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   assert(is_Block(irn));
  84
  85   freq_t *freq = set_find_freq(freqs, irn);
  86   assert(freq);
  87
  88   return freq->freq;
  89 }
  90
  91 #define ZERO(x)   (((x) > 0) ? ((x) < 0.0001) : ((x) > -0.0001))
  92
  93 static void
  94 block_walker(ir_node * bb, void * data)
  95 {
  96   walkerdata_t  *wd = data;
  97
  98   set_insert_freq(wd->set, bb);
  99   set_irn_link(bb, (void*)wd->idx++);
 100 }
 101
 102 #ifdef USE_GSL
 103 static gsl_vector *
 104 solve_lgs(double * a_data, double * b_data, size_t size)
 105 {
 106   gsl_matrix_view m
 107     = gsl_matrix_view_array (a_data, size, size);
 108
 109   gsl_vector_view b
 110     = gsl_vector_view_array (b_data, size);
 111
 112   gsl_vector *x = gsl_vector_alloc (size);
 113
 114   int s;
 115
 116   gsl_permutation * p = gsl_permutation_alloc (size);
 117
 118   gsl_linalg_LU_decomp (&m.matrix, p, &s);
 119
 120   gsl_linalg_LU_solve (&m.matrix, p, &b.vector, x);
 121
 122   gsl_permutation_free (p);
 123
 124   return x;
 125 }
 126 #else
 127 static double *
 128 solve_lgs(double * A, double * b, size_t size)
 129 {
 130   if(firm_gaussjordansolve(A,b,size) == 0) {
 131     return b;
 132   } else {
 133     return NULL;
 134   }
 135 }
 136 #endif
 137
 138 static double
 139 get_cf_probability(const ir_node * bb, int pos)
 140 {
 141 #define LOOP_WEIGHT 9.0
 142
 143   double    sum = 0.0;
 144   double    cur = 0.0;
 145   int       i,
 146             n;
 147   ir_node  *pred = get_Block_cfgpred_block(bb, pos);
 148
 149   if(get_loop_depth(get_irn_loop(bb)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred))) {
 150     cur = 1.0;
 151   } else {
 152     cur = LOOP_WEIGHT;
 153   }
 154
 155   for(i = 0, n = get_Block_n_cfg_outs(pred); i < n; ++i) {
 156     ir_node *succ = get_Block_cfg_out(pred, i);
 157
 158     if(get_loop_depth(get_irn_loop(succ)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred))) {
 159       sum += 1.0;
 160     } else {
 161       sum += LOOP_WEIGHT;
 162     }
 163   }
 164
 165   return cur/sum;
 166 }
 167
 168 set *
 169 compute_execfreq(ir_graph * irg)
 170 {
 171   set          *freqs = new_set(cmp_freq, 32);
 172   size_t        size;
 173   double       *matrix;
 174   double       *rhs;
 175   size_t        i = 0;
 176   freq_t       *freq;
 177   walkerdata_t  wd;
 178 #ifdef USE_GSL
 179   gsl_vector   *x;
 180 #else
 181   double       *x;
 182 #endif
 183
 184   construct_cf_backedges(irg);
 185
 186   wd.idx = 0;
 187   wd.set = freqs;
 188
 189   irg_block_walk_graph(irg, block_walker, NULL, &wd);
 190
 191   size = set_count(freqs);
 192   matrix = malloc(size*size*sizeof(*matrix));
 193   memset(matrix, 0, size*size*sizeof(*matrix));
 194   rhs = malloc(size*sizeof(*rhs));
 195   memset(rhs, 0, size*sizeof(*rhs));
 196
 197   set_foreach(freqs, freq) {
 198     const ir_node  *bb = freq->irn;
 199     size_t    idx = (int)get_irn_link(bb);
 200
 201     matrix[idx*(size+1)] = -1.0;
 202
 203     if(bb == get_irg_start_block(irg)) {
 204       rhs[(int)get_irn_link(bb)] = -1.0;
 205       continue;
 206     }
 207
 208     for(i = 0; i < get_Block_n_cfgpreds(bb); ++i) {
 209       ir_node   *pred = get_Block_cfgpred_block(bb, i);
 210       size_t     pred_idx = (int)get_irn_link(pred);
 211
 212 //      matrix[pred_idx + idx*size] += 1.0/(double)get_Block_n_cfg_outs(pred);
 213       matrix[pred_idx + idx*size] += get_cf_probability(bb, i);
 214     }
 215   }
 216
 217   x = solve_lgs(matrix, rhs, size);
 218   if(x == NULL) {
 219     del_set(freqs);
 220     return NULL;
 221   }
 222
 223   set_foreach(freqs, freq) {
 224     const ir_node  *bb = freq->irn;
 225     size_t          idx = PTR_TO_INT(get_irn_link(bb));
 226
 227 #ifdef USE_GSL
 228     freq->freq = ZERO(gsl_vector_get(x, idx)) ? 0.0 : gsl_vector_get(x, idx);
 229 #else
 230     freq->freq = ZERO(x[idx]) ? 0.0 : x[idx];
 231 #endif
 232 //    ir_fprintf(stderr, "execfreq %+F: %f\n", bb, freq->freq);
 233   }
 234
 235 #ifdef USE_GSL
 236   gsl_vector_free(x);
 237 #endif
 238   free(matrix);
 239
 240   return freqs;
 241 }
 242
 243 void
 244 free_execfreq(set * freqs)
 245 {
 246   if(freqs) del_set(freqs);
 247 }
 248
 249 #undef ELEM