[Support] Change SaturatingAdd()/SaturatingMultiply() to use pointer for returning...
[oota-llvm.git] / include / llvm / ProfileData / InstrProf.h
index 668e6d3663d23358d4d4ffb9e44b6a5a86619781..2730cc167f7dfa248dd077d2a3251d2e6a3e8d8a 100644 (file)
 #ifndef LLVM_PROFILEDATA_INSTRPROF_H_
 #define LLVM_PROFILEDATA_INSTRPROF_H_
 
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/StringRef.h"
 #include "llvm/ADT/StringSet.h"
+#include "llvm/IR/GlobalValue.h"
+#include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+#include "llvm/Support/Endian.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/ErrorOr.h"
+#include "llvm/Support/MD5.h"
 #include <cstdint>
 #include <list>
 #include <system_error>
 #include <vector>
 
+#define INSTR_PROF_INDEX_VERSION 3
 namespace llvm {
+
+class Function;
+class GlobalVariable;
+class Module;
+
+/// Return the name of data section containing profile counter variables.
+inline StringRef getInstrProfCountersSectionName(bool AddSegment) {
+  return AddSegment ? "__DATA," INSTR_PROF_CNTS_SECT_NAME_STR
+                    : INSTR_PROF_CNTS_SECT_NAME_STR;
+}
+
+/// Return the name of data section containing names of instrumented
+/// functions.
+inline StringRef getInstrProfNameSectionName(bool AddSegment) {
+  return AddSegment ? "__DATA," INSTR_PROF_NAME_SECT_NAME_STR
+                    : INSTR_PROF_NAME_SECT_NAME_STR;
+}
+
+/// Return the name of the data section containing per-function control
+/// data.
+inline StringRef getInstrProfDataSectionName(bool AddSegment) {
+  return AddSegment ? "__DATA," INSTR_PROF_DATA_SECT_NAME_STR
+                    : INSTR_PROF_DATA_SECT_NAME_STR;
+}
+
+/// Return the name profile runtime entry point to do value profiling
+/// for a given site.
+inline StringRef getInstrProfValueProfFuncName() {
+  return INSTR_PROF_VALUE_PROF_FUNC_STR;
+}
+
+/// Return the name of the section containing function coverage mapping
+/// data.
+inline StringRef getInstrProfCoverageSectionName(bool AddSegment) {
+  return AddSegment ? "__DATA,__llvm_covmap" : "__llvm_covmap";
+}
+
+/// Return the name prefix of variables containing instrumented function names.
+inline StringRef getInstrProfNameVarPrefix() { return "__llvm_profile_name_"; }
+
+/// Return the name prefix of variables containing per-function control data.
+inline StringRef getInstrProfDataVarPrefix() { return "__llvm_profile_data_"; }
+
+/// Return the name prefix of profile counter variables.
+inline StringRef getInstrProfCountersVarPrefix() {
+  return "__llvm_profile_counters_";
+}
+
+/// Return the name prefix of the COMDAT group for instrumentation variables
+/// associated with a COMDAT function.
+inline StringRef getInstrProfComdatPrefix() { return "__llvm_profile_vars_"; }
+
+/// Return the name of a covarage mapping variable (internal linkage)
+/// for each instrumented source module. Such variables are allocated
+/// in the __llvm_covmap section.
+inline StringRef getCoverageMappingVarName() {
+  return "__llvm_coverage_mapping";
+}
+
+/// Return the name of function that registers all the per-function control
+/// data at program startup time by calling __llvm_register_function. This
+/// function has internal linkage and is called by  __llvm_profile_init
+/// runtime method. This function is not generated for these platforms:
+/// Darwin, Linux, and FreeBSD.
+inline StringRef getInstrProfRegFuncsName() {
+  return "__llvm_profile_register_functions";
+}
+
+/// Return the name of the runtime interface that registers per-function control
+/// data for one instrumented function.
+inline StringRef getInstrProfRegFuncName() {
+  return "__llvm_profile_register_function";
+}
+
+/// Return the name of the runtime initialization method that is generated by
+/// the compiler. The function calls __llvm_profile_register_functions and
+/// __llvm_profile_override_default_filename functions if needed. This function
+/// has internal linkage and invoked at startup time via init_array.
+inline StringRef getInstrProfInitFuncName() { return "__llvm_profile_init"; }
+
+/// Return the name of the hook variable defined in profile runtime library.
+/// A reference to the variable causes the linker to link in the runtime
+/// initialization module (which defines the hook variable).
+inline StringRef getInstrProfRuntimeHookVarName() {
+  return "__llvm_profile_runtime";
+}
+
+/// Return the name of the compiler generated function that references the
+/// runtime hook variable. The function is a weak global.
+inline StringRef getInstrProfRuntimeHookVarUseFuncName() {
+  return "__llvm_profile_runtime_user";
+}
+
+/// Return the name of the profile runtime interface that overrides the default
+/// profile data file name.
+inline StringRef getInstrProfFileOverriderFuncName() {
+  return "__llvm_profile_override_default_filename";
+}
+
+/// Return the modified name for function \c F suitable to be
+/// used the key for profile lookup.
+std::string getPGOFuncName(const Function &F,
+                           uint64_t Version = INSTR_PROF_INDEX_VERSION);
+
+/// Return the modified name for a function suitable to be
+/// used the key for profile lookup. The function's original
+/// name is \c RawFuncName and has linkage of type \c Linkage.
+/// The function is defined in module \c FileName.
+std::string getPGOFuncName(StringRef RawFuncName,
+                           GlobalValue::LinkageTypes Linkage,
+                           StringRef FileName,
+                           uint64_t Version = INSTR_PROF_INDEX_VERSION);
+
+/// Create and return the global variable for function name used in PGO
+/// instrumentation. \c FuncName is the name of the function returned
+/// by \c getPGOFuncName call.
+GlobalVariable *createPGOFuncNameVar(Function &F, StringRef FuncName);
+
+/// Create and return the global variable for function name used in PGO
+/// instrumentation.  /// \c FuncName is the name of the function
+/// returned by \c getPGOFuncName call, \c M is the owning module,
+/// and \c Linkage is the linkage of the instrumented function.
+GlobalVariable *createPGOFuncNameVar(Module &M,
+                                     GlobalValue::LinkageTypes Linkage,
+                                     StringRef FuncName);
+
 const std::error_category &instrprof_category();
 
 enum class instrprof_error {
   success = 0,
   eof,
+  unrecognized_format,
   bad_magic,
   bad_header,
   unsupported_version,
@@ -48,10 +183,8 @@ inline std::error_code make_error_code(instrprof_error E) {
 }
 
 enum InstrProfValueKind : uint32_t {
-  IPVK_IndirectCallTarget = 0,
-
-  IPVK_First = IPVK_IndirectCallTarget,
-  IPVK_Last = IPVK_IndirectCallTarget
+#define VALUE_PROF_KIND(Enumerator, Value) Enumerator = Value,
+#include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
 };
 
 struct InstrProfStringTable {
@@ -71,18 +204,20 @@ struct InstrProfStringTable {
 };
 
 struct InstrProfValueSiteRecord {
-  /// Typedef for a single TargetValue-NumTaken pair.
-  typedef std::pair<uint64_t, uint64_t> ValueDataPair;
   /// Value profiling data pairs at a given value site.
-  std::list<ValueDataPair> ValueData;
+  std::list<InstrProfValueData> ValueData;
 
   InstrProfValueSiteRecord() { ValueData.clear(); }
+  template <class InputIterator>
+  InstrProfValueSiteRecord(InputIterator F, InputIterator L)
+      : ValueData(F, L) {}
 
-  /// Sort ValueData ascending by TargetValue
+  /// Sort ValueData ascending by Value
   void sortByTargetValues() {
-    ValueData.sort([](const ValueDataPair &left, const ValueDataPair &right) {
-      return left.first < right.first;
-    });
+    ValueData.sort(
+        [](const InstrProfValueData &left, const InstrProfValueData &right) {
+          return left.Value < right.Value;
+        });
   }
 
   /// Merge data from another InstrProfValueSiteRecord
@@ -93,10 +228,10 @@ struct InstrProfValueSiteRecord {
     auto IE = ValueData.end();
     for (auto J = Input.ValueData.begin(), JE = Input.ValueData.end(); J != JE;
          ++J) {
-      while (I != IE && I->first < J->first)
+      while (I != IE && I->Value < J->Value)
         ++I;
-      if (I != IE && I->first == J->first) {
-        I->second += J->second;
+      if (I != IE && I->Value == J->Value) {
+        I->Count = SaturatingAdd(I->Count, J->Count);
         ++I;
         continue;
       }
@@ -113,15 +248,58 @@ struct InstrProfRecord {
   StringRef Name;
   uint64_t Hash;
   std::vector<uint64_t> Counts;
-  std::vector<InstrProfValueSiteRecord> IndirectCallSites;
 
+  typedef std::vector<std::pair<uint64_t, const char *>> ValueMapType;
+
+  /// Return the number of value profile kinds with non-zero number
+  /// of profile sites.
+  inline uint32_t getNumValueKinds() const;
+  /// Return the number of instrumented sites for ValueKind.
+  inline uint32_t getNumValueSites(uint32_t ValueKind) const;
+  /// Return the total number of ValueData for ValueKind.
+  inline uint32_t getNumValueData(uint32_t ValueKind) const;
+  /// Return the number of value data collected for ValueKind at profiling
+  /// site: Site.
+  inline uint32_t getNumValueDataForSite(uint32_t ValueKind,
+                                         uint32_t Site) const;
+  /// Return the array of profiled values at \p Site.
+  inline std::unique_ptr<InstrProfValueData[]>
+  getValueForSite(uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+                  uint64_t (*ValueMapper)(uint32_t, uint64_t) = 0) const;
+  inline void
+  getValueForSite(InstrProfValueData Dest[], uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+                  uint64_t (*ValueMapper)(uint32_t, uint64_t) = 0) const;
+  /// Reserve space for NumValueSites sites.
+  inline void reserveSites(uint32_t ValueKind, uint32_t NumValueSites);
+  /// Add ValueData for ValueKind at value Site.
+  inline void addValueData(uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+                           InstrProfValueData *VData, uint32_t N,
+                           ValueMapType *HashKeys);
+
+  /// Merge the counts in \p Other into this one.
+  inline instrprof_error merge(InstrProfRecord &Other);
+
+  /// Used by InstrProfWriter: update the value strings to commoned strings in
+  /// the writer instance.
+  inline void updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab);
+
+  /// Clear value data entries
+  inline void clearValueData() {
+    for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind)
+      getValueSitesForKind(Kind).clear();
+  }
+
+private:
+  std::vector<InstrProfValueSiteRecord> IndirectCallSites;
   const std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &
   getValueSitesForKind(uint32_t ValueKind) const {
     switch (ValueKind) {
     case IPVK_IndirectCallTarget:
       return IndirectCallSites;
+    default:
+      llvm_unreachable("Unknown value kind!");
     }
-    llvm_unreachable("Unknown value kind!");
+    return IndirectCallSites;
   }
 
   std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &
@@ -130,8 +308,273 @@ struct InstrProfRecord {
         const_cast<const InstrProfRecord *>(this)
             ->getValueSitesForKind(ValueKind));
   }
+
+  // Map indirect call target name hash to name string.
+  uint64_t remapValue(uint64_t Value, uint32_t ValueKind,
+                      ValueMapType *HashKeys) {
+    if (!HashKeys)
+      return Value;
+    switch (ValueKind) {
+    case IPVK_IndirectCallTarget: {
+      auto Result =
+          std::lower_bound(HashKeys->begin(), HashKeys->end(), Value,
+                           [](const std::pair<uint64_t, const char *> &LHS,
+                              uint64_t RHS) { return LHS.first < RHS; });
+      if (Result != HashKeys->end())
+        Value = (uint64_t)Result->second;
+      break;
+    }
+    }
+    return Value;
+  }
+
+  // Merge Value Profile data from Src record to this record for ValueKind.
+  instrprof_error mergeValueProfData(uint32_t ValueKind, InstrProfRecord &Src) {
+    uint32_t ThisNumValueSites = getNumValueSites(ValueKind);
+    uint32_t OtherNumValueSites = Src.getNumValueSites(ValueKind);
+    if (ThisNumValueSites != OtherNumValueSites)
+      return instrprof_error::value_site_count_mismatch;
+    std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &ThisSiteRecords =
+        getValueSitesForKind(ValueKind);
+    std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &OtherSiteRecords =
+        Src.getValueSitesForKind(ValueKind);
+    for (uint32_t I = 0; I < ThisNumValueSites; I++)
+      ThisSiteRecords[I].mergeValueData(OtherSiteRecords[I]);
+    return instrprof_error::success;
+  }
 };
 
+uint32_t InstrProfRecord::getNumValueKinds() const {
+  uint32_t NumValueKinds = 0;
+  for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind)
+    NumValueKinds += !(getValueSitesForKind(Kind).empty());
+  return NumValueKinds;
+}
+
+uint32_t InstrProfRecord::getNumValueData(uint32_t ValueKind) const {
+  uint32_t N = 0;
+  const std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &SiteRecords =
+      getValueSitesForKind(ValueKind);
+  for (auto &SR : SiteRecords) {
+    N += SR.ValueData.size();
+  }
+  return N;
+}
+
+uint32_t InstrProfRecord::getNumValueSites(uint32_t ValueKind) const {
+  return getValueSitesForKind(ValueKind).size();
+}
+
+uint32_t InstrProfRecord::getNumValueDataForSite(uint32_t ValueKind,
+                                                 uint32_t Site) const {
+  return getValueSitesForKind(ValueKind)[Site].ValueData.size();
+}
+
+std::unique_ptr<InstrProfValueData[]> InstrProfRecord::getValueForSite(
+    uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+    uint64_t (*ValueMapper)(uint32_t, uint64_t)) const {
+  uint32_t N = getNumValueDataForSite(ValueKind, Site);
+  if (N == 0)
+    return std::unique_ptr<InstrProfValueData[]>(nullptr);
+
+  auto VD = llvm::make_unique<InstrProfValueData[]>(N);
+  getValueForSite(VD.get(), ValueKind, Site, ValueMapper);
+
+  return VD;
+}
+
+void InstrProfRecord::getValueForSite(InstrProfValueData Dest[],
+                                      uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+                                      uint64_t (*ValueMapper)(uint32_t,
+                                                              uint64_t)) const {
+  uint32_t I = 0;
+  for (auto V : getValueSitesForKind(ValueKind)[Site].ValueData) {
+    Dest[I].Value = ValueMapper ? ValueMapper(ValueKind, V.Value) : V.Value;
+    Dest[I].Count = V.Count;
+    I++;
+  }
+}
+
+void InstrProfRecord::addValueData(uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
+                                   InstrProfValueData *VData, uint32_t N,
+                                   ValueMapType *HashKeys) {
+  for (uint32_t I = 0; I < N; I++) {
+    VData[I].Value = remapValue(VData[I].Value, ValueKind, HashKeys);
+  }
+  std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &ValueSites =
+      getValueSitesForKind(ValueKind);
+  if (N == 0)
+    ValueSites.push_back(InstrProfValueSiteRecord());
+  else
+    ValueSites.emplace_back(VData, VData + N);
+}
+
+void InstrProfRecord::reserveSites(uint32_t ValueKind, uint32_t NumValueSites) {
+  std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &ValueSites =
+      getValueSitesForKind(ValueKind);
+  ValueSites.reserve(NumValueSites);
+}
+
+void InstrProfRecord::updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab) {
+  if (!StrTab)
+    return;
+
+  Name = StrTab->insertString(Name);
+  for (auto &VSite : IndirectCallSites)
+    for (auto &VData : VSite.ValueData)
+      VData.Value = (uint64_t)StrTab->insertString((const char *)VData.Value);
+}
+
+instrprof_error InstrProfRecord::merge(InstrProfRecord &Other) {
+  // If the number of counters doesn't match we either have bad data
+  // or a hash collision.
+  if (Counts.size() != Other.Counts.size())
+    return instrprof_error::count_mismatch;
+
+  instrprof_error Result = instrprof_error::success;
+
+  for (size_t I = 0, E = Other.Counts.size(); I < E; ++I) {
+    bool ResultOverflowed;
+    Counts[I] = SaturatingAdd(Counts[I], Other.Counts[I], &ResultOverflowed);
+    if (ResultOverflowed)
+      Result = instrprof_error::counter_overflow;
+  }
+
+  for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind) {
+    instrprof_error MergeValueResult = mergeValueProfData(Kind, Other);
+    if (MergeValueResult != instrprof_error::success)
+      Result = MergeValueResult;
+  }
+
+  return Result;
+}
+
+inline support::endianness getHostEndianness() {
+  return sys::IsLittleEndianHost ? support::little : support::big;
+}
+
+
+// Include definitions for value profile data
+#define INSTR_PROF_VALUE_PROF_DATA
+#include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+
+ /*
+ * Initialize the record for runtime value profile data. 
+ * Return 0 if the initialization is successful, otherwise
+ * return 1.
+ */
+int initializeValueProfRuntimeRecord(ValueProfRuntimeRecord *RuntimeRecord,
+                                     const uint16_t *NumValueSites,
+                                     ValueProfNode **Nodes);
+
+/* Release memory allocated for the runtime record.  */
+void finalizeValueProfRuntimeRecord(ValueProfRuntimeRecord *RuntimeRecord);
+
+/* Return the size of ValueProfData structure that can be used to store
+   the value profile data collected at runtime. */
+uint32_t getValueProfDataSizeRT(const ValueProfRuntimeRecord *Record);
+
+/* Return a ValueProfData instance that stores the data collected at runtime. */
+ValueProfData *
+serializeValueProfDataFromRT(const ValueProfRuntimeRecord *Record,
+                             ValueProfData *Dst);
+
+namespace IndexedInstrProf {
+
+enum class HashT : uint32_t {
+  MD5,
+
+  Last = MD5
+};
+
+static inline uint64_t MD5Hash(StringRef Str) {
+  MD5 Hash;
+  Hash.update(Str);
+  llvm::MD5::MD5Result Result;
+  Hash.final(Result);
+  // Return the least significant 8 bytes. Our MD5 implementation returns the
+  // result in little endian, so we may need to swap bytes.
+  using namespace llvm::support;
+  return endian::read<uint64_t, little, unaligned>(Result);
+}
+
+static inline uint64_t ComputeHash(HashT Type, StringRef K) {
+  switch (Type) {
+  case HashT::MD5:
+    return IndexedInstrProf::MD5Hash(K);
+  }
+  llvm_unreachable("Unhandled hash type");
+}
+
+const uint64_t Magic = 0x8169666f72706cff; // "\xfflprofi\x81"
+const uint64_t Version = INSTR_PROF_INDEX_VERSION;
+const HashT HashType = HashT::MD5;
+
+// This structure defines the file header of the LLVM profile
+// data file in indexed-format.
+struct Header {
+  uint64_t Magic;
+  uint64_t Version;
+  uint64_t MaxFunctionCount;
+  uint64_t HashType;
+  uint64_t HashOffset;
+};
+
+} // end namespace IndexedInstrProf
+
+namespace RawInstrProf {
+
+const uint64_t Version = INSTR_PROF_RAW_VERSION;
+
+template <class IntPtrT> inline uint64_t getMagic();
+template <> inline uint64_t getMagic<uint64_t>() {
+  return INSTR_PROF_RAW_MAGIC_64;
+}
+
+template <> inline uint64_t getMagic<uint32_t>() {
+  return INSTR_PROF_RAW_MAGIC_32;
+}
+
+// Per-function profile data header/control structure.
+// The definition should match the structure defined in
+// compiler-rt/lib/profile/InstrProfiling.h.
+// It should also match the synthesized type in
+// Transforms/Instrumentation/InstrProfiling.cpp:getOrCreateRegionCounters.
+template <class IntPtrT> struct LLVM_ALIGNAS(8) ProfileData {
+  #define INSTR_PROF_DATA(Type, LLVMType, Name, Init) Type Name;
+  #include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+};
+
+// File header structure of the LLVM profile data in raw format.
+// The definition should match the header referenced in
+// compiler-rt/lib/profile/InstrProfilingFile.c  and
+// InstrProfilingBuffer.c.
+struct Header {
+#define INSTR_PROF_RAW_HEADER(Type, Name, Init) const Type Name;
+#include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+};
+
+}  // end namespace RawInstrProf
+
+namespace coverage {
+
+// Profile coverage map has the following layout:
+// [CoverageMapFileHeader]
+// [ArrayStart]
+//  [CovMapFunctionRecord]
+//  [CovMapFunctionRecord]
+//  ...
+// [ArrayEnd]
+// [Encoded Region Mapping Data]
+LLVM_PACKED_START
+template <class IntPtrT> struct CovMapFunctionRecord {
+  #define COVMAP_FUNC_RECORD(Type, LLVMType, Name, Init) Type Name;
+  #include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+};
+LLVM_PACKED_END
+
+}
+
 } // end namespace llvm
 
 namespace std {