5ba3a9ae70179f227f0df7a1628e9a6f0812ef03
[libfirm] / ir / stat / firmstat_t.h
1 /*
2  * Project:     libFIRM
3  * File name:   ir/stat/firmstat_t.h
4  * Purpose:     Statistics for Firm. Internal data structures.
5  * Author:      Michael Beck
6  * Created:
7  * CVS-ID:      $Id$
8  * Copyright:   (c) 2004 Universität Karlsruhe
9  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
10  */
11 #ifndef _FIRMSTAT_T_H_
12 #define _FIRMSTAT_T_H_
13
14 /**
15  * @file firmstat_t.h
16  */
17 #include "firmstat.h"
18
19 #include "irop_t.h"
20 #include "irnode_t.h"
21 #include "irgraph_t.h"
22 #include "pset.h"
23 #include "pdeq.h"
24 #include "irprog.h"
25 #include "irgwalk.h"
26 #include "counter.h"
27 #include "irhooks.h"
28 #include "ident.h"
29
30 /* some useful macro. */
31 #define ARR_SIZE(a)   (sizeof(a)/sizeof((a)[0]))
32
33 /*
34  * just be make some things clear :-), the
35  * poor man "generics"
36  */
37 #define HASH_MAP(type) hmap_##type
38
39 typedef pset hmap_node_entry_t;
40 typedef pset hmap_graph_entry_t;
41 typedef pset hmap_opt_entry_t;
42 typedef pset hmap_block_entry_t;
43 typedef pset hmap_be_block_entry_t;
44 typedef pset hmap_reg_pressure_entry_t;
45 typedef pset hmap_perm_stat_entry_t;
46 typedef pset hmap_perm_class_entry_t;
47 typedef pset hmap_ir_op;
48 typedef pset hmap_distrib_entry_t;
49
50 /**
51  * An entry in a distribution table
52  */
53 typedef struct _distrib_entry_t {
54   counter_t      cnt;       /**< the current count */
55   const void *object;   /**< the object which is counted */
56 } distrib_entry_t;
57
58 /** The type of the hash function for objects in distribution tables. */
59 typedef unsigned (*distrib_hash_fun)(const void *object);
60
61 /**
62  * The distribution table.
63  */
64 typedef struct _distrib_tbl_t {
65   struct obstack                cnts;       /**< obstack containing the distrib_entry_t entries */
66   HASH_MAP(distrib_entry_t)     *hash_map;  /**< the hash map containing the distribution */
67   distrib_hash_fun          hash_func;  /**< the hash function for object in this distribution */
68   unsigned                  int_dist;   /**< non-zero, if it's a integer distribution */
69 } distrib_tbl_t;
70
71 /**
72  * possible address marker values
73  */
74 enum adr_marker_t {
75   MARK_ADDRESS_CALC     = 1,    /**< the node is an address expression */
76   MARK_REF_ADR          = 2,    /**< the node is referenced by an address expression */
77   MARK_REF_NON_ADR      = 4,    /**< the node is referenced by a non-address expression */
78 };
79
80 /**
81  * An entry in the address_mark set
82  */
83 typedef struct _address_mark_entry_t {
84   ir_node  *node;               /**< the node which this entry belongs to, needed for compare */
85   unsigned mark;                /**< the mark, a bitmask of enum adr_marker_t */
86 } address_mark_entry_t;
87
88 /**
89  * An entry for ir_nodes, used in ir_graph statistics.
90  */
91 typedef struct _node_entry_t {
92   counter_t   cnt_alive;    /**< amount of nodes in this entry */
93   counter_t   new_node;     /**< amount of new nodes for this entry */
94   counter_t   into_Id;      /**< amount of nodes that turned into Id's for this entry */
95   const ir_op *op;          /**< the op for this entry */
96 } node_entry_t;
97
98 enum leaf_call_state_t {
99   LCS_UNKNOWN       = 0,      /**< state is unknown yet */
100   LCS_LEAF_CALL     = 1,      /**< only leaf functions will be called */
101   LCS_NON_LEAF_CALL = 2,      /**< at least one non-leaf function will be called or indetermined */
102 };
103
104 /**
105  * An entry for ir_graphs. These numbers are calculated for every IR graph.
106  */
107 typedef struct _graph_entry_t {
108   struct obstack             recalc_cnts;                  /**< obstack containing the counters that are recalculated */
109   HASH_MAP(node_entry_t)     *opcode_hash;                 /**< hash map containing the opcode counter */
110   HASH_MAP(block_entry_t)    *block_hash;                  /**< hash map containing the block counter */
111   HASH_MAP(block_entry_t)    *extbb_hash;                  /**< hash map containing the extended block counter */
112   HASH_MAP(be_block_entry_t) *be_block_hash;               /**< hash map containing backend block information */
113   counter_t                  cnt_walked;                   /**< walker walked over the graph */
114   counter_t                  cnt_walked_blocks;            /**< walker walked over the graph blocks */
115   counter_t                  cnt_was_inlined;              /**< number of times other graph were inlined */
116   counter_t                  cnt_got_inlined;              /**< number of times this graph was inlined */
117   counter_t                  cnt_strength_red;             /**< number of times strength reduction was successful on this graph */
118   counter_t                  cnt_edges;                    /**< number of DF edges in this graph */
119   counter_t                  cnt_all_calls;                /**< number of all calls */
120   counter_t                  cnt_call_with_cnst_arg;       /**< number of calls with const args */
121   counter_t                  cnt_indirect_calls;           /**< number of indirect calls */
122   counter_t                  cnt_if_conv[IF_RESULT_LAST];  /**< number of if conversions */
123   counter_t                  cnt_real_func_call;           /**< number real function call optimization */
124   unsigned                   num_tail_recursion;           /**< number of tail recursion optimizations */
125   HASH_MAP(opt_entry_t)      *opt_hash[FS_OPT_MAX];        /**< hash maps containing opcode counter for optimizations */
126   ir_graph                   *irg;                         /**< the graph of this object */
127   entity                     *ent;                         /**< the entity of this graph if one exists */
128   set                        *address_mark;                /**< a set containing the address marks of the nodes */
129   unsigned                   is_deleted:1;                 /**< set if this irg was deleted */
130   unsigned                   is_leaf:1;                    /**< set, if this irg is a leaf function */
131   unsigned                   is_leaf_call:2;               /**< set, if this irg calls only leaf functions */
132   unsigned                   is_recursive:1;               /**< set, if this irg has recursive calls */
133   unsigned                   is_chain_call:1;              /**< set, if this irg is a chain call */
134   unsigned                   is_analyzed:1;                /**< helper: set, if this irg was already analysed */
135 } graph_entry_t;
136
137 /**
138  * An entry for optimized ir_nodes
139  */
140 typedef struct _opt_entry_t {
141   counter_t   count;    /**< optimization counter */
142   const ir_op *op;      /**< the op for this entry */
143 } opt_entry_t;
144
145 /**
146  * An entry for register pressure.
147  */
148 typedef struct _reg_pressure_entry_t {
149   ident *id_name;    /**< name of the register class */
150   int    pressure;   /**< the register pressure for this class */
151 } reg_pressure_entry_t;
152
153 /**
154  * An entry for permutation statistics.
155  */
156 typedef struct _perm_stat_entry_t {
157   ir_node       *perm;       /**< the perm node */
158   int            size;       /**< complete size */
159   int            real_size;  /**< number of pairs with different registers */
160   int            n_copies;   /**< number of copies created for lowering */
161   int            n_exchg;    /**< number of exchanges created for lowering */
162   distrib_tbl_t *cycles;     /**< distribution of cycle lengths */
163   distrib_tbl_t *chains;     /**< distribution of chain lengths */
164 } perm_stat_entry_t;
165
166 /**
167  * An entry for permutation statistics per class.
168  */
169 typedef struct _perm_class_entry_t {
170   ident                       *id_name;    /**< name of the register class */
171   int                          n_regs;     /**< number of register in this class */
172   HASH_MAP(perm_stat_entry_t) *perm_stat;  /**< statistics about all perm nodes of this class */
173 } perm_class_entry_t;
174
175 /**
176  * An entry for a block or extended block in a ir-graph
177  */
178 typedef struct _be_block_entry_t {
179   long                           block_nr;         /**< block nr */
180   distrib_tbl_t                  *sched_ready;     /**< distribution of ready nodes per block */
181   /**< the highest register pressures for this block for each register class */
182   HASH_MAP(reg_pressure_entry_t) *reg_pressure;
183   HASH_MAP(perm_class_entry_t)   *perm_class_stat; /**< statistics about perm nodes for each register class */
184 } be_block_entry_t;
185
186 /**
187  * An entry for a block or extended block in a ir-graph
188  */
189 typedef struct _block_entry_t {
190   counter_t       cnt_nodes;     /**< the counter of nodes in this block */
191   counter_t       cnt_edges;     /**< the counter of edges in this block */
192   counter_t       cnt_in_edges;  /**< the counter of edges incoming from other blocks to this block */
193   counter_t       cnt_out_edges; /**< the counter of edges outgoing from this block to other blocks */
194   counter_t       cnt_phi_data;  /**< the counter of data Phi nodes in this block */
195   long            block_nr;      /**< block nr */
196 } block_entry_t;
197
198 /** An entry for an extended block in a ir-graph */
199 typedef block_entry_t extbb_entry_t;
200
201 /**
202  * Some potential interesting float values
203  */
204 typedef enum _float_classify_t {
205   STAT_FC_0,                /**< the float value 0.0 */
206   STAT_FC_1,                /**< the float value 1.0 */
207   STAT_FC_2,                /**< the float value 2.0 */
208   STAT_FC_0_5,              /**< the float value 0.5 */
209   STAT_FC_EXACT,            /**< an exact value */
210   STAT_FC_OTHER,            /**< all other values */
211   STAT_FC_MAX               /**< last value */
212 } float_classify_t;
213
214 /**
215  * constant info
216  */
217 typedef struct _constant_info_t {
218   counter_t  int_bits_count[32];  /**< distribution of bit sizes of integer constants */
219   counter_t  floats[STAT_FC_MAX]; /**< floating point constants */
220   counter_t  others;              /**< all other constants */
221 } constant_info_t;
222
223 /** forward */
224 typedef struct _dumper_t dumper_t;
225
226 /**
227  * handler for dumping an IRG
228  *
229  * @param dmp   the dumper
230  * @param entry the IR-graph hash map entry
231  */
232 typedef void (*dump_graph_FUNC)(dumper_t *dmp, graph_entry_t *entry);
233
234 /**
235  * handler for dumper init
236  *
237  * @param dmp   the dumper
238  * @param name  name of the file to dump to
239  */
240 typedef void (*dump_init_FUNC)(dumper_t *dmp, const char *name);
241
242 /**
243  * handler for dumper a constant info table
244  *
245  * @param dmp   the dumper
246  */
247 typedef void (*dump_const_table_FUNC)(dumper_t *dmp, const constant_info_t *tbl);
248
249 /**
250  * handler for dumper finish
251  *
252  * @param dmp   the dumper
253  */
254 typedef void (*dump_finish_FUNC)(dumper_t *dmp);
255
256 /**
257  * statistics info
258  */
259 typedef struct _statistic_info_t {
260   unsigned                stat_options;   /**< statistic options: field must be first */
261   struct obstack          cnts;           /**< obstack containing the counters that are incremented */
262   struct obstack          be_data;        /**< obstack containing backend statistics data */
263   HASH_MAP(graph_entry_t) *irg_hash;      /**< hash map containing the counter for irgs */
264   HASH_MAP(ir_op)         *ir_op_hash;    /**< hash map containing all ir_ops (accessible by op_codes) */
265   pdeq                    *wait_q;        /**< wait queue for leaf call decision */
266   int                     recursive;      /**< flag for detecting recursive hook calls */
267   int                     in_dead_node_elim;    /**< set, if dead node elimination runs */
268   ir_op                   *op_Phi0;       /**< pseudo op for Phi0 */
269   ir_op                   *op_PhiM;       /**< pseudo op for memory Phi */
270   ir_op                   *op_ProjM;      /**< pseudo op for memory Proj */
271   ir_op                   *op_MulC;       /**< pseudo op for multiplication by const */
272   ir_op                   *op_DivC;       /**< pseudo op for division by const */
273   ir_op                   *op_ModC;       /**< pseudo op for modulo by const */
274   ir_op                   *op_DivModC;    /**< pseudo op for DivMod by const */
275   ir_op                   *op_SelSel;     /**< pseudo op for Sel(Sel) */
276   ir_op                   *op_SelSelSel;  /**< pseudo op for Sel(Sel(Sel)) */
277   dumper_t                *dumper;        /**< list of dumper */
278   int                     reassoc_run;    /**< if set, reassociation is running */
279   constant_info_t         const_info;     /**< statistic info for constants */
280 } stat_info_t;
281
282 /**
283  * a dumper description
284  */
285 struct _dumper_t {
286   dump_graph_FUNC         dump_graph;     /**< handler for dumping an irg */
287   dump_const_table_FUNC   dump_const_tbl; /**< handler for dumping a const table */
288   dump_init_FUNC          init;           /**< handler for init */
289   dump_finish_FUNC        finish;         /**< handler for finish */
290   FILE                    *f;             /**< the file to dump to */
291   stat_info_t             *status;        /**< access to the global status */
292   dumper_t                *next;          /**< link to the next dumper */
293 };
294
295 /**
296  * helper: get an ir_op from an opcode
297  */
298 ir_op *stat_get_op_from_opcode(opcode code);
299
300 /* API for distribution tables */
301
302 /**
303  * creates a new distribution table.
304  *
305  * @param cmp_func   Compare function for objects in the distribution
306  * @param hash_func  Hash function for objects in the distribution
307  */
308 distrib_tbl_t *stat_new_distrib_tbl(pset_cmp_fun cmp_func, distrib_hash_fun hash_func);
309
310 /**
311  * creates a new distribution table for an integer distribution.
312  */
313 distrib_tbl_t *stat_new_int_distrib_tbl(void);
314
315 /**
316  * destroys a distribution table.
317  */
318 void stat_delete_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
319
320 /**
321  * adds a new object count into the distribution table.
322  */
323 void stat_add_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, const void *object, const counter_t *cnt);
324
325 /**
326  * adds a new key count into the integer distribution table.
327  */
328 void stat_add_int_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, int key, const counter_t *cnt);
329
330 /**
331  * calculates the mean value of a distribution.
332  */
333 double stat_calc_mean_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
334
335 /**
336  * calculates the average value of a distribution
337  */
338 double stat_calc_avg_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
339
340 /** evaluates each entry of a distribution table. */
341 typedef void (*eval_distrib_entry_fun)(const distrib_entry_t *entry, void *env);
342
343 /**
344  * iterates over all entries in a distribution table
345  */
346 void stat_iterate_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, eval_distrib_entry_fun eval, void *env);
347
348 /**
349  * update info on Consts.
350  *
351  * @param node   The Const node
352  * @param graph  The graph entry containing the call
353  */
354 void stat_update_const(stat_info_t *status, ir_node *node, graph_entry_t *graph);
355
356 /**
357  * clears the const statistics for a new snapshot.
358  */
359 void stat_const_clear(stat_info_t *status);
360
361 /**
362  * initialize the Const statistic.
363  */
364 void stat_init_const_cnt(stat_info_t *status);
365
366 /**
367  * return a human readable name for an float classification
368  */
369 const char *stat_fc_name(float_classify_t classification);
370
371 #endif /* _FIRMSTAT_T_H_ */