ac51b8d9886bf5c83b4de380c2e777ae3d21c34d
[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
29 /* some useful macro. */
30 #define ARR_SIZE(a)   (sizeof(a)/sizeof((a)[0]))
31
32 /*
33  * just be make some things clear :-), the
34  * poor man "generics"
35  */
36 #define HASH_MAP(type) hmap_##type
37
38 typedef pset hmap_node_entry_t;
39 typedef pset hmap_graph_entry_t;
40 typedef pset hmap_opt_entry_t;
41 typedef pset hmap_block_entry_t;
42 typedef pset hmap_be_block_entry_t;
43 typedef pset hmap_reg_pressure_entry_t;
44 typedef pset hmap_perm_stat_entry_t;
45 typedef pset hmap_perm_class_entry_t;
46 typedef pset hmap_ir_op;
47 typedef pset hmap_distrib_entry_t;
48
49 /**
50  * An entry in a distribution table
51  */
52 typedef struct _distrib_entry_t {
53   counter_t      cnt;       /**< the current count */
54   const void *object;   /**< the object which is counted */
55 } distrib_entry_t;
56
57 /** The type of the hash function for objects in distribution tables. */
58 typedef unsigned (*distrib_hash_fun)(const void *object);
59
60 /**
61  * The distribution table.
62  */
63 typedef struct _distrib_tbl_t {
64   struct obstack                cnts;       /**< obstack containing the distrib_entry_t entries */
65   HASH_MAP(distrib_entry_t)     *hash_map;  /**< the hash map containing the distribution */
66   distrib_hash_fun          hash_func;  /**< the hash function for object in this distribution */
67   unsigned                  int_dist;   /**< non-zero, if it's a integer distribution */
68 } distrib_tbl_t;
69
70 /**
71  * possible address marker values
72  */
73 enum adr_marker_t {
74   MARK_ADDRESS_CALC     = 1,    /**< the node is an address expression */
75   MARK_REF_ADR          = 2,    /**< the node is referenced by an address expression */
76   MARK_REF_NON_ADR      = 4,    /**< the node is referenced by a non-address expression */
77 };
78
79 /**
80  * An entry in the address_mark set
81  */
82 typedef struct _address_mark_entry_t {
83   ir_node  *node;               /**< the node which this entry belongs to, needed for compare */
84   unsigned mark;                /**< the mark, a bitmask of enum adr_marker_t */
85 } address_mark_entry_t;
86
87 /**
88  * An entry for ir_nodes, used in ir_graph statistics.
89  */
90 typedef struct _node_entry_t {
91   counter_t   cnt_alive;    /**< amount of nodes in this entry */
92   counter_t   new_node;     /**< amount of new nodes for this entry */
93   counter_t   into_Id;      /**< amount of nodes that turned into Id's for this entry */
94   const ir_op *op;          /**< the op for this entry */
95 } node_entry_t;
96
97 enum leaf_call_state_t {
98   LCS_UNKNOWN       = 0,      /**< state is unknown yet */
99   LCS_LEAF_CALL     = 1,      /**< only leaf functions will be called */
100   LCS_NON_LEAF_CALL = 2,      /**< at least one non-leaf function will be called or indetermined */
101 };
102
103 /**
104  * An entry for ir_graphs. These numbers are calculated for every IR graph.
105  */
106 typedef struct _graph_entry_t {
107   struct obstack             recalc_cnts;                  /**< obstack containing the counters that are recalculated */
108   HASH_MAP(node_entry_t)     *opcode_hash;                 /**< hash map containing the opcode counter */
109   HASH_MAP(block_entry_t)    *block_hash;                  /**< hash map containing the block counter */
110   HASH_MAP(block_entry_t)    *extbb_hash;                  /**< hash map containing the extended block counter */
111   HASH_MAP(be_block_entry_t) *be_block_hash;               /**< hash map containing backend block information */
112   counter_t                  cnt_walked;                   /**< walker walked over the graph */
113   counter_t                  cnt_walked_blocks;            /**< walker walked over the graph blocks */
114   counter_t                  cnt_was_inlined;              /**< number of times other graph were inlined */
115   counter_t                  cnt_got_inlined;              /**< number of times this graph was inlined */
116   counter_t                  cnt_strength_red;             /**< number of times strength reduction was successful on this graph */
117   counter_t                  cnt_edges;                    /**< number of DF edges in this graph */
118   counter_t                  cnt_all_calls;                /**< number of all calls */
119   counter_t                  cnt_call_with_cnst_arg;       /**< number of calls with const args */
120   counter_t                  cnt_indirect_calls;           /**< number of indirect calls */
121   counter_t                  cnt_if_conv[IF_RESULT_LAST];  /**< number of if conversions */
122   counter_t                  cnt_real_func_call;           /**< number real function call optimization */
123   unsigned                   num_tail_recursion;           /**< number of tail recursion optimizations */
124   HASH_MAP(opt_entry_t)      *opt_hash[FS_OPT_MAX];        /**< hash maps containing opcode counter for optimizations */
125   ir_graph                   *irg;                         /**< the graph of this object */
126   entity                     *ent;                         /**< the entity of this graph if one exists */
127   set                        *address_mark;                /**< a set containing the address marks of the nodes */
128   unsigned                   is_deleted:1;                 /**< set if this irg was deleted */
129   unsigned                   is_leaf:1;                    /**< set, if this irg is a leaf function */
130   unsigned                   is_leaf_call:2;               /**< set, if this irg calls only leaf functions */
131   unsigned                   is_recursive:1;               /**< set, if this irg has recursive calls */
132   unsigned                   is_chain_call:1;              /**< set, if this irg is a chain call */
133   unsigned                   is_analyzed:1;                /**< helper: set, if this irg was already analysed */
134 } graph_entry_t;
135
136 /**
137  * An entry for optimized ir_nodes
138  */
139 typedef struct _opt_entry_t {
140   counter_t   count;    /**< optimization counter */
141   const ir_op *op;      /**< the op for this entry */
142 } opt_entry_t;
143
144 /**
145  * An entry for register pressure.
146  */
147 typedef struct _reg_pressure_entry_t {
148   const char *class_name; /**< name of the register class */
149   int         pressure;   /**< the register pressure for this class */
150 } reg_pressure_entry_t;
151
152 /**
153  * An entry for permutation statistics.
154  */
155 typedef struct _perm_stat_entry_t {
156   ir_node       *perm;       /**< the perm node */
157   int            size;       /**< complete size */
158   int            real_size;  /**< number of pairs with different registers */
159   int            n_copies;   /**< number of copies created for lowering */
160   int            n_exchg;    /**< number of exchanges created for lowering */
161   distrib_tbl_t *cycles;     /**< distribution of cycle lengths */
162   distrib_tbl_t *chains;     /**< distribution of chain lengths */
163 } perm_stat_entry_t;
164
165 /**
166  * An entry for permutation statistics per class.
167  */
168 typedef struct _perm_class_entry_t {
169   const char                  *class_name; /**< name of the register class */
170   int                          n_regs;     /**< number of register in this class */
171   HASH_MAP(perm_stat_entry_t) *perm_stat;  /**< statistics about all perm nodes of this class */
172 } perm_class_entry_t;
173
174 /**
175  * An entry for a block or extended block in a ir-graph
176  */
177 typedef struct _be_block_entry_t {
178   long                           block_nr;         /**< block nr */
179   distrib_tbl_t                  *sched_ready;     /**< distribution of ready nodes per block */
180   /**< the highest register pressures for this block for each register class */
181   HASH_MAP(reg_pressure_entry_t) *reg_pressure;
182   HASH_MAP(perm_class_entry_t)   *perm_class_stat; /**< statistics about perm nodes for each register class */
183 } be_block_entry_t;
184
185 /**
186  * An entry for a block or extended block in a ir-graph
187  */
188 typedef struct _block_entry_t {
189   counter_t       cnt_nodes;     /**< the counter of nodes in this block */
190   counter_t       cnt_edges;     /**< the counter of edges in this block */
191   counter_t       cnt_in_edges;  /**< the counter of edges incoming from other blocks to this block */
192   counter_t       cnt_out_edges; /**< the counter of edges outgoing from this block to other blocks */
193   counter_t       cnt_phi_data;  /**< the counter of data Phi nodes in this block */
194   long            block_nr;      /**< block nr */
195 } block_entry_t;
196
197 /** An entry for an extended block in a ir-graph */
198 typedef block_entry_t extbb_entry_t;
199
200 /**
201  * Some potential interesting float values
202  */
203 typedef enum _float_classify_t {
204   STAT_FC_0,                /**< the float value 0.0 */
205   STAT_FC_1,                /**< the float value 1.0 */
206   STAT_FC_2,                /**< the float value 2.0 */
207   STAT_FC_0_5,              /**< the float value 0.5 */
208   STAT_FC_EXACT,            /**< an exact value */
209   STAT_FC_OTHER,            /**< all other values */
210   STAT_FC_MAX               /**< last value */
211 } float_classify_t;
212
213 /**
214  * constant info
215  */
216 typedef struct _constant_info_t {
217   counter_t  int_bits_count[32];  /**< distribution of bit sizes of integer constants */
218   counter_t  floats[STAT_FC_MAX]; /**< floating point constants */
219   counter_t  others;              /**< all other constants */
220 } constant_info_t;
221
222 /** forward */
223 typedef struct _dumper_t dumper_t;
224
225 /**
226  * handler for dumping an IRG
227  *
228  * @param dmp   the dumper
229  * @param entry the IR-graph hash map entry
230  */
231 typedef void (*dump_graph_FUNC)(dumper_t *dmp, graph_entry_t *entry);
232
233 /**
234  * handler for dumper init
235  *
236  * @param dmp   the dumper
237  * @param name  name of the file to dump to
238  */
239 typedef void (*dump_init_FUNC)(dumper_t *dmp, const char *name);
240
241 /**
242  * handler for dumper a constant info table
243  *
244  * @param dmp   the dumper
245  */
246 typedef void (*dump_const_table_FUNC)(dumper_t *dmp, const constant_info_t *tbl);
247
248 /**
249  * handler for dumper finish
250  *
251  * @param dmp   the dumper
252  */
253 typedef void (*dump_finish_FUNC)(dumper_t *dmp);
254
255 /**
256  * statistics info
257  */
258 typedef struct _statistic_info_t {
259   unsigned                stat_options;   /**< statistic options: field must be first */
260   struct obstack          cnts;           /**< obstack containing the counters that are incremented */
261   struct obstack          be_data;        /**< obstack containing backend statistics data */
262   HASH_MAP(graph_entry_t) *irg_hash;      /**< hash map containing the counter for irgs */
263   HASH_MAP(ir_op)         *ir_op_hash;    /**< hash map containing all ir_ops (accessible by op_codes) */
264   pdeq                    *wait_q;        /**< wait queue for leaf call decision */
265   int                     recursive;      /**< flag for detecting recursive hook calls */
266   int                     in_dead_node_elim;    /**< set, if dead node elimination runs */
267   ir_op                   *op_Phi0;       /**< pseudo op for Phi0 */
268   ir_op                   *op_PhiM;       /**< pseudo op for memory Phi */
269   ir_op                   *op_ProjM;      /**< pseudo op for memory Proj */
270   ir_op                   *op_MulC;       /**< pseudo op for multiplication by const */
271   ir_op                   *op_DivC;       /**< pseudo op for division by const */
272   ir_op                   *op_ModC;       /**< pseudo op for modulo by const */
273   ir_op                   *op_DivModC;    /**< pseudo op for DivMod by const */
274   ir_op                   *op_SelSel;     /**< pseudo op for Sel(Sel) */
275   ir_op                   *op_SelSelSel;  /**< pseudo op for Sel(Sel(Sel)) */
276   dumper_t                *dumper;        /**< list of dumper */
277   int                     reassoc_run;    /**< if set, reassociation is running */
278   constant_info_t         const_info;     /**< statistic info for constants */
279 } stat_info_t;
280
281 /**
282  * a dumper description
283  */
284 struct _dumper_t {
285   dump_graph_FUNC         dump_graph;     /**< handler for dumping an irg */
286   dump_const_table_FUNC   dump_const_tbl; /**< handler for dumping a const table */
287   dump_init_FUNC          init;           /**< handler for init */
288   dump_finish_FUNC        finish;         /**< handler for finish */
289   FILE                    *f;             /**< the file to dump to */
290   stat_info_t             *status;        /**< access to the global status */
291   dumper_t                *next;          /**< link to the next dumper */
292   pset                    *func_map;      /**< pset containing all registered functions */
293   unsigned                tag;            /**< the id tag of the dumper */
294 };
295
296 /**
297  * helper: get an ir_op from an opcode
298  */
299 ir_op *stat_get_op_from_opcode(opcode code);
300
301 /* API for distribution tables */
302
303 /**
304  * creates a new distribution table.
305  *
306  * @param cmp_func   Compare function for objects in the distribution
307  * @param hash_func  Hash function for objects in the distribution
308  */
309 distrib_tbl_t *stat_new_distrib_tbl(pset_cmp_fun cmp_func, distrib_hash_fun hash_func);
310
311 /**
312  * creates a new distribution table for an integer distribution.
313  */
314 distrib_tbl_t *stat_new_int_distrib_tbl(void);
315
316 /**
317  * destroys a distribution table.
318  */
319 void stat_delete_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
320
321 /**
322  * adds a new object count into the distribution table.
323  */
324 void stat_add_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, const void *object, const counter_t *cnt);
325
326 /**
327  * adds a new key count into the integer distribution table.
328  */
329 void stat_add_int_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, int key, const counter_t *cnt);
330
331 /**
332  * increases object count by one
333  */
334 void stat_inc_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, const void *object);
335
336 /**
337  * increases key count by one
338  */
339 void stat_inc_int_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, int key);
340
341 /**
342  * inserts a new object with count 0 into the distribution table
343  * if object is already present, nothing happens
344  */
345 void stat_insert_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, const void *object);
346
347 /**
348  * inserts a new key with count 0 into the integer distribution table
349  * if key is already present, nothing happens
350  */
351 void stat_insert_int_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, int key);
352
353 /**
354  * returns the sum over all counters in a distribution table
355  */
356 int stat_get_count_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
357
358 /**
359  * calculates the mean value of a distribution.
360  */
361 double stat_calc_mean_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
362
363 /**
364  * calculates the average value of a distribution
365  */
366 double stat_calc_avg_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl);
367
368 /** evaluates each entry of a distribution table. */
369 typedef void (*eval_distrib_entry_fun)(const distrib_entry_t *entry, void *env);
370
371 /**
372  * iterates over all entries in a distribution table
373  */
374 void stat_iterate_distrib_tbl(distrib_tbl_t *tbl, eval_distrib_entry_fun eval, void *env);
375
376 /**
377  * update info on Consts.
378  *
379  * @param node   The Const node
380  * @param graph  The graph entry containing the call
381  */
382 void stat_update_const(stat_info_t *status, ir_node *node, graph_entry_t *graph);
383
384 /**
385  * clears the const statistics for a new snapshot.
386  */
387 void stat_const_clear(stat_info_t *status);
388
389 /**
390  * initialize the Const statistic.
391  */
392 void stat_init_const_cnt(stat_info_t *status);
393
394 /**
395  * return a human readable name for an float classification
396  */
397 const char *stat_fc_name(float_classify_t classification);
398
399 /**
400  * Update the register pressure of a block
401  *
402  * @param irg        the irg containing the block
403  * @param block      the block for which the reg pressure should be set
404  * @param pressure   the pressure
405  * @param class_name the name of the register class
406  */
407 void stat_be_block_regpressure(ir_graph *irg, ir_node *block, int pressure, const char *class_name);
408
409 /**
410  * Update the distribution of ready nodes of a block
411  *
412  * @param irg        the irg containing the block
413  * @param block      the block for which the reg pressure should be set
414  * @param num_ready  the number of ready nodes
415  */
416 void stat_be_block_sched_ready(ir_graph *irg, ir_node *block, int num_ready);
417
418 /**
419  * Update the permutation statistic of a block
420  *
421  * @param class_name the name of the register class
422  * @param perm       the perm node
423  * @param block      the block containing the perm
424  * @param size       the size of the perm
425  * @param real_size  number of pairs with different registers
426  */
427 void stat_be_block_stat_perm(const char *class_name, int n_regs, ir_node *perm, ir_node *block,
428                              int size, int real_size);
429
430 /**
431  * Update the permutation statistic of a single perm
432  *
433  * @param class_name the name of the register class
434  * @param perm       the perm node
435  * @param block      the block containing the perm
436  * @param is_chain   1 if chain, 0 if cycle
437  * @param size       length of the cycle/chain
438  * @param n_ops      the number of ops representing this cycle/chain after lowering
439  */
440 void stat_be_block_stat_permcycle(const char *class_name, ir_node *perm, ir_node *block,
441                                   int is_chain, int size, int n_ops);
442
443 /**
444  * Register an additional function for all dumper.  This function
445  * is called in dump_snapshot once for each graph_entry and dumper.
446  *
447  * @param func  the dump function to register
448  */
449 void stat_register_dumper_func(dump_graph_FUNC func);
450
451 #endif /* _FIRMSTAT_T_H_ */