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 static set   *freqs = NULL;
  46
  47 #define set_foreach(s,i) for((i)=set_first((s)); (i); (i)=set_next((s)))
  48
  49 typedef struct _walkerdata_t {
  50   set    *set;
  51   size_t  idx;
  52 } walkerdata_t;
  53
  54 static int
  55 cmp_freq(const void *a, const void *b, size_t size)
  56 {
  57   const freq_t *p = a;
  58   const freq_t *q = b;
  59
  60   return !(p->irn == q->irn);
  61 }
  62
  63 static freq_t *
  64 set_find_freq(set * set, const ir_node * irn)
  65 {
  66   freq_t     query;
  67
  68   query.irn = irn;
  69   return set_find(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  70 }
  71
  72 static freq_t *
  73 set_insert_freq(set * set, const ir_node * irn)
  74 {
  75   freq_t     query;
  76
  77   query.irn = irn;
  78   query.freq = 0.0;
  79   return set_insert(set, &query, sizeof(query), HASH_PTR(irn));
  80 }
  81
  82 double
  83 get_block_execfreq(const ir_node * irn)
  84 {
  85   freq_t *freq;
  86
  87   assert(is_Block(irn));
  88
  89   freq = set_find_freq(freqs, irn);
  90
  91   assert(freq);
  92
  93   return freq->freq;
  94 }
  95
  96 #define ZERO(x)   (((x) > 0) ? ((x) < 0.0001) : ((x) > -0.0001))
  97
  98 static void
  99 block_walker(ir_node * bb, void * data)
 100 {
 101   walkerdata_t  *wd = data;
 102
 103   set_insert_freq(wd->set, bb);
 104   set_irn_link(bb, (void*)wd->idx++);
 105 }
 106
 107 #ifdef USE_GSL
 108 static gsl_vector *
 109 solve_lgs(double * a_data, double * b_data, size_t size)
 110 {
 111   gsl_matrix_view m
 112     = gsl_matrix_view_array (a_data, size, size);
 113
 114   gsl_vector_view b
 115     = gsl_vector_view_array (b_data, size);
 116
 117   gsl_vector *x = gsl_vector_alloc (size);
 118
 119   int s;
 120
 121   gsl_permutation * p = gsl_permutation_alloc (size);
 122
 123   gsl_linalg_LU_decomp (&m.matrix, p, &s);
 124
 125   gsl_linalg_LU_solve (&m.matrix, p, &b.vector, x);
 126
 127   gsl_permutation_free (p);
 128
 129   return x;
 130 }
 131 #else
 132 static double *
 133 solve_lgs(double * A, double * b, size_t size)
 134 {
 135   if(firm_gaussjordansolve(A,b,size) == 0) {
 136     return b;
 137   } else {
 138     return NULL;
 139   }
 140 }
 141 #endif
 142
 143 static double
 144 get_cf_probability(ir_node *bb, int pos, double loop_weight)
 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 void
 163 compute_execfreq(ir_graph * irg, double loop_weight)
 164 {
 165   size_t        size;
 166   double       *matrix;
 167   double       *rhs;
 168   int           i;
 169   freq_t       *freq;
 170   walkerdata_t  wd;
 171 #ifdef USE_GSL
 172   gsl_vector   *x;
 173 #else
 174   double       *x;
 175 #endif
 176
 177   free_execfreq();
 178   freqs = new_set(cmp_freq, 32);
 179
 180   construct_cf_backedges(irg);
 181
 182   wd.idx = 0;
 183   wd.set = freqs;
 184
 185   irg_block_walk_graph(irg, block_walker, NULL, &wd);
 186
 187   size = set_count(freqs);
 188   matrix = xmalloc(size*size*sizeof(*matrix));
 189   memset(matrix, 0, size*size*sizeof(*matrix));
 190   rhs = xmalloc(size*sizeof(*rhs));
 191   memset(rhs, 0, size*sizeof(*rhs));
 192
 193   set_foreach(freqs, freq) {
 194     ir_node *bb = (ir_node *)freq->irn;
 195     size_t  idx = (int)get_irn_link(bb);
 196
 197     matrix[idx * (size + 1)] = -1.0;
 198
 199     if (bb == get_irg_start_block(irg)) {
 200       rhs[(int)get_irn_link(bb)] = -1.0;
 201       continue;
 202     }
 203
 204     for(i = get_Block_n_cfgpreds(bb) - 1; i >= 0; --i) {
 205       ir_node *pred    = get_Block_cfgpred_block(bb, i);
 206       size_t  pred_idx = (int)get_irn_link(pred);
 207
 208 //      matrix[pred_idx + idx*size] += 1.0/(double)get_Block_n_cfg_outs(pred);
 209       matrix[pred_idx + idx * size] += get_cf_probability(bb, i, loop_weight);
 210     }
 211   }
 212
 213   x = solve_lgs(matrix, rhs, size);
 214   if(x == NULL) {
 215     del_set(freqs);
 216     return;
 217   }
 218
 219   set_foreach(freqs, freq) {
 220     const ir_node *bb = freq->irn;
 221     size_t        idx = PTR_TO_INT(get_irn_link(bb));
 222
 223 #ifdef USE_GSL
 224     freq->freq = ZERO(gsl_vector_get(x, idx)) ? 0.0 : gsl_vector_get(x, idx);
 225 #else
 226     freq->freq = ZERO(x[idx]) ? 0.0 : x[idx];
 227 #endif
 228 //    ir_fprintf(stderr, "execfreq %+F: %f\n", bb, freq->freq);
 229   }
 230
 231 #ifdef USE_GSL
 232   gsl_vector_free(x);
 233 #endif
 234   free(matrix);
 235
 236   return;
 237 }
 238
 239 void
 240 free_execfreq()
 241 {
 242   if(freqs) del_set(freqs);
 243 }
 244
 245 #undef ELEM