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 #include <math.h>
  22
  23 #ifdef USE_GSL
  24 #include <gsl/gsl_linalg.h>
  25 #include <gsl/gsl_vector.h>
  26 #else
  27 #include "gaussjordan.h"
  28 #endif
  29
  30 #include "execfreq.h"
  31
  32 #include "firm_common_t.h"
  33 #include "set.h"
  34 #include "hashptr.h"
  35
  36 #include "irprog_t.h"
  37 #include "irgraph_t.h"
  38 #include "irnode_t.h"
  39 #include "irloop.h"
  40 #include "irgwalk.h"
  41 #include "irouts.h"
  42 #include "irprintf.h"
  43 #include "irhooks.h"
  44
  45 #include "execfreq.h"
  46
  47 #define set_foreach(s,i) for((i)=set_first((s)); (i); (i)=set_next((s)))
  48
  49 typedef struct _freq_t {
  50         const ir_node    *irn;
  51         double            freq;
  52 } freq_t;
  53
  54
  55 typedef struct _walkerdata_t {
  56   set    *set;
  57   size_t  idx;
  58 } walkerdata_t;
  59
  60 struct _exec_freq_t {
  61   set *set;
  62         hook_entry_t hook;
  63         unsigned infeasible : 1;
  64 };
  65
  66 static int
  67 cmp_freq(const void *a, const void *b, size_t size)
  68 {
  69   const freq_t *p = a;
  70   const freq_t *q = b;
  71
  72   return !(p->irn == q->irn);
  73 }
  74
  75 static freq_t *
  76 set_find_freq(set * set, const ir_node * irn)
  77 {
  78   freq_t     query;
  79
  80   query.irn = irn;
  81   return set_find(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  82 }
  83
  84 static freq_t *
  85 set_insert_freq(set * set, const ir_node * irn)
  86 {
  87   freq_t     query;
  88
  89   query.irn = irn;
  90   query.freq = 0.0;
  91   return set_insert(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  92 }
  93
  94 double
  95 get_block_execfreq(const exec_freq_t *ef, const ir_node * irn)
  96 {
  97         if(!ef->infeasible) {
  98                 set *freqs = ef->set;
  99                 freq_t *freq;
 100                 assert(is_Block(irn));
 101                 freq = set_find_freq(freqs, irn);
 102                 assert(freq);
 103                 return freq->freq;
 104         }
 105
 106         return 1.0;
 107 }
 108
 109 #define ZERO(x)   (fabs(x) < 0.0001)
 110
 111 static void
 112 block_walker(ir_node * bb, void * data)
 113 {
 114   walkerdata_t  *wd = data;
 115
 116   set_insert_freq(wd->set, bb);
 117   set_irn_link(bb, (void*)wd->idx++);
 118 }
 119
 120 #ifdef USE_GSL
 121 static gsl_vector *
 122 solve_lgs(double * a_data, double * b_data, size_t size)
 123 {
 124   gsl_matrix_view m
 125     = gsl_matrix_view_array (a_data, size, size);
 126
 127   gsl_vector_view b
 128     = gsl_vector_view_array (b_data, size);
 129
 130   gsl_vector *x = gsl_vector_alloc (size);
 131
 132   int s;
 133
 134   gsl_permutation * p = gsl_permutation_alloc (size);
 135
 136   gsl_linalg_LU_decomp (&m.matrix, p, &s);
 137
 138   gsl_linalg_LU_solve (&m.matrix, p, &b.vector, x);
 139
 140   gsl_permutation_free (p);
 141
 142   return x;
 143 }
 144 #else
 145 static double *
 146 solve_lgs(double * A, double * b, size_t size)
 147 {
 148   if(firm_gaussjordansolve(A,b,size) == 0) {
 149     return b;
 150   } else {
 151     return NULL;
 152   }
 153 }
 154 #endif
 155
 156 static double
 157 get_cf_probability(ir_node *bb, int pos, double loop_weight)
 158 {
 159   double  sum = 0.0;
 160   double  cur = 0.0;
 161   int     i;
 162   ir_node *pred = get_Block_cfgpred_block(bb, pos);
 163
 164   cur = get_loop_depth(get_irn_loop(bb)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred)) ? 1.0 : loop_weight;
 165
 166   for(i = get_Block_n_cfg_outs(pred) - 1; i >= 0; --i) {
 167     ir_node *succ = get_Block_cfg_out(pred, i);
 168
 169     sum += get_loop_depth(get_irn_loop(succ)) < get_loop_depth(get_irn_loop(pred)) ? 1.0 : loop_weight;
 170   }
 171
 172   return cur/sum;
 173 }
 174
 175 static void exec_freq_node_info(void *ctx, FILE *f, const ir_node *irn)
 176 {
 177         if(is_Block(irn)) {
 178                 exec_freq_t *ef = ctx;
 179                 fprintf(f, "execution frequency: %g\n", get_block_execfreq(ef, irn));
 180         }
 181 }
 182
 183 exec_freq_t *
 184 compute_execfreq(ir_graph * irg, double loop_weight)
 185 {
 186   size_t        size;
 187   double       *matrix;
 188   double       *rhs;
 189   int           i;
 190   freq_t       *freq;
 191   walkerdata_t  wd;
 192         exec_freq_t  *ef;
 193         set          *freqs;
 194 #ifdef USE_GSL
 195   gsl_vector   *x;
 196 #else
 197   double       *x;
 198 #endif
 199
 200         ef = xmalloc(sizeof(ef[0]));
 201         memset(ef, 0, sizeof(ef[0]));
 202   freqs = ef->set = new_set(cmp_freq, 32);
 203
 204   construct_cf_backedges(irg);
 205
 206   wd.idx = 0;
 207   wd.set = freqs;
 208
 209   irg_block_walk_graph(irg, block_walker, NULL, &wd);
 210
 211   size = set_count(freqs);
 212   matrix = xmalloc(size*size*sizeof(*matrix));
 213   memset(matrix, 0, size*size*sizeof(*matrix));
 214   rhs = xmalloc(size*sizeof(*rhs));
 215   memset(rhs, 0, size*sizeof(*rhs));
 216
 217   set_foreach(freqs, freq) {
 218     ir_node *bb = (ir_node *)freq->irn;
 219     size_t  idx = (int)get_irn_link(bb);
 220
 221     matrix[idx * (size + 1)] = -1.0;
 222
 223     if (bb == get_irg_start_block(irg)) {
 224       rhs[(int)get_irn_link(bb)] = -1.0;
 225       continue;
 226     }
 227
 228     for(i = get_Block_n_cfgpreds(bb) - 1; i >= 0; --i) {
 229       ir_node *pred    = get_Block_cfgpred_block(bb, i);
 230       size_t  pred_idx = (int)get_irn_link(pred);
 231
 232 //      matrix[pred_idx + idx*size] += 1.0/(double)get_Block_n_cfg_outs(pred);
 233       matrix[pred_idx + idx * size] += get_cf_probability(bb, i, loop_weight);
 234     }
 235   }
 236
 237   x = solve_lgs(matrix, rhs, size);
 238   if(x == NULL) {
 239                 ef->infeasible = 1;
 240                 return ef;
 241   }
 242
 243   set_foreach(freqs, freq) {
 244     const ir_node *bb = freq->irn;
 245     size_t        idx = PTR_TO_INT(get_irn_link(bb));
 246
 247 #ifdef USE_GSL
 248     freq->freq = ZERO(gsl_vector_get(x, idx)) ? 0.0 : gsl_vector_get(x, idx);
 249 #else
 250     freq->freq = ZERO(x[idx]) ? 0.0 : x[idx];
 251 #endif
 252 //    ir_fprintf(stderr, "execfreq %+F: %f\n", bb, freq->freq);
 253   }
 254
 255 #ifdef USE_GSL
 256   gsl_vector_free(x);
 257 #endif
 258   free(matrix);
 259
 260         memset(&ef->hook, 0, sizeof(ef->hook));
 261         ef->hook.context = ef;
 262         ef->hook.hook._hook_node_info = exec_freq_node_info;
 263         register_hook(hook_node_info, &ef->hook);
 264
 265   return ef;
 266 }
 267
 268 void
 269 free_execfreq(exec_freq_t *ef)
 270 {
 271         del_set(ef->set);
 272         unregister_hook(hook_node_info, &ef->hook);
 273         free(ef);
 274 }
 275
 276 #undef ELEM