]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - utils/google-benchmark/include/benchmark/benchmark_api.h
Vendor import of libc++ trunk r290819:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / utils / google-benchmark / include / benchmark / benchmark_api.h
1 // Support for registering benchmarks for functions.
2
3 /* Example usage:
4 // Define a function that executes the code to be measured a
5 // specified number of times:
6 static void BM_StringCreation(benchmark::State& state) {
7   while (state.KeepRunning())
8     std::string empty_string;
9 }
10
11 // Register the function as a benchmark
12 BENCHMARK(BM_StringCreation);
13
14 // Define another benchmark
15 static void BM_StringCopy(benchmark::State& state) {
16   std::string x = "hello";
17   while (state.KeepRunning())
18     std::string copy(x);
19 }
20 BENCHMARK(BM_StringCopy);
21
22 // Augment the main() program to invoke benchmarks if specified
23 // via the --benchmarks command line flag.  E.g.,
24 //       my_unittest --benchmark_filter=all
25 //       my_unittest --benchmark_filter=BM_StringCreation
26 //       my_unittest --benchmark_filter=String
27 //       my_unittest --benchmark_filter='Copy|Creation'
28 int main(int argc, char** argv) {
29   benchmark::Initialize(&argc, argv);
30   benchmark::RunSpecifiedBenchmarks();
31   return 0;
32 }
33
34 // Sometimes a family of microbenchmarks can be implemented with
35 // just one routine that takes an extra argument to specify which
36 // one of the family of benchmarks to run.  For example, the following
37 // code defines a family of microbenchmarks for measuring the speed
38 // of memcpy() calls of different lengths:
39
40 static void BM_memcpy(benchmark::State& state) {
41   char* src = new char[state.range(0)]; char* dst = new char[state.range(0)];
42   memset(src, 'x', state.range(0));
43   while (state.KeepRunning())
44     memcpy(dst, src, state.range(0));
45   state.SetBytesProcessed(int64_t(state.iterations()) *
46                           int64_t(state.range(0)));
47   delete[] src; delete[] dst;
48 }
49 BENCHMARK(BM_memcpy)->Arg(8)->Arg(64)->Arg(512)->Arg(1<<10)->Arg(8<<10);
50
51 // The preceding code is quite repetitive, and can be replaced with the
52 // following short-hand.  The following invocation will pick a few
53 // appropriate arguments in the specified range and will generate a
54 // microbenchmark for each such argument.
55 BENCHMARK(BM_memcpy)->Range(8, 8<<10);
56
57 // You might have a microbenchmark that depends on two inputs.  For
58 // example, the following code defines a family of microbenchmarks for
59 // measuring the speed of set insertion.
60 static void BM_SetInsert(benchmark::State& state) {
61   while (state.KeepRunning()) {
62     state.PauseTiming();
63     set<int> data = ConstructRandomSet(state.range(0));
64     state.ResumeTiming();
65     for (int j = 0; j < state.range(1); ++j)
66       data.insert(RandomNumber());
67   }
68 }
69 BENCHMARK(BM_SetInsert)
70    ->Args({1<<10, 1})
71    ->Args({1<<10, 8})
72    ->Args({1<<10, 64})
73    ->Args({1<<10, 512})
74    ->Args({8<<10, 1})
75    ->Args({8<<10, 8})
76    ->Args({8<<10, 64})
77    ->Args({8<<10, 512});
78
79 // The preceding code is quite repetitive, and can be replaced with
80 // the following short-hand.  The following macro will pick a few
81 // appropriate arguments in the product of the two specified ranges
82 // and will generate a microbenchmark for each such pair.
83 BENCHMARK(BM_SetInsert)->Ranges({{1<<10, 8<<10}, {1, 512}});
84
85 // For more complex patterns of inputs, passing a custom function
86 // to Apply allows programmatic specification of an
87 // arbitrary set of arguments to run the microbenchmark on.
88 // The following example enumerates a dense range on
89 // one parameter, and a sparse range on the second.
90 static void CustomArguments(benchmark::internal::Benchmark* b) {
91   for (int i = 0; i <= 10; ++i)
92     for (int j = 32; j <= 1024*1024; j *= 8)
93       b->Args({i, j});
94 }
95 BENCHMARK(BM_SetInsert)->Apply(CustomArguments);
96
97 // Templated microbenchmarks work the same way:
98 // Produce then consume 'size' messages 'iters' times
99 // Measures throughput in the absence of multiprogramming.
100 template <class Q> int BM_Sequential(benchmark::State& state) {
101   Q q;
102   typename Q::value_type v;
103   while (state.KeepRunning()) {
104     for (int i = state.range(0); i--; )
105       q.push(v);
106     for (int e = state.range(0); e--; )
107       q.Wait(&v);
108   }
109   // actually messages, not bytes:
110   state.SetBytesProcessed(
111       static_cast<int64_t>(state.iterations())*state.range(0));
112 }
113 BENCHMARK_TEMPLATE(BM_Sequential, WaitQueue<int>)->Range(1<<0, 1<<10);
114
115 Use `Benchmark::MinTime(double t)` to set the minimum time used to run the
116 benchmark. This option overrides the `benchmark_min_time` flag.
117
118 void BM_test(benchmark::State& state) {
119  ... body ...
120 }
121 BENCHMARK(BM_test)->MinTime(2.0); // Run for at least 2 seconds.
122
123 In a multithreaded test, it is guaranteed that none of the threads will start
124 until all have called KeepRunning, and all will have finished before KeepRunning
125 returns false. As such, any global setup or teardown you want to do can be
126 wrapped in a check against the thread index:
127
128 static void BM_MultiThreaded(benchmark::State& state) {
129   if (state.thread_index == 0) {
130     // Setup code here.
131   }
132   while (state.KeepRunning()) {
133     // Run the test as normal.
134   }
135   if (state.thread_index == 0) {
136     // Teardown code here.
137   }
138 }
139 BENCHMARK(BM_MultiThreaded)->Threads(4);
140
141
142 If a benchmark runs a few milliseconds it may be hard to visually compare the
143 measured times, since the output data is given in nanoseconds per default. In
144 order to manually set the time unit, you can specify it manually:
145
146 BENCHMARK(BM_test)->Unit(benchmark::kMillisecond);
147 */
148
149 #ifndef BENCHMARK_BENCHMARK_API_H_
150 #define BENCHMARK_BENCHMARK_API_H_
151
152 #include <assert.h>
153 #include <stddef.h>
154 #include <stdint.h>
155
156 #include <string>
157 #include <vector>
158
159 #include "macros.h"
160
161 #if defined(BENCHMARK_HAS_CXX11)
162 #include <type_traits>
163 #include <utility>
164 #endif
165
166 namespace benchmark {
167 class BenchmarkReporter;
168
169 void Initialize(int* argc, char** argv);
170
171 // Generate a list of benchmarks matching the specified --benchmark_filter flag
172 // and if --benchmark_list_tests is specified return after printing the name
173 // of each matching benchmark. Otherwise run each matching benchmark and
174 // report the results.
175 //
176 // The second and third overload use the specified 'console_reporter' and
177 //  'file_reporter' respectively. 'file_reporter' will write to the file
178 //  specified
179 //   by '--benchmark_output'. If '--benchmark_output' is not given the
180 //  'file_reporter' is ignored.
181 //
182 // RETURNS: The number of matching benchmarks.
183 size_t RunSpecifiedBenchmarks();
184 size_t RunSpecifiedBenchmarks(BenchmarkReporter* console_reporter);
185 size_t RunSpecifiedBenchmarks(BenchmarkReporter* console_reporter,
186                               BenchmarkReporter* file_reporter);
187
188 // If this routine is called, peak memory allocation past this point in the
189 // benchmark is reported at the end of the benchmark report line. (It is
190 // computed by running the benchmark once with a single iteration and a memory
191 // tracer.)
192 // TODO(dominic)
193 // void MemoryUsage();
194
195 namespace internal {
196 class Benchmark;
197 class BenchmarkImp;
198 class BenchmarkFamilies;
199
200 template <class T>
201 struct Voider {
202   typedef void type;
203 };
204
205 template <class T, class = void>
206 struct EnableIfString {};
207
208 template <class T>
209 struct EnableIfString<T, typename Voider<typename T::basic_string>::type> {
210   typedef int type;
211 };
212
213 void UseCharPointer(char const volatile*);
214
215 // Take ownership of the pointer and register the benchmark. Return the
216 // registered benchmark.
217 Benchmark* RegisterBenchmarkInternal(Benchmark*);
218
219 // Ensure that the standard streams are properly initialized in every TU.
220 int InitializeStreams();
221 BENCHMARK_UNUSED static int stream_init_anchor = InitializeStreams();
222
223 }  // end namespace internal
224
225 // The DoNotOptimize(...) function can be used to prevent a value or
226 // expression from being optimized away by the compiler. This function is
227 // intended to add little to no overhead.
228 // See: https://youtu.be/nXaxk27zwlk?t=2441
229 #if defined(__GNUC__)
230 template <class Tp>
231 inline BENCHMARK_ALWAYS_INLINE void DoNotOptimize(Tp const& value) {
232   asm volatile("" : : "g"(value) : "memory");
233 }
234 // Force the compiler to flush pending writes to global memory. Acts as an
235 // effective read/write barrier
236 inline BENCHMARK_ALWAYS_INLINE void ClobberMemory() {
237   asm volatile("" : : : "memory");
238 }
239 #else
240 template <class Tp>
241 inline BENCHMARK_ALWAYS_INLINE void DoNotOptimize(Tp const& value) {
242   internal::UseCharPointer(&reinterpret_cast<char const volatile&>(value));
243 }
244 // FIXME Add ClobberMemory() for non-gnu compilers
245 #endif
246
247 // TimeUnit is passed to a benchmark in order to specify the order of magnitude
248 // for the measured time.
249 enum TimeUnit { kNanosecond, kMicrosecond, kMillisecond };
250
251 // BigO is passed to a benchmark in order to specify the asymptotic
252 // computational
253 // complexity for the benchmark. In case oAuto is selected, complexity will be
254 // calculated automatically to the best fit.
255 enum BigO { oNone, o1, oN, oNSquared, oNCubed, oLogN, oNLogN, oAuto, oLambda };
256
257 // BigOFunc is passed to a benchmark in order to specify the asymptotic
258 // computational complexity for the benchmark.
259 typedef double(BigOFunc)(int);
260
261 namespace internal {
262 class ThreadTimer;
263 class ThreadManager;
264
265 #if defined(BENCHMARK_HAS_CXX11)
266 enum ReportMode : unsigned {
267 #else
268 enum ReportMode {
269 #endif
270   RM_Unspecified,  // The mode has not been manually specified
271   RM_Default,      // The mode is user-specified as default.
272   RM_ReportAggregatesOnly
273 };
274 }
275
276 // State is passed to a running Benchmark and contains state for the
277 // benchmark to use.
278 class State {
279  public:
280   // Returns true if the benchmark should continue through another iteration.
281   // NOTE: A benchmark may not return from the test until KeepRunning() has
282   // returned false.
283   bool KeepRunning() {
284     if (BENCHMARK_BUILTIN_EXPECT(!started_, false)) {
285       StartKeepRunning();
286     }
287     bool const res = total_iterations_++ < max_iterations;
288     if (BENCHMARK_BUILTIN_EXPECT(!res, false)) {
289       FinishKeepRunning();
290     }
291     return res;
292   }
293
294   // REQUIRES: timer is running and 'SkipWithError(...)' has not been called
295   //           by the current thread.
296   // Stop the benchmark timer.  If not called, the timer will be
297   // automatically stopped after KeepRunning() returns false for the first time.
298   //
299   // For threaded benchmarks the PauseTiming() function only pauses the timing
300   // for the current thread.
301   //
302   // NOTE: The "real time" measurement is per-thread. If different threads
303   // report different measurements the largest one is reported.
304   //
305   // NOTE: PauseTiming()/ResumeTiming() are relatively
306   // heavyweight, and so their use should generally be avoided
307   // within each benchmark iteration, if possible.
308   void PauseTiming();
309
310   // REQUIRES: timer is not running and 'SkipWithError(...)' has not been called
311   //           by the current thread.
312   // Start the benchmark timer.  The timer is NOT running on entrance to the
313   // benchmark function. It begins running after the first call to KeepRunning()
314   //
315   // NOTE: PauseTiming()/ResumeTiming() are relatively
316   // heavyweight, and so their use should generally be avoided
317   // within each benchmark iteration, if possible.
318   void ResumeTiming();
319
320   // REQUIRES: 'SkipWithError(...)' has not been called previously by the
321   //            current thread.
322   // Skip any future iterations of the 'KeepRunning()' loop in the current
323   // thread and report an error with the specified 'msg'. After this call
324   // the user may explicitly 'return' from the benchmark.
325   //
326   // For threaded benchmarks only the current thread stops executing and future
327   // calls to `KeepRunning()` will block until all threads have completed
328   // the `KeepRunning()` loop. If multiple threads report an error only the
329   // first error message is used.
330   //
331   // NOTE: Calling 'SkipWithError(...)' does not cause the benchmark to exit
332   // the current scope immediately. If the function is called from within
333   // the 'KeepRunning()' loop the current iteration will finish. It is the users
334   // responsibility to exit the scope as needed.
335   void SkipWithError(const char* msg);
336
337   // REQUIRES: called exactly once per iteration of the KeepRunning loop.
338   // Set the manually measured time for this benchmark iteration, which
339   // is used instead of automatically measured time if UseManualTime() was
340   // specified.
341   //
342   // For threaded benchmarks the final value will be set to the largest
343   // reported values.
344   void SetIterationTime(double seconds);
345
346   // Set the number of bytes processed by the current benchmark
347   // execution.  This routine is typically called once at the end of a
348   // throughput oriented benchmark.  If this routine is called with a
349   // value > 0, the report is printed in MB/sec instead of nanoseconds
350   // per iteration.
351   //
352   // REQUIRES: a benchmark has exited its KeepRunning loop.
353   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
354   void SetBytesProcessed(size_t bytes) { bytes_processed_ = bytes; }
355
356   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
357   size_t bytes_processed() const { return bytes_processed_; }
358
359   // If this routine is called with complexity_n > 0 and complexity report is
360   // requested for the
361   // family benchmark, then current benchmark will be part of the computation
362   // and complexity_n will
363   // represent the length of N.
364   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
365   void SetComplexityN(int complexity_n) { complexity_n_ = complexity_n; }
366
367   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
368   int complexity_length_n() { return complexity_n_; }
369
370   // If this routine is called with items > 0, then an items/s
371   // label is printed on the benchmark report line for the currently
372   // executing benchmark. It is typically called at the end of a processing
373   // benchmark where a processing items/second output is desired.
374   //
375   // REQUIRES: a benchmark has exited its KeepRunning loop.
376   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
377   void SetItemsProcessed(size_t items) { items_processed_ = items; }
378
379   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
380   size_t items_processed() const { return items_processed_; }
381
382   // If this routine is called, the specified label is printed at the
383   // end of the benchmark report line for the currently executing
384   // benchmark.  Example:
385   //  static void BM_Compress(benchmark::State& state) {
386   //    ...
387   //    double compress = input_size / output_size;
388   //    state.SetLabel(StringPrintf("compress:%.1f%%", 100.0*compression));
389   //  }
390   // Produces output that looks like:
391   //  BM_Compress   50         50   14115038  compress:27.3%
392   //
393   // REQUIRES: a benchmark has exited its KeepRunning loop.
394   void SetLabel(const char* label);
395
396   // Allow the use of std::string without actually including <string>.
397   // This function does not participate in overload resolution unless StringType
398   // has the nested typename `basic_string`. This typename should be provided
399   // as an injected class name in the case of std::string.
400   template <class StringType>
401   void SetLabel(StringType const& str,
402                 typename internal::EnableIfString<StringType>::type = 1) {
403     this->SetLabel(str.c_str());
404   }
405
406   // Range arguments for this run. CHECKs if the argument has been set.
407   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
408   int range(std::size_t pos = 0) const {
409     assert(range_.size() > pos);
410     return range_[pos];
411   }
412
413   BENCHMARK_DEPRECATED_MSG("use 'range(0)' instead")
414   int range_x() const { return range(0); }
415
416   BENCHMARK_DEPRECATED_MSG("use 'range(1)' instead")
417   int range_y() const { return range(1); }
418
419   BENCHMARK_ALWAYS_INLINE
420   size_t iterations() const { return total_iterations_; }
421
422  private:
423   bool started_;
424   bool finished_;
425   size_t total_iterations_;
426
427   std::vector<int> range_;
428
429   size_t bytes_processed_;
430   size_t items_processed_;
431
432   int complexity_n_;
433
434   bool error_occurred_;
435
436  public:
437   // Index of the executing thread. Values from [0, threads).
438   const int thread_index;
439   // Number of threads concurrently executing the benchmark.
440   const int threads;
441   const size_t max_iterations;
442
443   // TODO make me private
444   State(size_t max_iters, const std::vector<int>& ranges, int thread_i,
445         int n_threads, internal::ThreadTimer* timer,
446         internal::ThreadManager* manager);
447
448  private:
449   void StartKeepRunning();
450   void FinishKeepRunning();
451   internal::ThreadTimer* timer_;
452   internal::ThreadManager* manager_;
453   BENCHMARK_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(State);
454 };
455
456 namespace internal {
457
458 typedef void(Function)(State&);
459
460 // ------------------------------------------------------
461 // Benchmark registration object.  The BENCHMARK() macro expands
462 // into an internal::Benchmark* object.  Various methods can
463 // be called on this object to change the properties of the benchmark.
464 // Each method returns "this" so that multiple method calls can
465 // chained into one expression.
466 class Benchmark {
467  public:
468   virtual ~Benchmark();
469
470   // Note: the following methods all return "this" so that multiple
471   // method calls can be chained together in one expression.
472
473   // Run this benchmark once with "x" as the extra argument passed
474   // to the function.
475   // REQUIRES: The function passed to the constructor must accept an arg1.
476   Benchmark* Arg(int x);
477
478   // Run this benchmark with the given time unit for the generated output report
479   Benchmark* Unit(TimeUnit unit);
480
481   // Run this benchmark once for a number of values picked from the
482   // range [start..limit].  (start and limit are always picked.)
483   // REQUIRES: The function passed to the constructor must accept an arg1.
484   Benchmark* Range(int start, int limit);
485
486   // Run this benchmark once for all values in the range [start..limit] with
487   // specific step
488   // REQUIRES: The function passed to the constructor must accept an arg1.
489   Benchmark* DenseRange(int start, int limit, int step = 1);
490
491   // Run this benchmark once with "args" as the extra arguments passed
492   // to the function.
493   // REQUIRES: The function passed to the constructor must accept arg1, arg2 ...
494   Benchmark* Args(const std::vector<int>& args);
495
496   // Equivalent to Args({x, y})
497   // NOTE: This is a legacy C++03 interface provided for compatibility only.
498   //   New code should use 'Args'.
499   Benchmark* ArgPair(int x, int y) {
500     std::vector<int> args;
501     args.push_back(x);
502     args.push_back(y);
503     return Args(args);
504   }
505
506   // Run this benchmark once for a number of values picked from the
507   // ranges [start..limit].  (starts and limits are always picked.)
508   // REQUIRES: The function passed to the constructor must accept arg1, arg2 ...
509   Benchmark* Ranges(const std::vector<std::pair<int, int> >& ranges);
510
511   // Equivalent to ArgNames({name})
512   Benchmark* ArgName(const std::string& name);
513
514   // Set the argument names to display in the benchmark name. If not called,
515   // only argument values will be shown.
516   Benchmark* ArgNames(const std::vector<std::string>& names);
517
518   // Equivalent to Ranges({{lo1, hi1}, {lo2, hi2}}).
519   // NOTE: This is a legacy C++03 interface provided for compatibility only.
520   //   New code should use 'Ranges'.
521   Benchmark* RangePair(int lo1, int hi1, int lo2, int hi2) {
522     std::vector<std::pair<int, int> > ranges;
523     ranges.push_back(std::make_pair(lo1, hi1));
524     ranges.push_back(std::make_pair(lo2, hi2));
525     return Ranges(ranges);
526   }
527
528   // Pass this benchmark object to *func, which can customize
529   // the benchmark by calling various methods like Arg, Args,
530   // Threads, etc.
531   Benchmark* Apply(void (*func)(Benchmark* benchmark));
532
533   // Set the range multiplier for non-dense range. If not called, the range
534   // multiplier kRangeMultiplier will be used.
535   Benchmark* RangeMultiplier(int multiplier);
536
537   // Set the minimum amount of time to use when running this benchmark. This
538   // option overrides the `benchmark_min_time` flag.
539   // REQUIRES: `t > 0`
540   Benchmark* MinTime(double t);
541
542   // Specify the amount of times to repeat this benchmark. This option overrides
543   // the `benchmark_repetitions` flag.
544   // REQUIRES: `n > 0`
545   Benchmark* Repetitions(int n);
546
547   // Specify if each repetition of the benchmark should be reported separately
548   // or if only the final statistics should be reported. If the benchmark
549   // is not repeated then the single result is always reported.
550   Benchmark* ReportAggregatesOnly(bool v = true);
551
552   // If a particular benchmark is I/O bound, runs multiple threads internally or
553   // if for some reason CPU timings are not representative, call this method. If
554   // called, the elapsed time will be used to control how many iterations are
555   // run, and in the printing of items/second or MB/seconds values.  If not
556   // called, the cpu time used by the benchmark will be used.
557   Benchmark* UseRealTime();
558
559   // If a benchmark must measure time manually (e.g. if GPU execution time is
560   // being
561   // measured), call this method. If called, each benchmark iteration should
562   // call
563   // SetIterationTime(seconds) to report the measured time, which will be used
564   // to control how many iterations are run, and in the printing of items/second
565   // or MB/second values.
566   Benchmark* UseManualTime();
567
568   // Set the asymptotic computational complexity for the benchmark. If called
569   // the asymptotic computational complexity will be shown on the output.
570   Benchmark* Complexity(BigO complexity = benchmark::oAuto);
571
572   // Set the asymptotic computational complexity for the benchmark. If called
573   // the asymptotic computational complexity will be shown on the output.
574   Benchmark* Complexity(BigOFunc* complexity);
575
576   // Support for running multiple copies of the same benchmark concurrently
577   // in multiple threads.  This may be useful when measuring the scaling
578   // of some piece of code.
579
580   // Run one instance of this benchmark concurrently in t threads.
581   Benchmark* Threads(int t);
582
583   // Pick a set of values T from [min_threads,max_threads].
584   // min_threads and max_threads are always included in T.  Run this
585   // benchmark once for each value in T.  The benchmark run for a
586   // particular value t consists of t threads running the benchmark
587   // function concurrently.  For example, consider:
588   //    BENCHMARK(Foo)->ThreadRange(1,16);
589   // This will run the following benchmarks:
590   //    Foo in 1 thread
591   //    Foo in 2 threads
592   //    Foo in 4 threads
593   //    Foo in 8 threads
594   //    Foo in 16 threads
595   Benchmark* ThreadRange(int min_threads, int max_threads);
596
597   // For each value n in the range, run this benchmark once using n threads.
598   // min_threads and max_threads are always included in the range.
599   // stride specifies the increment. E.g. DenseThreadRange(1, 8, 3) starts
600   // a benchmark with 1, 4, 7 and 8 threads.
601   Benchmark* DenseThreadRange(int min_threads, int max_threads, int stride = 1);
602
603   // Equivalent to ThreadRange(NumCPUs(), NumCPUs())
604   Benchmark* ThreadPerCpu();
605
606   virtual void Run(State& state) = 0;
607
608   // Used inside the benchmark implementation
609   struct Instance;
610
611  protected:
612   explicit Benchmark(const char* name);
613   Benchmark(Benchmark const&);
614   void SetName(const char* name);
615
616   int ArgsCnt() const;
617
618   static void AddRange(std::vector<int>* dst, int lo, int hi, int mult);
619
620  private:
621   friend class BenchmarkFamilies;
622
623   std::string name_;
624   ReportMode report_mode_;
625   std::vector<std::string> arg_names_;   // Args for all benchmark runs
626   std::vector<std::vector<int> > args_;  // Args for all benchmark runs
627   TimeUnit time_unit_;
628   int range_multiplier_;
629   double min_time_;
630   int repetitions_;
631   bool use_real_time_;
632   bool use_manual_time_;
633   BigO complexity_;
634   BigOFunc* complexity_lambda_;
635   std::vector<int> thread_counts_;
636
637   Benchmark& operator=(Benchmark const&);
638 };
639
640 }  // namespace internal
641
642 // Create and register a benchmark with the specified 'name' that invokes
643 // the specified functor 'fn'.
644 //
645 // RETURNS: A pointer to the registered benchmark.
646 internal::Benchmark* RegisterBenchmark(const char* name,
647                                        internal::Function* fn);
648
649 #if defined(BENCHMARK_HAS_CXX11)
650 template <class Lambda>
651 internal::Benchmark* RegisterBenchmark(const char* name, Lambda&& fn);
652 #endif
653
654 namespace internal {
655 // The class used to hold all Benchmarks created from static function.
656 // (ie those created using the BENCHMARK(...) macros.
657 class FunctionBenchmark : public Benchmark {
658  public:
659   FunctionBenchmark(const char* name, Function* func)
660       : Benchmark(name), func_(func) {}
661
662   virtual void Run(State& st);
663
664  private:
665   Function* func_;
666 };
667
668 #ifdef BENCHMARK_HAS_CXX11
669 template <class Lambda>
670 class LambdaBenchmark : public Benchmark {
671  public:
672   virtual void Run(State& st) { lambda_(st); }
673
674  private:
675   template <class OLambda>
676   LambdaBenchmark(const char* name, OLambda&& lam)
677       : Benchmark(name), lambda_(std::forward<OLambda>(lam)) {}
678
679   LambdaBenchmark(LambdaBenchmark const&) = delete;
680
681  private:
682   template <class Lam>
683   friend Benchmark* ::benchmark::RegisterBenchmark(const char*, Lam&&);
684
685   Lambda lambda_;
686 };
687 #endif
688
689 }  // end namespace internal
690
691 inline internal::Benchmark* RegisterBenchmark(const char* name,
692                                               internal::Function* fn) {
693   return internal::RegisterBenchmarkInternal(
694       ::new internal::FunctionBenchmark(name, fn));
695 }
696
697 #ifdef BENCHMARK_HAS_CXX11
698 template <class Lambda>
699 internal::Benchmark* RegisterBenchmark(const char* name, Lambda&& fn) {
700   using BenchType =
701       internal::LambdaBenchmark<typename std::decay<Lambda>::type>;
702   return internal::RegisterBenchmarkInternal(
703       ::new BenchType(name, std::forward<Lambda>(fn)));
704 }
705 #endif
706
707 #if defined(BENCHMARK_HAS_CXX11) && \
708     (!defined(BENCHMARK_GCC_VERSION) || BENCHMARK_GCC_VERSION >= 409)
709 template <class Lambda, class... Args>
710 internal::Benchmark* RegisterBenchmark(const char* name, Lambda&& fn,
711                                        Args&&... args) {
712   return benchmark::RegisterBenchmark(
713       name, [=](benchmark::State& st) { fn(st, args...); });
714 }
715 #else
716 #define BENCHMARK_HAS_NO_VARIADIC_REGISTER_BENCHMARK
717 #endif
718
719 // The base class for all fixture tests.
720 class Fixture : public internal::Benchmark {
721  public:
722   Fixture() : internal::Benchmark("") {}
723
724   virtual void Run(State& st) {
725     this->SetUp(st);
726     this->BenchmarkCase(st);
727     this->TearDown(st);
728   }
729
730   // These will be deprecated ...
731   virtual void SetUp(const State&) {}
732   virtual void TearDown(const State&) {}
733   // ... In favor of these.
734   virtual void SetUp(State& st) { SetUp(const_cast<const State&>(st)); }
735   virtual void TearDown(State& st) { TearDown(const_cast<const State&>(st)); }
736
737  protected:
738   virtual void BenchmarkCase(State&) = 0;
739 };
740
741 }  // end namespace benchmark
742
743 // ------------------------------------------------------
744 // Macro to register benchmarks
745
746 // Check that __COUNTER__ is defined and that __COUNTER__ increases by 1
747 // every time it is expanded. X + 1 == X + 0 is used in case X is defined to be
748 // empty. If X is empty the expression becomes (+1 == +0).
749 #if defined(__COUNTER__) && (__COUNTER__ + 1 == __COUNTER__ + 0)
750 #define BENCHMARK_PRIVATE_UNIQUE_ID __COUNTER__
751 #else
752 #define BENCHMARK_PRIVATE_UNIQUE_ID __LINE__
753 #endif
754
755 // Helpers for generating unique variable names
756 #define BENCHMARK_PRIVATE_NAME(n) \
757   BENCHMARK_PRIVATE_CONCAT(_benchmark_, BENCHMARK_PRIVATE_UNIQUE_ID, n)
758 #define BENCHMARK_PRIVATE_CONCAT(a, b, c) BENCHMARK_PRIVATE_CONCAT2(a, b, c)
759 #define BENCHMARK_PRIVATE_CONCAT2(a, b, c) a##b##c
760
761 #define BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(n)                                 \
762   static ::benchmark::internal::Benchmark* BENCHMARK_PRIVATE_NAME(n) \
763       BENCHMARK_UNUSED
764
765 #define BENCHMARK(n)                                     \
766   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(n) =                         \
767       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal( \
768           new ::benchmark::internal::FunctionBenchmark(#n, n)))
769
770 // Old-style macros
771 #define BENCHMARK_WITH_ARG(n, a) BENCHMARK(n)->Arg((a))
772 #define BENCHMARK_WITH_ARG2(n, a1, a2) BENCHMARK(n)->Args({(a1), (a2)})
773 #define BENCHMARK_WITH_UNIT(n, t) BENCHMARK(n)->Unit((t))
774 #define BENCHMARK_RANGE(n, lo, hi) BENCHMARK(n)->Range((lo), (hi))
775 #define BENCHMARK_RANGE2(n, l1, h1, l2, h2) \
776   BENCHMARK(n)->RangePair({{(l1), (h1)}, {(l2), (h2)}})
777
778 #if __cplusplus >= 201103L
779
780 // Register a benchmark which invokes the function specified by `func`
781 // with the additional arguments specified by `...`.
782 //
783 // For example:
784 //
785 // template <class ...ExtraArgs>`
786 // void BM_takes_args(benchmark::State& state, ExtraArgs&&... extra_args) {
787 //  [...]
788 //}
789 // /* Registers a benchmark named "BM_takes_args/int_string_test` */
790 // BENCHMARK_CAPTURE(BM_takes_args, int_string_test, 42, std::string("abc"));
791 #define BENCHMARK_CAPTURE(func, test_case_name, ...)     \
792   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(func) =                      \
793       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal( \
794           new ::benchmark::internal::FunctionBenchmark(  \
795               #func "/" #test_case_name,                 \
796               [](::benchmark::State& st) { func(st, __VA_ARGS__); })))
797
798 #endif  // __cplusplus >= 11
799
800 // This will register a benchmark for a templatized function.  For example:
801 //
802 // template<int arg>
803 // void BM_Foo(int iters);
804 //
805 // BENCHMARK_TEMPLATE(BM_Foo, 1);
806 //
807 // will register BM_Foo<1> as a benchmark.
808 #define BENCHMARK_TEMPLATE1(n, a)                        \
809   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(n) =                         \
810       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal( \
811           new ::benchmark::internal::FunctionBenchmark(#n "<" #a ">", n<a>)))
812
813 #define BENCHMARK_TEMPLATE2(n, a, b)                                         \
814   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(n) =                                             \
815       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal(                     \
816           new ::benchmark::internal::FunctionBenchmark(#n "<" #a "," #b ">", \
817                                                        n<a, b>)))
818
819 #if __cplusplus >= 201103L
820 #define BENCHMARK_TEMPLATE(n, ...)                       \
821   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(n) =                         \
822       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal( \
823           new ::benchmark::internal::FunctionBenchmark(  \
824               #n "<" #__VA_ARGS__ ">", n<__VA_ARGS__>)))
825 #else
826 #define BENCHMARK_TEMPLATE(n, a) BENCHMARK_TEMPLATE1(n, a)
827 #endif
828
829 #define BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE_F(BaseClass, Method)        \
830   class BaseClass##_##Method##_Benchmark : public BaseClass { \
831    public:                                                    \
832     BaseClass##_##Method##_Benchmark() : BaseClass() {        \
833       this->SetName(#BaseClass "/" #Method);                  \
834     }                                                         \
835                                                               \
836    protected:                                                 \
837     virtual void BenchmarkCase(::benchmark::State&);          \
838   };
839
840 #define BENCHMARK_DEFINE_F(BaseClass, Method)    \
841   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE_F(BaseClass, Method) \
842   void BaseClass##_##Method##_Benchmark::BenchmarkCase
843
844 #define BENCHMARK_REGISTER_F(BaseClass, Method) \
845   BENCHMARK_PRIVATE_REGISTER_F(BaseClass##_##Method##_Benchmark)
846
847 #define BENCHMARK_PRIVATE_REGISTER_F(TestName) \
848   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE(TestName) =        \
849       (::benchmark::internal::RegisterBenchmarkInternal(new TestName()))
850
851 // This macro will define and register a benchmark within a fixture class.
852 #define BENCHMARK_F(BaseClass, Method)           \
853   BENCHMARK_PRIVATE_DECLARE_F(BaseClass, Method) \
854   BENCHMARK_REGISTER_F(BaseClass, Method);       \
855   void BaseClass##_##Method##_Benchmark::BenchmarkCase
856
857 // Helper macro to create a main routine in a test that runs the benchmarks
858 #define BENCHMARK_MAIN()                   \
859   int main(int argc, char** argv) {        \
860     ::benchmark::Initialize(&argc, argv);  \
861     ::benchmark::RunSpecifiedBenchmarks(); \
862   }
863
864 #endif  // BENCHMARK_BENCHMARK_API_H_