Add missing documentation. (NFC)
[oota-llvm.git] / include / llvm / ProfileData / InstrProf.h
index 607f29de8a23f8523397146de9f3ac3c9c21637b..f0c89200f28c2b32c8e2820d20038410f31b162e 100644 (file)
@@ -18,7 +18,9 @@
 
 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
 #include "llvm/ADT/StringSet.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.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"
@@ -36,19 +38,28 @@ 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
@@ -72,7 +83,7 @@ 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() {
@@ -149,6 +160,7 @@ const std::error_category &instrprof_category();
 enum class instrprof_error {
   success = 0,
   eof,
+  unrecognized_format,
   bad_magic,
   bad_header,
   unsupported_version,
@@ -168,10 +180,8 @@ 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 {
@@ -190,13 +200,6 @@ 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;
@@ -225,7 +228,7 @@ struct InstrProfValueSiteRecord {
       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;
       }
@@ -256,22 +259,33 @@ 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.
   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);
 
+  /// 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> &
@@ -291,6 +305,7 @@ private:
         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) {
@@ -302,14 +317,28 @@ private:
           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");
-      Value = (uint64_t)Result->second;
+      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 {
@@ -338,21 +367,29 @@ 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,
@@ -375,21 +412,6 @@ 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;
@@ -400,53 +422,40 @@ void InstrProfRecord::updateStrings(InstrProfStringTable *StrTab) {
       VData.Value = (uint64_t)StrTab->insertString((const char *)VData.Value);
 }
 
-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);
-}
+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;
 
-static inline uint64_t ComputeHash(HashT Type, StringRef K) {
-  switch (Type) {
-    case HashT::MD5:
-      return IndexedInstrProf::MD5Hash(K);
+  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];
   }
-  llvm_unreachable("Unhandled hash type");
-}
 
-const uint64_t Magic = 0x8169666f72706cff;  // "\xfflprofi\x81"
-const uint64_t Version = 3;
-const HashT HashType = HashT::MD5;
+  for (uint32_t Kind = IPVK_First; Kind <= IPVK_Last; ++Kind) {
+    instrprof_error result = mergeValueProfData(Kind, Other);
+    if (result != instrprof_error::success)
+      return result;
+  }
 
-// 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;
-};
+  return instrprof_error::success;
+}
 
 inline support::endianness getHostEndianness() {
   return sys::IsLittleEndianHost ? support::little : support::big;
 }
 
+/// Return the \c ValueProfRecord header size including the padding bytes.
+uint32_t getValueProfRecordHeaderSize(uint32_t NumValueSites);
+/// Return the total size of the value profile record including the
+/// header and the value data.
+uint32_t getValueProfRecordSize(uint32_t NumValueSites, uint32_t NumValueData);
+
 /// 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 {
+typedef 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;
@@ -466,14 +475,11 @@ struct ValueProfRecord {
   // 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()); }
+  uint32_t getSize() const {
+    return getValueProfRecordSize(NumValueSites, getNumValueData());
+  }
   /// Use this method to advance to the next \c ValueProfRecord.
   ValueProfRecord *getNext();
   /// Return the pointer to the first value profile data.
@@ -492,18 +498,18 @@ struct ValueProfRecord {
   /// 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);
-};
+} ValueProfRecord;
 
 /// Per-function header/control data structure for value profiling
 /// data in indexed format.
-struct ValueProfData {
+typedef 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 implemnetation can
+  // 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;
@@ -537,37 +543,107 @@ struct ValueProfData {
                      InstrProfRecord::ValueMapType *VMap);
   /// Return the first \c ValueProfRecord instance.
   ValueProfRecord *getFirstValueProfRecord();
+} ValueProfData;
+
+/* The closure is designed to abstact away two types of value profile data:
+ *  - InstrProfRecord which is the primary data structure used to
+ *    represent profile data in host tools (reader, writer, and profile-use)
+ * - value profile runtime data structure suitable to be used by C
+ *    runtime library.
+ *
+ * Both sources of data need to serialize to disk/memory-buffer in common
+ * format: ValueProfData. The abstraction allows compiler-rt's raw profiler
+ * writer to share * the same code with indexed profile writer.
+ *
+ * For documentation of the member methods below, refer to corresponding methods
+ * in class InstrProfRecord.
+ */
+typedef struct ValueProfRecordClosure {
+  void *Record;
+  uint32_t (*GetNumValueKinds)(void *Record);
+  uint32_t (*GetNumValueSites)(void *Record, uint32_t VKind);
+  uint32_t (*GetNumValueData)(void *Record, uint32_t VKind);
+  uint32_t (*GetNumValueDataForSite)(void *R, uint32_t VK, uint32_t S);
+
+  /* After extracting the value profile data from the value profile record,
+   * this method is used to map the in-memory value to on-disk value. If
+   * the method is null, value will be written out untranslated.
+   */
+  uint64_t (*RemapValueData)(uint32_t, uint64_t Value);
+  void (*GetValueForSite)(InstrProfValueData *Dst, void *R, uint32_t K,
+                          uint32_t S, uint64_t (*Mapper)(uint32_t, uint64_t));
+
+  ValueProfData *(*AllocateValueProfData)(size_t TotalSizeInBytes);
+} ValueProfRecordClosure;
+
+inline uint32_t getValueProfRecordHeaderSize(uint32_t NumValueSites) {
+  uint32_t Size = offsetof(ValueProfRecord, SiteCountArray) +
+                  sizeof(uint8_t) * NumValueSites;
+  // Round the size to multiple of 8 bytes.
+  Size = (Size + 7) & ~7;
+  return Size;
+}
+
+inline uint32_t getValueProfRecordSize(uint32_t NumValueSites,
+                                       uint32_t NumValueData) {
+  return getValueProfRecordHeaderSize(NumValueSites) +
+         sizeof(InstrProfValueData) * NumValueData;
+}
+
+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 = 3;
+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
+} // end namespace IndexedInstrProf
 
 namespace RawInstrProf {
 
-const uint64_t Version = 1;
+const uint64_t Version = INSTR_PROF_RAW_VERSION;
 
-// 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
-
-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.
@@ -575,7 +651,7 @@ inline uint64_t getMagic<uint32_t>() {
 // 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"
 };
@@ -585,13 +661,8 @@ template <class IntPtrT> struct ProfileData {
 // 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