[PGO] Simplify computehash interface (NFC)
[oota-llvm.git] / include / llvm / ProfileData / InstrProf.h
index b93d5d0b96619d7f6abe733b5874fe72f33c485c..365656bb9d2ca1eb32b47beba6cb36a8f2577076 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"
@@ -28,6 +30,7 @@
 #include <system_error>
 #include <vector>
 
+#define INSTR_PROF_INDEX_VERSION 3
 namespace llvm {
 
 class Function;
@@ -36,19 +39,28 @@ 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
@@ -58,21 +70,19 @@ inline StringRef getInstrProfCoverageSectionName(bool AddSegment) {
 }
 
 /// Return the name prefix of variables containing instrumented function names.
-inline StringRef getInstrProfNameVarPrefix() { return "__llvm_profile_name_"; }
+inline StringRef getInstrProfNameVarPrefix() { return "__profn_"; }
 
 /// Return the name prefix of variables containing per-function control data.
-inline StringRef getInstrProfDataVarPrefix() { return "__llvm_profile_data_"; }
+inline StringRef getInstrProfDataVarPrefix() { return "__profd_"; }
 
 /// Return the name prefix of profile counter variables.
-inline StringRef getInstrProfCountersVarPrefix() {
-  return "__llvm_profile_counters_";
-}
+inline StringRef getInstrProfCountersVarPrefix() { return "__profc_"; }
 
 /// Return the name prefix of the COMDAT group for instrumentation variables
 /// associated with a COMDAT function.
-inline StringRef getInstrProfComdatPrefix() { return "__llvm_profile_vars_"; }
+inline StringRef getInstrProfComdatPrefix() { return "__profv_"; }
 
-/// 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() {
@@ -121,7 +131,8 @@ inline StringRef getInstrProfFileOverriderFuncName() {
 
 /// Return the modified name for function \c F suitable to be
 /// used the key for profile lookup.
-std::string getPGOFuncName(const Function &F);
+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
@@ -129,7 +140,8 @@ std::string getPGOFuncName(const Function &F);
 /// The function is defined in module \c FileName.
 std::string getPGOFuncName(StringRef RawFuncName,
                            GlobalValue::LinkageTypes Linkage,
-                           StringRef FileName);
+                           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
@@ -144,6 +156,10 @@ GlobalVariable *createPGOFuncNameVar(Module &M,
                                      GlobalValue::LinkageTypes Linkage,
                                      StringRef FuncName);
 
+/// Given a PGO function name, remove the filename prefix and return
+/// the original (static) function name.
+StringRef getFuncNameWithoutPrefix(StringRef PGOFuncName, StringRef FileName);
+
 const std::error_category &instrprof_category();
 
 enum class instrprof_error {
@@ -168,11 +184,50 @@ inline std::error_code make_error_code(instrprof_error E) {
   return std::error_code(static_cast<int>(E), instrprof_category());
 }
 
+inline instrprof_error MergeResult(instrprof_error &Accumulator,
+                                   instrprof_error Result) {
+  // Prefer first error encountered as later errors may be secondary effects of
+  // the initial problem.
+  if (Accumulator == instrprof_error::success &&
+      Result != instrprof_error::success)
+    Accumulator = Result;
+  return Accumulator;
+}
+
 enum InstrProfValueKind : uint32_t {
-  IPVK_IndirectCallTarget = 0,
+#define VALUE_PROF_KIND(Enumerator, Value) Enumerator = Value,
+#include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
+};
 
-  IPVK_First = IPVK_IndirectCallTarget,
-  IPVK_Last = IPVK_IndirectCallTarget
+namespace object {
+class SectionRef;
+}
+/// A symbol table used for function PGO name look-up with keys
+/// (such as pointers, md5hash values) to the function. A function's
+/// PGO name or name's md5hash are used in retrieving the profile
+/// data of the function. See \c getPGOFuncName() method for details
+/// on how PGO name is formed.
+class InstrProfSymtab {
+private:
+  StringRef Data;
+  uint64_t Address;
+
+public:
+  InstrProfSymtab() : Data(), Address(0) {}
+
+  /// Create InstrProfSymtab from a object file section which
+  /// contains function PGO names that are uncompressed.
+  std::error_code create(object::SectionRef &Section);
+  std::error_code create(StringRef D, uint64_t BaseAddr) {
+    Data = D;
+    Address = BaseAddr;
+    return std::error_code();
+  }
+
+  /// Return function's PGO name from the function name's symabol
+  /// address in the object file. If an error occurs, Return
+  /// an empty string.
+  StringRef getFuncName(uint64_t FuncNameAddress, size_t NameSize);
 };
 
 struct InstrProfStringTable {
@@ -191,13 +246,6 @@ 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;
@@ -216,22 +264,35 @@ struct InstrProfValueSiteRecord {
   }
 
   /// Merge data from another InstrProfValueSiteRecord
-  void mergeValueData(InstrProfValueSiteRecord &Input) {
+  /// Optionally scale merged counts by \p Weight.
+  instrprof_error mergeValueData(InstrProfValueSiteRecord &Input,
+                                 uint64_t Weight = 1) {
     this->sortByTargetValues();
     Input.sortByTargetValues();
     auto I = ValueData.begin();
     auto IE = ValueData.end();
+    instrprof_error Result = instrprof_error::success;
     for (auto J = Input.ValueData.begin(), JE = Input.ValueData.end(); J != JE;
          ++J) {
       while (I != IE && I->Value < J->Value)
         ++I;
       if (I != IE && I->Value == J->Value) {
-        I->Count = SaturatingAdd(I->Count, J->Count);
+        uint64_t JCount = J->Count;
+        bool Overflowed;
+        if (Weight > 1) {
+          JCount = SaturatingMultiply(JCount, Weight, &Overflowed);
+          if (Overflowed)
+            Result = instrprof_error::counter_overflow;
+        }
+        I->Count = SaturatingAdd(I->Count, JCount, &Overflowed);
+        if (Overflowed)
+          Result = instrprof_error::counter_overflow;
         ++I;
         continue;
       }
       ValueData.insert(I, *J);
     }
+    return Result;
   }
 };
 
@@ -257,8 +318,13 @@ struct InstrProfRecord {
   /// 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) const;
+  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.
@@ -267,7 +333,8 @@ struct InstrProfRecord {
                            ValueMapType *HashKeys);
 
   /// Merge the counts in \p Other into this one.
-  inline instrprof_error merge(InstrProfRecord &Other);
+  /// Optionally scale merged counts by \p Weight.
+  inline instrprof_error merge(InstrProfRecord &Other, uint64_t Weight = 1);
 
   /// Used by InstrProfWriter: update the value strings to commoned strings in
   /// the writer instance.
@@ -319,7 +386,9 @@ private:
   }
 
   // Merge Value Profile data from Src record to this record for ValueKind.
-  instrprof_error mergeValueProfData(uint32_t ValueKind, InstrProfRecord &Src) {
+  // Scale merged value counts by \p Weight.
+  instrprof_error mergeValueProfData(uint32_t ValueKind, InstrProfRecord &Src,
+                                     uint64_t Weight) {
     uint32_t ThisNumValueSites = getNumValueSites(ValueKind);
     uint32_t OtherNumValueSites = Src.getNumValueSites(ValueKind);
     if (ThisNumValueSites != OtherNumValueSites)
@@ -328,9 +397,11 @@ private:
         getValueSitesForKind(ValueKind);
     std::vector<InstrProfValueSiteRecord> &OtherSiteRecords =
         Src.getValueSitesForKind(ValueKind);
+    instrprof_error Result = instrprof_error::success;
     for (uint32_t I = 0; I < ThisNumValueSites; I++)
-      ThisSiteRecords[I].mergeValueData(OtherSiteRecords[I]);
-    return instrprof_error::success;
+      MergeResult(Result, ThisSiteRecords[I].mergeValueData(OtherSiteRecords[I],
+                                                            Weight));
+    return Result;
   }
 };
 
@@ -360,21 +431,29 @@ uint32_t InstrProfRecord::getNumValueDataForSite(uint32_t ValueKind,
   return getValueSitesForKind(ValueKind)[Site].ValueData.size();
 }
 
-std::unique_ptr<InstrProfValueData[]>
-InstrProfRecord::getValueForSite(uint32_t ValueKind, uint32_t Site) const {
+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);
 
-  std::unique_ptr<InstrProfValueData[]> VD(new InstrProfValueData[N]);
+  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) {
-    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,
@@ -407,125 +486,63 @@ void InstrProfRecord::updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab) {
       VData.Value = (uint64_t)StrTab->insertString((const char *)VData.Value);
 }
 
-instrprof_error InstrProfRecord::merge(InstrProfRecord &Other) {
+instrprof_error InstrProfRecord::merge(InstrProfRecord &Other,
+                                       uint64_t Weight) {
   // 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) {
-    if (Counts[I] + Other.Counts[I] < Counts[I])
-      return instrprof_error::counter_overflow;
-    Counts[I] += Other.Counts[I];
+    bool Overflowed;
+    uint64_t OtherCount = Other.Counts[I];
+    if (Weight > 1) {
+      OtherCount = SaturatingMultiply(OtherCount, Weight, &Overflowed);
+      if (Overflowed)
+        Result = instrprof_error::counter_overflow;
+    }
+    Counts[I] = SaturatingAdd(Counts[I], OtherCount, &Overflowed);
+    if (Overflowed)
+      Result = instrprof_error::counter_overflow;
   }
 
-  for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind) {
-    instrprof_error result = mergeValueProfData(Kind, Other);
-    if (result != instrprof_error::success)
-      return result;
-  }
+  for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind)
+    MergeResult(Result, mergeValueProfData(Kind, Other, Weight));
 
-  return instrprof_error::success;
+  return Result;
 }
 
 inline support::endianness getHostEndianness() {
   return sys::IsLittleEndianHost ? support::little : support::big;
 }
 
-/// This is the header of the data structure that defines the on-disk
-/// layout of the value profile data of a particular kind for one function.
-struct ValueProfRecord {
-  // The kind of the value profile record.
-  uint32_t Kind;
-  // The number of value profile sites. It is guaranteed to be non-zero;
-  // otherwise the record for this kind won't be emitted.
-  uint32_t NumValueSites;
-  // The first element of the array that stores the number of profiled
-  // values for each value site. The size of the array is NumValueSites.
-  // Since NumValueSites is greater than zero, there is at least one
-  // element in the array.
-  uint8_t SiteCountArray[1];
-
-  // The fake declaration is for documentation purpose only.
-  // Align the start of next field to be on 8 byte boundaries.
-  // uint8_t Padding[X];
-
-  // The array of value profile data. The size of the array is the sum
-  // of all elements in SiteCountArray[].
-  // InstrProfValueData ValueData[];
-
-  /// Return the \c ValueProfRecord header size including the padding bytes.
-  static uint32_t getHeaderSize(uint32_t NumValueSites);
-  /// Return the total size of the value profile record including the
-  /// header and the value data.
-  static uint32_t getSize(uint32_t NumValueSites, uint32_t NumValueData);
-  /// Return the total size of the value profile record including the
-  /// header and the value data.
-  uint32_t getSize() const { return getSize(NumValueSites, getNumValueData()); }
-  /// Use this method to advance to the next \c ValueProfRecord.
-  ValueProfRecord *getNext();
-  /// Return the pointer to the first value profile data.
-  InstrProfValueData *getValueData();
-  /// Return the number of value sites.
-  uint32_t getNumValueSites() const { return NumValueSites; }
-  /// Return the number of value data.
-  uint32_t getNumValueData() const;
-  /// Read data from this record and save it to Record.
-  void deserializeTo(InstrProfRecord &Record,
-                     InstrProfRecord::ValueMapType *VMap);
-  /// Extract data from \c Record and serialize into this instance.
-  void serializeFrom(const InstrProfRecord &Record, uint32_t ValueKind,
-                     uint32_t NumValueSites);
-  /// In-place byte swap:
-  /// Do byte swap for this instance. \c Old is the original order before
-  /// the swap, and \c New is the New byte order.
-  void swapBytes(support::endianness Old, support::endianness New);
-};
 
-/// Per-function header/control data structure for value profiling
-/// data in indexed format.
-struct ValueProfData {
-  // Total size in bytes including this field. It must be a multiple
-  // of sizeof(uint64_t).
-  uint32_t TotalSize;
-  // The number of value profile kinds that has value profile data.
-  // In this implementation, a value profile kind is considered to
-  // have profile data if the number of value profile sites for the
-  // kind is not zero. More aggressively, the implementation can
-  // choose to check the actual data value: if none of the value sites
-  // has any profiled values, the kind can be skipped.
-  uint32_t NumValueKinds;
-
-  // Following are a sequence of variable length records. The prefix/header
-  // of each record is defined by ValueProfRecord type. The number of
-  // records is NumValueKinds.
-  // ValueProfRecord Record_1;
-  // ValueProfRecord Record_N;
-
-  /// Return the total size in bytes of the on-disk value profile data
-  /// given the data stored in Record.
-  static uint32_t getSize(const InstrProfRecord &Record);
-  /// Return a pointer to \c ValueProfData instance ready to be streamed.
-  static std::unique_ptr<ValueProfData>
-  serializeFrom(const InstrProfRecord &Record);
-  /// Return a pointer to \c ValueProfileData instance ready to be read.
-  /// All data in the instance are properly byte swapped. The input
-  /// data is assumed to be in little endian order.
-  static ErrorOr<std::unique_ptr<ValueProfData>>
-  getValueProfData(const unsigned char *D, const unsigned char *const BufferEnd,
-                   support::endianness SrcDataEndianness);
-  /// Swap byte order from \c Endianness order to host byte order.
-  void swapBytesToHost(support::endianness Endianness);
-  /// Swap byte order from host byte order to \c Endianness order.
-  void swapBytesFromHost(support::endianness Endianness);
-  /// Return the total size of \c ValueProfileData.
-  uint32_t getSize() const { return TotalSize; }
-  /// Read data from this data and save it to \c Record.
-  void deserializeTo(InstrProfRecord &Record,
-                     InstrProfRecord::ValueMapType *VMap);
-  /// Return the first \c ValueProfRecord instance.
-  ValueProfRecord *getFirstValueProfRecord();
-};
+// 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 {
 
@@ -555,9 +572,13 @@ static inline uint64_t ComputeHash(HashT Type, StringRef K) {
 }
 
 const uint64_t Magic = 0x8169666f72706cff; // "\xfflprofi\x81"
-const uint64_t Version = 3;
+const uint64_t Version = INSTR_PROF_INDEX_VERSION;
 const HashT HashType = HashT::MD5;
 
+static inline uint64_t ComputeHash(StringRef K) {
+  return ComputeHash(HashType, K);
+}
+
 // This structure defines the file header of the LLVM profile
 // data file in indexed-format.
 struct Header {
@@ -572,31 +593,15 @@ struct Header {
 
 namespace RawInstrProf {
 
-const uint64_t Version = 2;
-
-// 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.
@@ -614,7 +619,7 @@ template <class IntPtrT> struct LLVM_ALIGNAS(8) ProfileData {
 // compiler-rt/lib/profile/InstrProfilingFile.c  and
 // InstrProfilingBuffer.c.
 struct Header {
-#define INSTR_PROF_RAW_HEADER(Type, Name, Init) Type Name;
+#define INSTR_PROF_RAW_HEADER(Type, Name, Init) const Type Name;
 #include "llvm/ProfileData/InstrProfData.inc"
 };