[Support] Change SaturatingAdd()/SaturatingMultiply() to use pointer for returning...
[oota-llvm.git] / include / llvm / ProfileData / InstrProf.h
index d4119ed55c4ca4270708ab75d3bec4c4786c5167..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,__llvm_prf_cnts" : "__llvm_prf_cnts";
+  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,__llvm_prf_names" : "__llvm_prf_names";
+  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,__llvm_prf_data" : "__llvm_prf_data";
+  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
@@ -66,7 +84,7 @@ inline StringRef getInstrProfCountersVarPrefix() {
 /// associated with a COMDAT function.
 inline StringRef getInstrProfComdatPrefix() { return "__llvm_profile_vars_"; }
 
-/// Return the name of a covarage mapping variable (internal linkage) 
+/// 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() {
@@ -113,11 +131,39 @@ 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,
@@ -137,10 +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 {
@@ -159,13 +203,6 @@ struct InstrProfStringTable {
   }
 };
 
-struct InstrProfValueData {
-  // Profiled value.
-  uint64_t Value;
-  // Number of times the value appears in the training run.
-  uint64_t Count;
-};
-
 struct InstrProfValueSiteRecord {
   /// Value profiling data pairs at a given value site.
   std::list<InstrProfValueData> ValueData;
@@ -191,9 +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->Value < J->Value) ++I;
+      while (I != IE && I->Value < J->Value)
+        ++I;
       if (I != IE && I->Value == J->Value) {
-        I->Count += J->Count;
+        I->Count = SaturatingAdd(I->Count, J->Count);
         ++I;
         continue;
       }
@@ -224,23 +262,34 @@ struct InstrProfRecord {
   /// site: Site.
   inline uint32_t getNumValueDataForSite(uint32_t ValueKind,
                                          uint32_t Site) const;
-  inline std::unique_ptr<InstrProfValueData[]> getValueForSite(
-      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 Value Profile ddata from Src record to this record for ValueKind.
-  inline instrprof_error mergeValueProfData(uint32_t ValueKind,
-                                            InstrProfRecord &Src);
+
+  /// 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);
 
- private:
+  /// 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 {
@@ -259,24 +308,40 @@ 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;
+    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; });
-        assert(Result != HashKeys->end() &&
-               "Hash does not match any known keys\n");
+    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;
-      }
+      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 {
@@ -286,6 +351,16 @@ uint32_t InstrProfRecord::getNumValueKinds() const {
   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();
 }
@@ -296,19 +371,28 @@ uint32_t InstrProfRecord::getNumValueDataForSite(uint32_t ValueKind,
 }
 
 std::unique_ptr<InstrProfValueData[]> InstrProfRecord::getValueForSite(
-    uint32_t ValueKind, uint32_t Site) const {
+    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);
+  if (N == 0)
+    return std::unique_ptr<InstrProfValueData[]>(nullptr);
+
+  auto VD = llvm::make_unique<InstrProfValueData[]>(N);
+  getValueForSite(VD.get(), ValueKind, Site, ValueMapper);
+
+  return VD;
+}
 
-  std::unique_ptr<InstrProfValueData[]> VD(new InstrProfValueData[N]);
+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) {
-    VD[I] = V;
+    Dest[I].Value = ValueMapper ? ValueMapper(ValueKind, V.Value) : V.Value;
+    Dest[I].Count = V.Count;
     I++;
   }
-  assert(I == N);
-
-  return VD;
 }
 
 void InstrProfRecord::addValueData(uint32_t ValueKind, uint32_t Site,
@@ -331,23 +415,9 @@ void InstrProfRecord::reserveSites(uint32_t ValueKind, uint32_t NumValueSites) {
   ValueSites.reserve(NumValueSites);
 }
 
-instrprof_error InstrProfRecord::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;
-}
-
 void InstrProfRecord::updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab) {
-  if (!StrTab) return;
+  if (!StrTab)
+    return;
 
   Name = StrTab->insertString(Name);
   for (auto &VSite : IndirectCallSites)
@@ -355,7 +425,62 @@ void InstrProfRecord::updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab) {
       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,
 
@@ -375,16 +500,18 @@ static inline uint64_t MD5Hash(StringRef Str) {
 
 static inline uint64_t ComputeHash(HashT Type, StringRef K) {
   switch (Type) {
-    case HashT::MD5:
-      return IndexedInstrProf::MD5Hash(K);
+  case HashT::MD5:
+    return IndexedInstrProf::MD5Hash(K);
   }
   llvm_unreachable("Unhandled hash type");
 }
 
-const uint64_t Magic = 0x8169666f72706cff;  // "\xfflprofi\x81"
-const uint64_t Version = 3;
+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;
@@ -393,69 +520,54 @@ struct Header {
   uint64_t HashOffset;
 };
 
-}  // end namespace IndexedInstrProf
+} // end namespace IndexedInstrProf
 
 namespace RawInstrProf {
 
-const uint64_t Version = 1;
-
-// Magic number to detect file format and endianness.
-// Use 255 at one end, since no UTF-8 file can use that character.  Avoid 0,
-// so that utilities, like strings, don't grab it as a string.  129 is also
-// invalid UTF-8, and high enough to be interesting.
-// Use "lprofr" in the centre to stand for "LLVM Profile Raw", or "lprofR"
-// for 32-bit platforms.
-// The magic and version need to be kept in sync with
-// projects/compiler-rt/lib/profile/InstrProfiling.c
+const uint64_t Version = INSTR_PROF_RAW_VERSION;
 
-template <class IntPtrT>
-inline uint64_t getMagic();
-template <>
-inline uint64_t getMagic<uint64_t>() {
-  return uint64_t(255) << 56 | uint64_t('l') << 48 | uint64_t('p') << 40 |
-         uint64_t('r') << 32 | uint64_t('o') << 24 | uint64_t('f') << 16 |
-         uint64_t('r') << 8 | uint64_t(129);
+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 uint64_t(255) << 56 | uint64_t('l') << 48 | uint64_t('p') << 40 |
-         uint64_t('r') << 32 | uint64_t('o') << 24 | uint64_t('f') << 16 |
-         uint64_t('R') << 8 | uint64_t(129);
+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 ProfileData {
+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 {
-  const uint64_t Magic;
-  const uint64_t Version;
-  const uint64_t DataSize;
-  const uint64_t CountersSize;
-  const uint64_t NamesSize;
-  const uint64_t CountersDelta;
-  const uint64_t NamesDelta;
+#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 {
+template <class IntPtrT> struct CovMapFunctionRecord {
   #define COVMAP_FUNC_RECORD(Type, LLVMType, Name, Init) Type Name;
   #include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
 };