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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  13 #include "config.h"
  14 #endif
  15
  16 #include "execution_frequency.h"
  17
  18 #include "firm_common_t.h"
  19 #include "set.h"
  20 #include "pdeq.h"
  21
  22 #include "irprog.h"
  23 #include "irloop.h"
  24
  25 #include "interval_analysis.h"
  26
  27 /*------------------------------------------------------------------*/
  28 /* A hashmap mapping the frequency to block and loop nodes.  Block
  29  * and loop nodes are regions.                                      */
  30 /*------------------------------------------------------------------*/
  31
  32 typedef struct {
  33   void   *reg;
  34   double  freq;
  35 } reg_exec_freq;
  36
  37 /* We use this set for all nodes in all irgraphs. */
  38 static set *exec_freq_set = NULL;
  39
  40 static int exec_freq_cmp(const void *e1, const void *e2, size_t size) {
  41   reg_exec_freq *ef1 = (reg_exec_freq *)e1;
  42   reg_exec_freq *ef2 = (reg_exec_freq *)e2;
  43   return (ef1->reg != ef2->reg);
  44 }
  45
  46 static INLINE unsigned int exec_freq_hash(void *e) {
  47   unsigned int v = (unsigned int) ((reg_exec_freq *)e)->reg;
  48   return v ^ (v>>8);
  49 }
  50
  51 static INLINE void set_region_exec_freq(void *reg, double freq) {
  52   reg_exec_freq ef;
  53   ef.reg  = reg;
  54   ef.freq = freq;
  55   set_insert(exec_freq_set, &ef, sizeof(ef), exec_freq_hash(&ef));
  56 }
  57
  58 INLINE double get_region_exec_freq(void *reg) {
  59   reg_exec_freq ef, *found;
  60   ef.reg  = reg;
  61
  62   found = set_find(exec_freq_set, &ef, sizeof(ef), exec_freq_hash(&ef));
  63
  64   /* Not found if information is invalid. */
  65   if (found)
  66     return found->freq;
  67   else
  68     return 0;
  69 }
  70
  71 /* Returns the number of times the block is executed. */
  72 double     get_Block_exec_freq(ir_node *b) {
  73   return get_region_exec_freq((void *)b);
  74 }
  75
  76 double get_irn_exec_freq(ir_node *n) {
  77   if (!is_Block(n)) n = get_nodes_block(n);
  78   return get_Block_exec_freq(n);
  79 }
  80
  81
  82 /*------------------------------------------------------------------*/
  83 /* The algorithm to compute the execution freqencies.
  84  *
  85  * Walk the control flow loop tree which we consider the interval
  86  * tree.  Compute the execution for the lowest loop, add inner loops
  87  * to worklist.  Consider the inner loops as simple nodes.  Check that
  88  * there is only one loop header in each loop.                      */
  89 /*------------------------------------------------------------------*/
  90
  91 static double exception_prob = 0.001;
  92
  93 static INLINE int is_loop_head(ir_node *cond) {
  94   return false;
  95 }
  96
  97 static INLINE double get_weighted_region_exec_freq(void *reg, int pos) {
  98   void *pred_reg = get_region_in(reg, pos);
  99   double res, full_freq = get_region_exec_freq(pred_reg);
 100   int n_outs     = get_region_n_outs    (pred_reg);
 101   int n_exc_outs = get_region_n_exc_outs(pred_reg);
 102
 103   ir_node *cfop;
 104   if (is_ir_node(reg)) {
 105     cfop = skip_Proj(get_Block_cfgpred((ir_node *)reg, pos));
 106   } else {
 107     assert(is_ir_loop(reg));
 108     cfop = get_loop_cfop(reg, pos);
 109   }
 110
 111   if (is_fragile_op(cfop)) {
 112     res = full_freq * exception_prob;
 113   } else {
 114
 115     /* Equally distribute the weight after exceptions to the left over outs. */
 116     res = (full_freq *(1 - exception_prob * n_exc_outs)) / (n_outs - n_exc_outs);
 117   }
 118
 119   return res;
 120 }
 121
 122 static INLINE void compute_region_freqency(void *reg, double head_weight) {
 123   int i, n_ins = get_region_n_ins(reg);
 124   double my_freq = 0;
 125
 126   //printf("head weight %lf: ", head_weight); DDMR(reg);
 127
 128   for (i = 0; i < n_ins; ++i) {
 129     void *pred_reg = get_region_in(reg, i);
 130     if (pred_reg) {
 131       my_freq += get_weighted_region_exec_freq(reg, i);
 132     }
 133   }
 134
 135   if (my_freq == 0.0) {
 136     /* All preds are from outer loop. We are a head or so. */
 137     my_freq = head_weight;
 138   }
 139   set_region_exec_freq(reg, my_freq);
 140 }
 141
 142 static void check_proper_head(ir_loop *l, void *reg) {
 143   int i, n_ins = get_region_n_ins(reg);
 144   for (i = 0; i < n_ins; ++i) {
 145     assert(!get_region_in(reg, i));
 146   }
 147 }
 148
 149 /* Compute the ex freq for current_ir_graph */
 150 static void compute_frequency(int default_loop_weight) {
 151   ir_loop *outermost_l = get_irg_loop(current_ir_graph);
 152   pdeq *block_worklist = new_pdeq1(outermost_l);
 153
 154   /* Outermost start is considered a loop head.  We will soon multiply
 155      by default_loop_weight. */
 156   set_region_exec_freq(outermost_l, 1.0/default_loop_weight);
 157
 158   while (!pdeq_empty(block_worklist)) {
 159     ir_loop *l = (ir_loop *)pdeq_getl(block_worklist);
 160     int i, n_elems = get_loop_n_elements(l);
 161
 162     /* The header is initialized with the freqency of the full loop times the iteration weight. */
 163     check_proper_head(l, get_loop_element(l, 0).son);
 164
 165     for (i = 0; i < n_elems; ++i) {
 166       loop_element e = get_loop_element(l, i);
 167       if (is_ir_loop(e.son)) pdeq_putr(block_worklist, e.son);
 168       compute_region_freqency(e.son, default_loop_weight * get_region_exec_freq(l));
 169     }
 170   }
 171   del_pdeq(block_worklist);
 172 }
 173
 174 /* Compute the execution frequency for all blocks in the given
 175  * graph.
 176  *
 177  * irg:                 The graph to be analyzed.
 178  * default_loop_weight: The number of executions of a loop.
 179  */
 180 void compute_execution_frequency(ir_graph *irg, int default_loop_weight, double exception_probability) {
 181   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 182   current_ir_graph = irg;
 183   exception_prob = exception_probability;
 184   if (!exec_freq_set) exec_freq_set = new_set(exec_freq_cmp, 256);
 185
 186   construct_intervals(current_ir_graph);
 187   compute_frequency(default_loop_weight);
 188
 189   /*
 190     dump_loop_tree     (current_ir_graph, "-execfreq");
 191     dump_ir_block_graph(current_ir_graph, "-execfreq");
 192     dump_interval_graph(current_ir_graph, "-execfreq");
 193   */
 194
 195   current_ir_graph = rem;
 196 }
 197
 198
 199 void compute_execution_frequencies(int default_loop_weight, double exception_probability) {
 200   int i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
 201   free_intervals();
 202   for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 203     compute_execution_frequency(get_irp_irg(i), default_loop_weight, exception_probability);
 204   }
 205 }
 206
 207 /** free occupied memory, reset */
 208 void free_execution_frequency(void) {
 209   free_intervals();
 210   del_set(exec_freq_set);
 211 }