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

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/ana/execution_frequency.c
   4  * Purpose:     Compute an estimate of basic block executions.
   5  * Author:      Goetz Lindenmaier
   6  * Modified by:
   7  * Created:     5.11.2004
   8  * CVS-ID:      $Id$
   9  * Copyright:   (c) 2004 Universität Karlsruhe
  10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  11  */
  12
  13 #include "execution_frequency.h"
  14
  15 #include "firm_common_t.h"
  16 #include "set.h"
  17 #include "pdeq.h"
  18
  19 #include "irprog.h"
  20 #include "irloop.h"
  21
  22 #include "interval_analysis.h"
  23
  24 /*------------------------------------------------------------------*/
  25 /* A hashmap mapping the frequency to block and loop nodes.  Block
  26  * and loop nodes are regions.                                      */
  27 /*------------------------------------------------------------------*/
  28
  29 typedef struct {
  30   void   *reg;
  31   double  freq;
  32 } reg_exec_freq;
  33
  34 /* We use this set for all nodes in all irgraphs. */
  35 static set *exec_freq_set = NULL;
  36
  37 static int exec_freq_cmp(const void *e1, const void *e2, size_t size) {
  38   reg_exec_freq *ef1 = (reg_exec_freq *)e1;
  39   reg_exec_freq *ef2 = (reg_exec_freq *)e2;
  40   return (ef1->reg != ef2->reg);
  41 }
  42
  43 static INLINE unsigned int exec_freq_hash(void *e) {
  44   unsigned int v = (unsigned int) ((reg_exec_freq *)e)->reg;
  45   return v ^ (v>>8);
  46 }
  47
  48 static INLINE void set_region_exec_freq(void *reg, double freq) {
  49   reg_exec_freq ef;
  50   ef.reg  = reg;
  51   ef.freq = freq;
  52   set_insert(exec_freq_set, &ef, sizeof(ef), exec_freq_hash(&ef));
  53 }
  54
  55 INLINE double get_region_exec_freq(void *reg) {
  56   reg_exec_freq ef, *found;
  57   ef.reg  = reg;
  58
  59   found = set_find(exec_freq_set, &ef, sizeof(ef), exec_freq_hash(&ef));
  60   assert(found);
  61   return found->freq;
  62 }
  63
  64 /* Returns the number of times the block is executed. */
  65 double     get_Block_exec_freq(ir_node *b) {
  66   return get_region_exec_freq((void *)b);
  67 }
  68
  69
  70 /*------------------------------------------------------------------*/
  71 /* The algorithm to compute the execution freqencies.
  72  *
  73  * Walk the control flow loop tree which we consider the interval
  74  * tree.  Compute the execution for the lowest loop, add inner loops
  75  * to worklist.  Consider the inner loops as simple nodes.  Check that
  76  * there is only one loop header in each loop.                      */
  77 /*------------------------------------------------------------------*/
  78
  79 static double exception_prob = 0.001;
  80
  81 static INLINE int is_loop_head(ir_node *cond) {
  82   return false;
  83 }
  84
  85 static INLINE double get_weighted_region_exec_freq(void *reg, int pos) {
  86   void *pred_reg = get_region_in(reg, pos);
  87   double res, full_freq = get_region_exec_freq(pred_reg);
  88   int n_outs     = get_region_n_outs    (pred_reg);
  89   int n_exc_outs = get_region_n_exc_outs(pred_reg);
  90
  91   ir_node *cfop;
  92   if (is_ir_node(reg)) {
  93     cfop = skip_Proj(get_Block_cfgpred((ir_node *)reg, pos));
  94   } else {
  95     assert(is_ir_loop(reg));
  96     cfop = get_loop_cfop(reg, pos);
  97   }
  98
  99   if (is_fragile_op(cfop)) {
 100     res = full_freq * exception_prob;
 101   } else {
 102
 103     /* Equally distribute the weight after exceptions to the left over outs. */
 104     res = (full_freq *(1 - exception_prob * n_exc_outs)) / (n_outs - n_exc_outs);
 105   }
 106
 107   return res;
 108 }
 109
 110 static INLINE void compute_region_freqency(void *reg, double head_weight) {
 111   int i, n_ins = get_region_n_ins(reg);
 112   double my_freq = 0;
 113
 114   //printf("head weight %lf: ", head_weight); DDMR(reg);
 115
 116   for (i = 0; i < n_ins; ++i) {
 117     void *pred_reg = get_region_in(reg, i);
 118     if (pred_reg) {
 119       if (is_ir_node(reg) && get_irn_node_nr((ir_node *)reg) == 50573)
 120         printf(" + %lf", get_weighted_region_exec_freq(reg, i));
 121       my_freq += get_weighted_region_exec_freq(reg, i);
 122     }
 123   }
 124   if (is_ir_node(reg) && get_irn_node_nr(reg) == 50573) {
 125     printf(" myfreq %lf", my_freq); DDMN((ir_node *)reg);
 126   }
 127
 128   if (my_freq == 0.0) {
 129     /* All preds are from outer loop. We are a head or so. */
 130     my_freq = head_weight;
 131   }
 132   set_region_exec_freq(reg, my_freq);
 133 }
 134
 135 static void check_proper_head(ir_loop *l, void *reg) {
 136   int i, n_ins = get_region_n_ins(reg);
 137   for (i = 0; i < n_ins; ++i) {
 138     assert(!get_region_in(reg, i));
 139   }
 140 }
 141
 142 /* Compute the ex freq for current_ir_graph */
 143 static void compute_frequency(int default_loop_weight) {
 144   ir_loop *outermost_l = get_irg_loop(current_ir_graph);
 145   pdeq *block_worklist = new_pdeq1(outermost_l);
 146
 147   set_region_exec_freq(outermost_l, 1.0/default_loop_weight);  /* outermost start is considered a loop head. */
 148
 149   while (!pdeq_empty(block_worklist)) {
 150     ir_loop *l = (ir_loop *)pdeq_getl(block_worklist);
 151     int i, n_elems = get_loop_n_elements(l);
 152
 153     /* The header is initialized with the freqency of the full loop times the iteration weight. */
 154     check_proper_head(l, get_loop_element(l, 0).son);
 155
 156     for (i = 0; i < n_elems; ++i) {
 157       loop_element e = get_loop_element(l, i);
 158       if (is_ir_loop(e.son)) pdeq_putr(block_worklist, e.son);
 159       compute_region_freqency(e.son, default_loop_weight * get_region_exec_freq(l));
 160     }
 161   }
 162   del_pdeq(block_worklist);
 163 }
 164
 165 /* Compute the execution frequency for all blocks in the given
 166  * graph.
 167  *
 168  * irg:                 The graph to be analyzed.
 169  * default_loop_weight: The number of executions of a loop.
 170  */
 171 void compute_execution_frequency(ir_graph *irg, int default_loop_weight, double exception_probability) {
 172   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 173   current_ir_graph = irg;
 174   exception_prob = exception_probability;
 175   if (!exec_freq_set) exec_freq_set = new_set(exec_freq_cmp, 256);
 176
 177   construct_intervals(current_ir_graph);
 178   compute_frequency(default_loop_weight);
 179
 180   /*
 181   dump_loop_tree     (current_ir_graph, "-execfreq");
 182   dump_ir_block_graph(current_ir_graph, "-execfreq");
 183   dump_interval_graph(current_ir_graph, "-execfreq");
 184   */
 185
 186   current_ir_graph = rem;
 187 }
 188
 189
 190 void compute_execution_frequencies(int default_loop_weight, double exception_probability) {
 191   int i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
 192   free_intervals();
 193   for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 194     compute_execution_frequency(get_irp_irg(i), default_loop_weight, exception_probability);
 195   }
 196 }
 197
 198 /** free occupied memory, reset */
 199 void free_execution_frequency(void) {
 200   free_intervals();
 201   del_set(exec_freq_set);
 202 }