nsz Git - libfirm/blob - ir/be/bestat.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Provides several statistic functions for the backend.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @version     $Id$
  25  */
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include <time.h>
  31
  32 #include "irnode_t.h"
  33 #include "irprintf.h"
  34 #include "irgwalk.h"
  35 #include "irhooks.h"
  36 #include "execfreq.h"
  37 #include "dbginfo_t.h"
  38 #include "firmstat_t.h"
  39 #include "irtools.h"
  40 #include "pset.h"
  41 #include "statev.h"
  42
  43 #include "bearch_t.h"
  44 #include "bestat.h"
  45 #include "belive_t.h"
  46 #include "besched.h"
  47 #include "benode_t.h"
  48
  49 #ifdef FIRM_STATISTICS
  50
  51 typedef struct _be_stat_irg_t {
  52         ir_graph         *irg;       /**< the irg, the statistic is about */
  53         pset             *phases;    /**< node statistics for each phase  */
  54         struct obstack   obst;       /**< the obstack containing the information */
  55         const arch_env_t *arch_env;  /**< the current arch env */
  56 } be_stat_irg_t;
  57
  58 typedef struct _be_stat_phase_t {
  59         const arch_env_t *arch_env;  /**< the current arch env */
  60         const char       *phase;     /**< the name of the phase the statistic is about */
  61         unsigned long    num_nodes;  /**< overall number of reachable nodes in the irg */
  62         unsigned long    num_data;   /**< number of data nodes ((mode_datab && ! Proj && ! Phi)  || mode_T) */
  63         unsigned long    num_proj;   /**< number of Projs */
  64         unsigned long    num_phi;    /**< number of Phis */
  65         unsigned long    num_load;   /**< number of Loads */
  66         unsigned long    num_store;  /**< number of Stores */
  67         unsigned long    num_spill;  /**< number of Spills */
  68         unsigned long    num_reload; /**< number of Reloads */
  69 } be_stat_phase_t;
  70
  71 static set *be_stat_data = NULL;
  72
  73 static int cmp_stat_phase(const void *a, const void *b) {
  74         const be_stat_phase_t *p1 = a;
  75         const be_stat_phase_t *p2 = b;
  76
  77         return p1->phase != p2->phase;
  78 }
  79
  80 static int cmp_stat_data(const void *a, const void *b, size_t len) {
  81         const be_stat_irg_t *p1 = a;
  82         const be_stat_irg_t *p2 = b;
  83         (void) len;
  84
  85         return p1->irg != p2->irg;
  86 }
  87
  88 static be_stat_irg_t *find_stat_irg_entry(ir_graph *irg) {
  89         be_stat_irg_t *entry, key;
  90
  91         if (! be_stat_data)
  92                 return NULL;
  93
  94         key.irg = irg;
  95         entry   = set_find(be_stat_data, &key, sizeof(key), HASH_PTR(irg));
  96
  97         return entry;
  98 }
  99
 100 static be_stat_irg_t *get_stat_irg_entry(ir_graph *irg) {
 101         be_stat_irg_t *entry, key;
 102
 103         if (! be_stat_data)
 104                 return NULL;
 105
 106         entry = find_stat_irg_entry(irg);
 107
 108         if (! entry) {
 109                 key.irg = irg;
 110                 entry   = set_insert(be_stat_data, &key, sizeof(key), HASH_PTR(irg));
 111         }
 112
 113         return entry;
 114 }
 115
 116 typedef struct pressure_walker_env_t pressure_walker_env_t;
 117 struct pressure_walker_env_t {
 118         be_irg_t *birg;
 119         be_lv_t  *lv;
 120         double    insn_count;
 121         double    regpressure;
 122         int       max_pressure;
 123         const arch_register_class_t *cls;
 124 };
 125
 126 static void check_reg_pressure_class(pressure_walker_env_t *env,
 127                                      ir_node *block,
 128                                      const arch_register_class_t *cls)
 129 {
 130         be_irg_t         *birg = env->birg;
 131         ir_graph         *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 132         const arch_env_t *aenv = be_get_birg_arch_env(birg);
 133         ir_node          *irn;
 134         ir_nodeset_t      live_nodes;
 135         int               max_live;
 136
 137         ir_nodeset_init(&live_nodes);
 138         be_liveness_end_of_block(env->lv, aenv, cls, block, &live_nodes);
 139         max_live = ir_nodeset_size(&live_nodes);
 140         env->regpressure += max_live;
 141
 142         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 143                 int cnt;
 144
 145                 if(is_Phi(irn))
 146                         break;
 147
 148                 be_liveness_transfer(aenv, cls, irn, &live_nodes);
 149                 cnt      = ir_nodeset_size(&live_nodes);
 150                 max_live = cnt < max_live ? max_live : cnt;
 151                 env->regpressure += cnt;
 152                 env->insn_count++;
 153         }
 154
 155         if(max_live > env->max_pressure)
 156                 env->max_pressure = max_live;
 157
 158         stat_be_block_regpressure(irg, block, max_live, cls->name);
 159         ir_nodeset_destroy(&live_nodes);
 160 }
 161
 162 /**
 163  * Collect reg pressure statistics per block and per class.
 164  */
 165 static void stat_reg_pressure_block(ir_node *block, void *data) {
 166         pressure_walker_env_t *env = data;
 167
 168         if(env->cls != NULL) {
 169                 check_reg_pressure_class(env, block, env->cls);
 170         } else {
 171                 const arch_env_t *arch_env = be_get_birg_arch_env(env->birg);
 172                 int i, n;
 173
 174                 n = arch_isa_get_n_reg_class(arch_env->isa);
 175                 for (i = 0; i < n; i++) {
 176                         const arch_register_class_t *cls
 177                                 = arch_isa_get_reg_class(arch_env->isa, i);
 178
 179                         check_reg_pressure_class(env, block, cls);
 180                 }
 181         }
 182 }
 183
 184 void be_do_stat_reg_pressure(be_irg_t *birg) {
 185         pressure_walker_env_t  env;
 186         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 187         double                 average_pressure;
 188
 189         env.birg         = birg;
 190         env.insn_count   = 0;
 191         env.max_pressure = 0;
 192         env.regpressure  = 0;
 193         be_liveness_assure_sets(be_assure_liveness(birg));
 194         env.lv           = be_get_birg_liveness(birg);
 195
 196         // hack for now, TODO: remove me later
 197 #if 0
 198         env.cls          = NULL;
 199 #else
 200         env.cls          = arch_isa_get_reg_class(
 201                         be_get_birg_arch_env(birg)->isa, 2);
 202 #endif
 203
 204         /* Collect register pressure information for each block */
 205         irg_block_walk_graph(irg, stat_reg_pressure_block, NULL, &env);
 206
 207         average_pressure = env.regpressure / env.insn_count;
 208         stat_ev_emit("average_register_pressure", average_pressure);
 209         stat_ev_emit("maximum_register_pressure", env.max_pressure);
 210 }
 211
 212 /**
 213  * Notify statistic module about amount of ready nodes.
 214  */
 215 void be_do_stat_sched_ready(ir_node *block, const ir_nodeset_t *ready_set) {
 216         if (stat_is_active()) {
 217                 stat_be_block_sched_ready(get_irn_irg(block), block, MIN(ir_nodeset_size(ready_set), 5));
 218         }
 219 }
 220
 221 /**
 222  * Pass information about a perm to the statistic module.
 223  */
 224 void be_do_stat_perm(const char *class_name, int n_regs, ir_node *perm, ir_node *block, int n, int real_size) {
 225         if (stat_is_active()) {
 226                 stat_be_block_stat_perm(class_name, n_regs, perm, block, n, real_size);
 227         }
 228 }
 229
 230 /**
 231  * Pass information about a cycle or chain in a perm to the statistic module.
 232  */
 233 void be_do_stat_permcycle(const char *class_name, ir_node *perm, ir_node *block, int is_chain, int n_elems, int n_ops) {
 234         if (stat_is_active()) {
 235                 stat_be_block_stat_permcycle(class_name, perm, block, is_chain, n_elems, n_ops);
 236         }
 237 }
 238
 239 /**
 240  * Updates nodes statistics.
 241  */
 242 static void do_nodes_stat(ir_node *irn, void *env) {
 243         be_stat_phase_t  *phase = env;
 244         ir_mode          *mode;
 245         ir_opcode        opc;
 246         arch_irn_class_t irn_class;
 247
 248         if (is_Block(irn))
 249                 return;
 250
 251         mode = get_irn_mode(irn);
 252         opc  = get_irn_opcode(irn);
 253
 254         phase->num_nodes++;
 255
 256         /* check for nodes we want to ignore */
 257         if (be_is_Keep(irn)     ||
 258                 be_is_CopyKeep(irn) ||
 259                 opc == iro_Start    ||
 260                 opc == iro_End)
 261                 return;
 262
 263         if (is_Proj(irn) && (mode != mode_X)) {
 264                 phase->num_proj++;
 265                 return;
 266         }
 267         else if (is_Phi(irn)) {
 268                 phase->num_phi++;
 269                 return;
 270         }
 271         else if (mode_is_datab(mode) || ((mode == mode_T) && ! is_be_node(irn)) || (is_Proj(irn) && (mode == mode_X)))
 272                 phase->num_data++;
 273
 274         if (opc == iro_Load)
 275                 phase->num_load++;
 276         else if (opc == iro_Store)
 277                 phase->num_store++;
 278
 279         irn_class = arch_irn_classify(phase->arch_env, irn);
 280         if (irn_class & arch_irn_class_spill)
 281                 phase->num_spill++;
 282         else if (irn_class & arch_irn_class_reload)
 283                 phase->num_reload++;
 284         else if (irn_class & arch_irn_class_stackparam)
 285                 phase->num_load++;
 286         else if (irn_class & arch_irn_class_load)
 287                 phase->num_load++;
 288         else if (irn_class & arch_irn_class_store)
 289                 phase->num_store++;
 290 }
 291
 292 /**
 293  * Collects node statistics.
 294  *
 295  * @param irg      the to do statistics for
 296  * @param phase    the phase to collect the statistic for
 297  */
 298 void be_do_stat_nodes(ir_graph *irg, const char *phase) {
 299         be_stat_irg_t   *irg_entry;
 300         be_stat_phase_t *phase_entry, phase_key;
 301
 302         irg_entry = find_stat_irg_entry(irg);
 303
 304         if (! irg_entry)
 305                 return;
 306
 307         phase_key.phase = phase;
 308         phase_entry     = pset_find_ptr(irg_entry->phases, &phase_key);
 309
 310         if (! phase_entry) {
 311                 phase_entry = obstack_alloc(&irg_entry->obst, sizeof(*phase_entry));
 312                 phase_entry = pset_insert(irg_entry->phases, phase_entry, HASH_PTR(phase));
 313         }
 314         memset(phase_entry, 0, sizeof(*phase_entry));
 315
 316         phase_entry->phase    = phase;
 317         phase_entry->arch_env = irg_entry->arch_env;
 318
 319         irg_walk_blkwise_graph(irg_entry->irg, NULL, do_nodes_stat, phase_entry);
 320 }
 321
 322 /**
 323  * Dumps statistics about nodes (called from dump_snapshot)
 324  */
 325 static void be_dump_node_stat(dumper_t *dmp, graph_entry_t *entry) {
 326         be_stat_irg_t   *stat_irg = find_stat_irg_entry(entry->irg);
 327         be_stat_phase_t *phase;
 328
 329         if (! stat_irg || ! stat_irg->phases)
 330                 return;
 331
 332         fprintf(dmp->f, "===> BE NODE STATISTIC BEGIN <===\n");
 333
 334         foreach_pset(stat_irg->phases, phase) {
 335                 fprintf(dmp->f, "--> Phase: %s\n", phase->phase);
 336                 fprintf(dmp->f, "# nodes:      %ld\n", phase->num_nodes);
 337                 fprintf(dmp->f, "# data nodes: %ld\n", phase->num_data);
 338                 fprintf(dmp->f, "# Proj:       %ld\n", phase->num_proj);
 339                 fprintf(dmp->f, "# Phi:        %ld\n", phase->num_phi);
 340                 fprintf(dmp->f, "# Load:       %ld\n", phase->num_load);
 341                 fprintf(dmp->f, "# Store:      %ld\n", phase->num_store);
 342                 fprintf(dmp->f, "# Spill:      %ld\n", phase->num_spill);
 343                 fprintf(dmp->f, "# Reload:     %ld\n", phase->num_reload);
 344         }
 345
 346         fprintf(dmp->f, "===> BE NODE STATISTIC END <===\n");
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Returns a be statistic object for the given irg.
 351  */
 352 void be_stat_init_irg(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg) {
 353         static int reg_func  = 1;
 354
 355         if (stat_is_active()) {
 356                 be_stat_irg_t *stat_irg;
 357
 358                 if (! be_stat_data)
 359                         be_stat_data = new_set(cmp_stat_data, 8);
 360
 361                 stat_irg           = get_stat_irg_entry(irg);
 362                 stat_irg->irg      = irg;
 363                 stat_irg->phases   = new_pset(cmp_stat_phase, 8);
 364                 stat_irg->arch_env = arch_env;
 365                 obstack_init(&stat_irg->obst);
 366
 367                 if (reg_func) {
 368                         /* first init: register dumper */
 369                         stat_register_dumper_func(be_dump_node_stat);
 370                         reg_func = 0;
 371                 }
 372         }
 373 }
 374 #endif /* FIRM_STATISTICS */
 375
 376 typedef struct _estimate_irg_costs_env_t {
 377         const arch_env_t *arch_env;
 378         ir_exec_freq     *execfreqs;
 379         double           costs;
 380 } estimate_irg_costs_env_t;
 381
 382 static void estimate_block_costs(ir_node *block, void *data)
 383 {
 384         estimate_irg_costs_env_t *env = data;
 385         ir_node *node;
 386         double  costs = 0.0;
 387
 388         sched_foreach(block, node) {
 389                 costs += arch_get_op_estimated_cost(env->arch_env, node);
 390         }
 391
 392         env->costs += costs * get_block_execfreq(env->execfreqs, block);
 393 }
 394
 395 double be_estimate_irg_costs(ir_graph *irg, const arch_env_t *arch_env, ir_exec_freq *execfreqs)
 396 {
 397         estimate_irg_costs_env_t env;
 398
 399         env.arch_env  = arch_env;
 400         env.execfreqs = execfreqs;
 401         env.costs     = 0.0;
 402
 403         irg_block_walk_graph(irg, estimate_block_costs, NULL, &env);
 404
 405         return env.costs;
 406 }
 407
 408 #ifdef FIRM_STATISTICS
 409
 410
 411 #else /* FIRM_STATISTICS */
 412
 413 void (be_stat_init_irg)(const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg) {}
 414 void (be_do_stat_nodes)(ir_graph *irg, const char *phase) {}
 415 void (be_do_stat_reg_pressure)(be_irg_t *birg) {}
 416 void (be_do_stat_sched_ready)(ir_node *block, ir_nodeset_t *ready_set) {}
 417 void (be_do_stat_perm)(const char *class_name, int n_regs, ir_node *perm, ir_node *block, int n, int real_size) {}
 418
 419 #endif /* FIRM_STATISTICS */