nsz Git - libfirm/blob - ir/ana/execfreq.c

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/ana/execfreq.c
   4  * Purpose:     Compute an estimate of basic block executions.
   5  * Author:      Adam M. Szalkowski
   6  * Modified by:
   7  * Created:     28.05.2006
   8  * CVS-ID:      $Id$
   9  * Copyright:   (c) 2006 Universität Karlsruhe
  10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  11  */
  12
  13 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  14 #include "config.h"
  15 #endif
  16
  17 //#define USE_GSL
  18
  19 #include <stdio.h>
  20 #include <string.h>
  21
  22 #ifdef USE_GSL
  23 #include <gsl/gsl_linalg.h>
  24 #include <gsl/gsl_vector.h>
  25 #else
  26 #include "gaussjordan.h"
  27 #endif
  28
  29 #include "execfreq.h"
  30
  31 #include "firm_common_t.h"
  32 #include "set.h"
  33 #include "hashptr.h"
  34
  35 #include "irprog_t.h"
  36 #include "irgraph_t.h"
  37 #include "irnode_t.h"
  38 #include "irloop.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "irouts.h"
  41 #include "irprintf.h"
  42
  43 #include "execfreq.h"
  44
  45 #define set_foreach(s,i) for((i)=set_first((s)); (i); (i)=set_next((s)))
  46
  47 typedef struct _walkerdata_t {
  48   set    *set;
  49   size_t  idx;
  50 } walkerdata_t;
  51
  52 static int
  53 cmp_freq(const void *a, const void *b, size_t size)
  54 {
  55   const freq_t *p = a;
  56   const freq_t *q = b;
  57
  58   return !(p->irn == q->irn);
  59 }
  60
  61 static freq_t *
  62 set_find_freq(set * set, const ir_node * irn)
  63 {
  64   freq_t     query;
  65
  66   query.irn = irn;
  67   return set_find(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  68 }
  69
  70 static freq_t *
  71 set_insert_freq(set * set, const ir_node * irn)
  72 {
  73   freq_t     query;
  74
  75   query.irn = irn;
  76   query.freq = 0.0;
  77   return set_insert(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  78 }
  79
  80 double
  81 get_block_execfreq(set * freqs, const ir_node * irn)
  82 {
  83   freq_t *freq;
  84
  85   assert(is_Block(irn));
  86
  87   freq = set_find_freq(freqs, irn);
  88
  89   assert(freq);
  90
  91   return freq->freq;
  92 }
  93
  94 #define ZERO(x)   (((x) > 0) ? ((x) < 0.0001) : ((x) > -0.0001))
  95
  96 static void
  97 block_walker(ir_node * bb, void * data)
  98 {
  99   walkerdata_t  *wd = data;
 100
 101   set_insert_freq(wd->set, bb);
 102   set_irn_link(bb, (void*)wd->idx++);
 103 }
 104
 105 #ifdef USE_GSL
 106 static gsl_vector *
 107 solve_lgs(double * a_data, double * b_data, size_t size)
 108 {
 109   gsl_matrix_view m
 110     = gsl_matrix_view_array (a_data, size, size);
 111
 112   gsl_vector_view b
 113     = gsl_vector_view_array (b_data, size);
 114
 115   gsl_vector *x = gsl_vector_alloc (size);
 116
 117   int s;
 118
 119   gsl_permutation * p = gsl_permutation_alloc (size);
 120
 121   gsl_linalg_LU_decomp (&m.matrix, p, &s);
 122
 123   gsl_linalg_LU_solve (&m.matrix, p, &b.vector, x);
 124
 125   gsl_permutation_free (p);
 126
 127   return x;
 128 }
 129 #else
 130 static double *
 131 solve_lgs(double * A, double * b, size_t size)
 132 {
 133   if(firm_gaussjordansolve(A,b,size) == 0) {
 134     return b;
 135   } else {
 136     return NULL;
 137   }
 138 }
 139 #endif
 140
 141 static double
 142 get_cf_probability(ir_node *bb, int pos)
 143 {
 144 #define LOOP_WEIGHT 9.0
 145
 146   double  sum = 0.0;
 147   double  cur = 0.0;
 148   int     i;
 149   ir_node *pred = get_Block_cfgpred_block(bb, pos);
 150
 151   cur = get_loop_depth(get_irn_loop(bb)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred)) ? 1.0 : LOOP_WEIGHT;
 152
 153   for(i = get_Block_n_cfg_outs(pred) - 1; i >= 0; --i) {
 154     ir_node *succ = get_Block_cfg_out(pred, i);
 155
 156     sum += get_loop_depth(get_irn_loop(succ)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred)) ? 1.0 : LOOP_WEIGHT;
 157   }
 158
 159   return cur/sum;
 160 }
 161
 162 set *
 163 compute_execfreq(ir_graph * irg)
 164 {
 165   set          *freqs = new_set(cmp_freq, 32);
 166   size_t        size;
 167   double       *matrix;
 168   double       *rhs;
 169   int           i;
 170   freq_t       *freq;
 171   walkerdata_t  wd;
 172 #ifdef USE_GSL
 173   gsl_vector   *x;
 174 #else
 175   double       *x;
 176 #endif
 177
 178   construct_cf_backedges(irg);
 179
 180   wd.idx = 0;
 181   wd.set = freqs;
 182
 183   irg_block_walk_graph(irg, block_walker, NULL, &wd);
 184
 185   size = set_count(freqs);
 186   matrix = xmalloc(size*size*sizeof(*matrix));
 187   memset(matrix, 0, size*size*sizeof(*matrix));
 188   rhs = xmalloc(size*sizeof(*rhs));
 189   memset(rhs, 0, size*sizeof(*rhs));
 190
 191   set_foreach(freqs, freq) {
 192     ir_node *bb = (ir_node *)freq->irn;
 193     size_t  idx = (int)get_irn_link(bb);
 194
 195     matrix[idx * (size + 1)] = -1.0;
 196
 197     if (bb == get_irg_start_block(irg)) {
 198       rhs[(int)get_irn_link(bb)] = -1.0;
 199       continue;
 200     }
 201
 202     for(i = get_Block_n_cfgpreds(bb) - 1; i >= 0; --i) {
 203       ir_node *pred    = get_Block_cfgpred_block(bb, i);
 204       size_t  pred_idx = (int)get_irn_link(pred);
 205
 206 //      matrix[pred_idx + idx*size] += 1.0/(double)get_Block_n_cfg_outs(pred);
 207       matrix[pred_idx + idx * size] += get_cf_probability(bb, i);
 208     }
 209   }
 210
 211   x = solve_lgs(matrix, rhs, size);
 212   if(x == NULL) {
 213     del_set(freqs);
 214     return NULL;
 215   }
 216
 217   set_foreach(freqs, freq) {
 218     const ir_node *bb = freq->irn;
 219     size_t        idx = PTR_TO_INT(get_irn_link(bb));
 220
 221 #ifdef USE_GSL
 222     freq->freq = ZERO(gsl_vector_get(x, idx)) ? 0.0 : gsl_vector_get(x, idx);
 223 #else
 224     freq->freq = ZERO(x[idx]) ? 0.0 : x[idx];
 225 #endif
 226 //    ir_fprintf(stderr, "execfreq %+F: %f\n", bb, freq->freq);
 227   }
 228
 229 #ifdef USE_GSL
 230   gsl_vector_free(x);
 231 #endif
 232   free(matrix);
 233
 234   return freqs;
 235 }
 236
 237 void
 238 free_execfreq(set * freqs)
 239 {
 240   if(freqs) del_set(freqs);
 241 }
 242
 243 #undef ELEM