  It is the default
  68   /// profiler and thus terminates RSProfiler chains.  It is useful for
  69   /// measuring framework overhead
  70   class VISIBILITY_HIDDEN NullProfilerRS : public RSProfilers {
  71   public:
  72     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
  73     bool isProfiling(Value* v) {
  74       return false;
  75     }
  76     bool runOnModule(Module &M) {
  77       return false;
  78     }
  79     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  80       AU.setPreservesAll();
  81     }
  82   };
  83
  84   static RegisterAnalysisGroup<RSProfilers> A("Profiling passes");
  85   static RegisterPass<NullProfilerRS> NP("insert-null-profiling-rs",
  86                                          "Measure profiling framework overhead");
  87   static RegisterAnalysisGroup<RSProfilers, true> NPT(NP);
  88
  89   /// Chooser - Something that chooses when to make a sample of the profiled code
  90   class VISIBILITY_HIDDEN Chooser {
  91   public:
  92     /// ProcessChoicePoint - is called for each basic block inserted to choose
  93     /// between normal and sample code
  94     virtual void ProcessChoicePoint(BasicBlock*) = 0;
  95     /// PrepFunction - is called once per function before other work is done.
  96     /// This gives the opertunity to insert new allocas and such.
  97     virtual void PrepFunction(Function*) = 0;
  98     virtual ~Chooser() {}
  99   };
 100
 101   //Things that implement sampling policies
 102   //A global value that is read-mod-stored to choose when to sample.
 103   //A sample is taken when the global counter hits 0
 104   class VISIBILITY_HIDDEN GlobalRandomCounter : public Chooser {
 105     GlobalVariable* Counter;
 106     Value* ResetValue;
 107     const Type* T;
 108   public:
 109     GlobalRandomCounter(Module& M, const Type* t, uint64_t resetval);
 110     virtual ~GlobalRandomCounter();
 111     virtual void PrepFunction(Function* F);
 112     virtual void ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb);
 113   };
 114
 115   //Same is GRC, but allow register allocation of the global counter
 116   class VISIBILITY_HIDDEN GlobalRandomCounterOpt : public Chooser {
 117     GlobalVariable* Counter;
 118     Value* ResetValue;
 119     AllocaInst* AI;
 120     const Type* T;
 121   public:
 122     GlobalRandomCounterOpt(Module& M, const Type* t, uint64_t resetval);
 123     virtual ~GlobalRandomCounterOpt();
 124     virtual void PrepFunction(Function* F);
 125     virtual void ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb);
 126   };
 127
 128   //Use the cycle counter intrinsic as a source of pseudo randomness when
 129   //deciding when to sample.
 130   class VISIBILITY_HIDDEN CycleCounter : public Chooser {
 131     uint64_t rm;
 132     Constant *F;
 133   public:
 134     CycleCounter(Module& m, uint64_t resetmask);
 135     virtual ~CycleCounter();
 136     virtual void PrepFunction(Function* F);
 137     virtual void ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb);
 138   };
 139
 140   /// ProfilerRS - Insert the random sampling framework
 141   struct VISIBILITY_HIDDEN ProfilerRS : public FunctionPass {
 142     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 143     ProfilerRS() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
 144
 145     std::map<Value*, Value*> TransCache;
 146     std::set<BasicBlock*> ChoicePoints;
 147     Chooser* c;
 148
 149     //Translate and duplicate values for the new profile free version of stuff
 150     Value* Translate(Value* v);
 151     //Duplicate an entire function (with out profiling)
 152     void Duplicate(Function& F, RSProfilers& LI);
 153     //Called once for each backedge, handle the insertion of choice points and
 154     //the interconection of the two versions of the code
 155     void ProcessBackEdge(BasicBlock* src, BasicBlock* dst, Function& F);
 156     bool runOnFunction(Function& F);
 157     bool doInitialization(Module &M);
 158     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 159   };
 160
 161   RegisterPass<ProfilerRS> X("insert-rs-profiling-framework",
 162                              "Insert random sampling instrumentation framework");
 163 }
 164
 165 char RSProfilers::ID = 0;
 166 char NullProfilerRS::ID = 0;
 167 char ProfilerRS::ID = 0;
 168
 169 //Local utilities
 170 static void ReplacePhiPred(BasicBlock* btarget,
 171                            BasicBlock* bold, BasicBlock* bnew);
 172
 173 static void CollapsePhi(BasicBlock* btarget, BasicBlock* bsrc);
 174
 175 template<class T>
 176 static void recBackEdge(BasicBlock* bb, T& BackEdges,
 177                         std::map<BasicBlock*, int>& color,
 178                         std::map<BasicBlock*, int>& depth,
 179                         std::map<BasicBlock*, int>& finish,
 180                         int& time);
 181
 182 //find the back edges and where they go to
 183 template<class T>
 184 static void getBackEdges(Function& F, T& BackEdges);
 185
 186
 187 ///////////////////////////////////////
 188 // Methods of choosing when to profile
 189 ///////////////////////////////////////
 190
 191 GlobalRandomCounter::GlobalRandomCounter(Module& M, const Type* t,
 192                                          uint64_t resetval) : T(t) {
 193   ConstantInt* Init = ConstantInt::get(T, resetval);
 194   ResetValue = Init;
 195   Counter = new GlobalVariable(T, false, GlobalValue::InternalLinkage,
 196                                Init, "RandomSteeringCounter", &M);
 197 }
 198
 199 GlobalRandomCounter::~GlobalRandomCounter() {}
 200
 201 void GlobalRandomCounter::PrepFunction(Function* F) {}
 202
 203 void GlobalRandomCounter::ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb) {
 204   BranchInst* t = cast<BranchInst>(bb->getTerminator());
 205
 206   //decrement counter
 207   LoadInst* l = new LoadInst(Counter, "counter", t);
 208
 209   ICmpInst* s = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, l, ConstantInt::get(T, 0),
 210                              "countercc", t);
 211
 212   Value* nv = BinaryOperator::createSub(l, ConstantInt::get(T, 1),
 213                                         "counternew", t);
 214   new StoreInst(nv, Counter, t);
 215   t->setCondition(s);
 216
 217   //reset counter
 218   BasicBlock* oldnext = t->getSuccessor(0);
 219   BasicBlock* resetblock = new BasicBlock("reset", oldnext->getParent(),
 220                                           oldnext);
 221   TerminatorInst* t2 = new BranchInst(oldnext, resetblock);
 222   t->setSuccessor(0, resetblock);
 223   new StoreInst(ResetValue, Counter, t2);
 224   ReplacePhiPred(oldnext, bb, resetblock);
 225 }
 226
 227 GlobalRandomCounterOpt::GlobalRandomCounterOpt(Module& M, const Type* t,
 228                                                uint64_t resetval)
 229   : AI(0), T(t) {
 230   ConstantInt* Init = ConstantInt::get(T, resetval);
 231   ResetValue  = Init;
 232   Counter = new GlobalVariable(T, false, GlobalValue::InternalLinkage,
 233                                Init, "RandomSteeringCounter", &M);
 234 }
 235
 236 GlobalRandomCounterOpt::~GlobalRandomCounterOpt() {}
 237
 238 void GlobalRandomCounterOpt::PrepFunction(Function* F) {
 239   //make a local temporary to cache the global
 240   BasicBlock& bb = F->getEntryBlock();
 241   BasicBlock::iterator InsertPt = bb.begin();
 242   AI = new AllocaInst(T, 0, "localcounter", InsertPt);
 243   LoadInst* l = new LoadInst(Counter, "counterload", InsertPt);
 244   new StoreInst(l, AI, InsertPt);
 245
 246   //modify all functions and return values to restore the local variable to/from
 247   //the global variable
 248   for(Function::iterator fib = F->begin(), fie = F->end();
 249       fib != fie; ++fib)
 250     for(BasicBlock::iterator bib = fib->begin(), bie = fib->end();
 251         bib != bie; ++bib)
 252       if (isa<CallInst>(bib)) {
 253         LoadInst* l = new LoadInst(AI, "counter", bib);
 254         new StoreInst(l, Counter, bib);
 255         l = new LoadInst(Counter, "counter", ++bib);
 256         new StoreInst(l, AI, bib--);
 257       } else if (isa<InvokeInst>(bib)) {
 258         LoadInst* l = new LoadInst(AI, "counter", bib);
 259         new StoreInst(l, Counter, bib);
 260
 261         BasicBlock* bb = cast<InvokeInst>(bib)->getNormalDest();
 262         BasicBlock::iterator i = bb->begin();
 263         while (isa<PHINode>(i))
 264           ++i;
 265         l = new LoadInst(Counter, "counter", i);
 266
 267         bb = cast<InvokeInst>(bib)->getUnwindDest();
 268         i = bb->begin();
 269         while (isa<PHINode>(i)) ++i;
 270         l = new LoadInst(Counter, "counter", i);
 271         new StoreInst(l, AI, i);
 272       } else if (isa<UnwindInst>(&*bib) || isa<ReturnInst>(&*bib)) {
 273         LoadInst* l = new LoadInst(AI, "counter", bib);
 274         new StoreInst(l, Counter, bib);
 275       }
 276 }
 277
 278 void GlobalRandomCounterOpt::ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb) {
 279   BranchInst* t = cast<BranchInst>(bb->getTerminator());
 280
 281   //decrement counter
 282   LoadInst* l = new LoadInst(AI, "counter", t);
 283
 284   ICmpInst* s = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, l, ConstantInt::get(T, 0),
 285                              "countercc", t);
 286
 287   Value* nv = BinaryOperator::createSub(l, ConstantInt::get(T, 1),
 288                                         "counternew", t);
 289   new StoreInst(nv, AI, t);
 290   t->setCondition(s);
 291
 292   //reset counter
 293   BasicBlock* oldnext = t->getSuccessor(0);
 294   BasicBlock* resetblock = new BasicBlock("reset", oldnext->getParent(),
 295                                           oldnext);
 296   TerminatorInst* t2 = new BranchInst(oldnext, resetblock);
 297   t->setSuccessor(0, resetblock);
 298   new StoreInst(ResetValue, AI, t2);
 299   ReplacePhiPred(oldnext, bb, resetblock);
 300 }
 301
 302
 303 CycleCounter::CycleCounter(Module& m, uint64_t resetmask) : rm(resetmask) {
 304   F = m.getOrInsertFunction("llvm.readcyclecounter", Type::Int64Ty, NULL);
 305 }
 306
 307 CycleCounter::~CycleCounter() {}
 308
 309 void CycleCounter::PrepFunction(Function* F) {}
 310
 311 void CycleCounter::ProcessChoicePoint(BasicBlock* bb) {
 312   BranchInst* t = cast<BranchInst>(bb->getTerminator());
 313
 314   CallInst* c = new CallInst(F, "rdcc", t);
 315   BinaryOperator* b =
 316     BinaryOperator::createAnd(c, ConstantInt::get(Type::Int64Ty, rm),
 317                               "mrdcc", t);
 318
 319   ICmpInst *s = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, b,
 320                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0),
 321                              "mrdccc", t);
 322
 323   t->setCondition(s);
 324 }
 325
 326 ///////////////////////////////////////
 327 // Profiling:
 328 ///////////////////////////////////////
 329 bool RSProfilers_std::isProfiling(Value* v) {
 330   if (profcode.find(v) != profcode.end())
 331     return true;
 332   //else
 333   RSProfilers& LI = getAnalysis<RSProfilers>();
 334   return LI.isProfiling(v);
 335 }
 336
 337 void RSProfilers_std::IncrementCounterInBlock(BasicBlock *BB, unsigned CounterNum,
 338                                           GlobalValue *CounterArray) {
 339   // Insert the increment after any alloca or PHI instructions...
 340   BasicBlock::iterator InsertPos = BB->begin();
 341   while (isa<AllocaInst>(InsertPos) || isa<PHINode>(InsertPos))
 342     ++InsertPos;
 343
 344   // Create the getelementptr constant expression
 345   std::vector<Constant*> Indices(2);
 346   Indices[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
 347   Indices[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, CounterNum);
 348   Constant *ElementPtr = ConstantExpr::getGetElementPtr(CounterArray,
 349                                                         &Indices[0], 2);
 350
 351   // Load, increment and store the value back.
 352   Value *OldVal = new LoadInst(ElementPtr, "OldCounter", InsertPos);
 353   profcode.insert(OldVal);
 354   Value *NewVal = BinaryOperator::createAdd(OldVal,
 355                                             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1),
 356                                             "NewCounter", InsertPos);
 357   profcode.insert(NewVal);
 358   profcode.insert(new StoreInst(NewVal, ElementPtr, InsertPos));
 359 }
 360
 361 void RSProfilers_std::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 362   //grab any outstanding profiler, or get the null one
 363   AU.addRequired<RSProfilers>();
 364 }
 365
 366 ///////////////////////////////////////
 367 // RS Framework
 368 ///////////////////////////////////////
 369
 370 Value* ProfilerRS::Translate(Value* v) {
 371   if(TransCache[v])
 372     return TransCache[v];
 373
 374   if (BasicBlock* bb = dyn_cast<BasicBlock>(v)) {
 375     if (bb == &bb->getParent()->getEntryBlock())
 376       TransCache[bb] = bb; //don't translate entry block
 377     else
 378       TransCache[bb] = new BasicBlock("dup_" + bb->getName(), bb->getParent(),
 379                                       NULL);
 380     return TransCache[bb];
 381   } else if (Instruction* i = dyn_cast<Instruction>(v)) {
 382     //we have already translated this
 383     //do not translate entry block allocas
 384     if(&i->getParent()->getParent()->getEntryBlock() == i->getParent()) {
 385       TransCache[i] = i;
 386       return i;
 387     } else {
 388       //translate this
 389       Instruction* i2 = i->clone();
 390       if (i->hasName())
 391         i2->setName("dup_" + i->getName());
 392       TransCache[i] = i2;
 393       //NumNewInst++;
 394       for (unsigned x = 0; x < i2->getNumOperands(); ++x)
 395         i2->setOperand(x, Translate(i2->getOperand(x)));
 396       return i2;
 397     }
 398   } else if (isa<Function>(v) || isa<Constant>(v) || isa<Argument>(v)) {
 399     TransCache[v] = v;
 400     return v;
 401   }
 402   assert(0 && "Value not handled");
 403   return 0;
 404 }
 405
 406 void ProfilerRS::Duplicate(Function& F, RSProfilers& LI)
 407 {
 408   //perform a breadth first search, building up a duplicate of the code
 409   std::queue<BasicBlock*> worklist;
 410   std::set<BasicBlock*> seen;
 411
 412   //This loop ensures proper BB order, to help performance
 413   for (Function::iterator fib = F.begin(), fie = F.end(); fib != fie; ++fib)
 414     worklist.push(fib);
 415   while (!worklist.empty()) {
 416     Translate(worklist.front());
 417     worklist.pop();
 418   }
 419
 420   //remember than reg2mem created a new entry block we don't want to duplicate
 421   worklist.push(F.getEntryBlock().getTerminator()->getSuccessor(0));
 422   seen.insert(&F.getEntryBlock());
 423
 424   while (!worklist.empty()) {
 425     BasicBlock* bb = worklist.front();
 426     worklist.pop();
 427     if(seen.find(bb) == seen.end()) {
 428       BasicBlock* bbtarget = cast<BasicBlock>(Translate(bb));
 429       BasicBlock::InstListType& instlist = bbtarget->getInstList();
 430       for (BasicBlock::iterator iib = bb->begin(), iie = bb->end();
 431            iib != iie; ++iib) {
 432         //NumOldInst++;
 433         if (!LI.isProfiling(&*iib)) {
 434           Instruction* i = cast<Instruction>(Translate(iib));
 435           instlist.insert(bbtarget->end(), i);
 436         }
 437       }
 438       //updated search state;
 439       seen.insert(bb);
 440       TerminatorInst* ti = bb->getTerminator();
 441       for (unsigned x = 0; x < ti->getNumSuccessors(); ++x) {
 442         BasicBlock* bbs = ti->getSuccessor(x);
 443         if (seen.find(bbs) == seen.end()) {
 444           worklist.push(bbs);
 445         }
 446       }
 447     }
 448   }
 449 }
 450
 451 void ProfilerRS::ProcessBackEdge(BasicBlock* src, BasicBlock* dst, Function& F) {
 452   //given a backedge from B -> A, and translations A' and B',
 453   //a: insert C and C'
 454   //b: add branches in C to A and A' and in C' to A and A'
 455   //c: mod terminators@B, replace A with C
 456   //d: mod terminators@B', replace A' with C'
 457   //e: mod phis@A for pred B to be pred C
 458   //       if multiple entries, simplify to one
 459   //f: mod phis@A' for pred B' to be pred C'
 460   //       if multiple entries, simplify to one
 461   //g: for all phis@A with pred C using x
 462   //       add in edge from C' using x'
 463   //       add in edge from C using x in A'
 464
 465   //a:
 466   Function::iterator BBN = src; ++BBN;
 467   BasicBlock* bbC = new BasicBlock("choice", &F, BBN);
 468   //ChoicePoints.insert(bbC);
 469   BBN = cast<BasicBlock>(Translate(src));
 470   BasicBlock* bbCp = new BasicBlock("choice", &F, ++BBN);
 471   ChoicePoints.insert(bbCp);
 472
 473   //b:
 474   new BranchInst(cast<BasicBlock>(Translate(dst)), bbC);
 475   new BranchInst(dst, cast<BasicBlock>(Translate(dst)),
 476                  ConstantInt::get(Type::Int1Ty, true), bbCp);
 477   //c:
 478   {
 479     TerminatorInst* iB = src->getTerminator();
 480     for (unsigned x = 0; x < iB->getNumSuccessors(); ++x)
 481       if (iB->getSuccessor(x) == dst)
 482         iB->setSuccessor(x, bbC);
 483   }
 484   //d:
 485   {
 486     TerminatorInst* iBp = cast<TerminatorInst>(Translate(src->getTerminator()));
 487     for (unsigned x = 0; x < iBp->getNumSuccessors(); ++x)
 488       if (iBp->getSuccessor(x) == cast<BasicBlock>(Translate(dst)))
 489         iBp->setSuccessor(x, bbCp);
 490   }
 491   //e:
 492   ReplacePhiPred(dst, src, bbC);
 493   //src could be a switch, in which case we are replacing several edges with one
 494   //thus collapse those edges int the Phi
 495   CollapsePhi(dst, bbC);
 496   //f:
 497   ReplacePhiPred(cast<BasicBlock>(Translate(dst)),
 498                  cast<BasicBlock>(Translate(src)),bbCp);
 499   CollapsePhi(cast<BasicBlock>(Translate(dst)), bbCp);
 500   //g:
 501   for(BasicBlock::iterator ib = dst->begin(), ie = dst->end(); ib != ie;
 502       ++ib)
 503     if (PHINode* phi = dyn_cast<PHINode>(&*ib)) {
 504       for(unsigned x = 0; x < phi->getNumIncomingValues(); ++x)
 505         if(bbC == phi->getIncomingBlock(x)) {
 506           phi->addIncoming(Translate(phi->getIncomingValue(x)), bbCp);
 507           cast<PHINode>(Translate(phi))->addIncoming(phi->getIncomingValue(x),
 508                                                      bbC);
 509         }
 510       phi->removeIncomingValue(bbC);
 511     }
 512 }
 513
 514 bool ProfilerRS::runOnFunction(Function& F) {
 515   if (!F.isDeclaration()) {
 516     std::set<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*> > BackEdges;
 517     RSProfilers& LI = getAnalysis<RSProfilers>();
 518
 519     getBackEdges(F, BackEdges);
 520     Duplicate(F, LI);
 521     //assume that stuff worked.  now connect the duplicated basic blocks
 522     //with the originals in such a way as to preserve ssa.  yuk!
 523     for (std::set<std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*> >::iterator
 524            ib = BackEdges.begin(), ie = BackEdges.end(); ib != ie; ++ib)
 525       ProcessBackEdge(ib->first, ib->second, F);
 526
 527     //oh, and add the edge from the reg2mem created entry node to the
 528     //duplicated second node
 529     TerminatorInst* T = F.getEntryBlock().getTerminator();
 530     ReplaceInstWithInst(T, new BranchInst(T->getSuccessor(0),
 531                                           cast<BasicBlock>(
 532                                             Translate(T->getSuccessor(0))),
 533                                           ConstantInt::get(Type::Int1Ty, true)));
 534
 535     //do whatever is needed now that the function is duplicated
 536     c->PrepFunction(&F);
 537
 538     //add entry node to choice points
 539     ChoicePoints.insert(&F.getEntryBlock());
 540
 541     for (std::set<BasicBlock*>::iterator
 542            ii = ChoicePoints.begin(), ie = ChoicePoints.end(); ii != ie; ++ii)
 543       c->ProcessChoicePoint(*ii);
 544
 545     ChoicePoints.clear();
 546     TransCache.clear();
 547
 548     return true;
 549   }
 550   return false;
 551 }
 552
 553 bool ProfilerRS::doInitialization(Module &M) {
 554   switch (RandomMethod) {
 555   case GBV:
 556     c = new GlobalRandomCounter(M, Type::Int32Ty, (1 << 14) - 1);
 557     break;
 558   case GBVO:
 559     c = new GlobalRandomCounterOpt(M, Type::Int32Ty, (1 << 14) - 1);
 560     break;
 561   case HOSTCC:
 562     c = new CycleCounter(M, (1 << 14) - 1);
 563     break;
 564   };
 565   return true;
 566 }
 567
 568 void ProfilerRS::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 569   AU.addRequired<RSProfilers>();
 570   AU.addRequiredID(DemoteRegisterToMemoryID);
 571 }
 572
 573 ///////////////////////////////////////
 574 // Utilities:
 575 ///////////////////////////////////////
 576 static void ReplacePhiPred(BasicBlock* btarget,
 577                            BasicBlock* bold, BasicBlock* bnew) {
 578   for(BasicBlock::iterator ib = btarget->begin(), ie = btarget->end();
 579       ib != ie; ++ib)
 580     if (PHINode* phi = dyn_cast<PHINode>(&*ib)) {
 581       for(unsigned x = 0; x < phi->getNumIncomingValues(); ++x)
 582         if(bold == phi->getIncomingBlock(x))
 583           phi->setIncomingBlock(x, bnew);
 584     }
 585 }
 586
 587 static void CollapsePhi(BasicBlock* btarget, BasicBlock* bsrc) {
 588   for(BasicBlock::iterator ib = btarget->begin(), ie = btarget->end();
 589       ib != ie; ++ib)
 590     if (PHINode* phi = dyn_cast<PHINode>(&*ib)) {
 591       std::map<BasicBlock*, Value*> counter;
 592       for(unsigned i = 0; i < phi->getNumIncomingValues(); ) {
 593         if (counter[phi->getIncomingBlock(i)]) {
 594           assert(phi->getIncomingValue(i) == counter[phi->getIncomingBlock(i)]);
 595           phi->removeIncomingValue(i, false);
 596         } else {
 597           counter[phi->getIncomingBlock(i)] = phi->getIncomingValue(i);
 598           ++i;
 599         }
 600       }
 601     }
 602 }
 603
 604 template<class T>
 605 static void recBackEdge(BasicBlock* bb, T& BackEdges,
 606                         std::map<BasicBlock*, int>& color,
 607                         std::map<BasicBlock*, int>& depth,
 608                         std::map<BasicBlock*, int>& finish,
 609                         int& time)
 610 {
 611   color[bb] = 1;
 612   ++time;
 613   depth[bb] = time;
 614   TerminatorInst* t= bb->getTerminator();
 615   for(unsigned i = 0; i < t->getNumSuccessors(); ++i) {
 616     BasicBlock* bbnew = t->getSuccessor(i);
 617     if (color[bbnew] == 0)
 618       recBackEdge(bbnew, BackEdges, color, depth, finish, time);
 619     else if (color[bbnew] == 1) {
 620       BackEdges.insert(std::make_pair(bb, bbnew));
 621       //NumBackEdges++;
 622     }
 623   }
 624   color[bb] = 2;
 625   ++time;
 626   finish[bb] = time;
 627 }
 628
 629
 630
 631 //find the back edges and where they go to
 632 template<class T>
 633 static void getBackEdges(Function& F, T& BackEdges) {
 634   std::map<BasicBlock*, int> color;
 635   std::map<BasicBlock*, int> depth;
 636   std::map<BasicBlock*, int> finish;
 637   int time = 0;
 638   recBackEdge(&F.getEntryBlock(), BackEdges, color, depth, finish, time);
 639   DOUT << F.getName() << " " << BackEdges.size() << "\n";
 640 }
 641
 642
 643 //Creation functions
 644 ModulePass* llvm::createNullProfilerRSPass() {
 645   return new NullProfilerRS();
 646 }
 647
 648 FunctionPass* llvm::createRSProfilingPass() {
 649   return new ProfilerRS();
 650 }