contrib/llvm/lib/Transforms/Instrumentation/GCOVProfiling.cpp

   1 //===- GCOVProfiling.cpp - Insert edge counters for gcov profiling --------===//
   2 //
   3 //                      The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass implements GCOV-style profiling. When this pass is run it emits
  11 // "gcno" files next to the existing source, and instruments the code that runs
  12 // to records the edges between blocks that run and emit a complementary "gcda"
  13 // file on exit.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "insert-gcov-profiling"
  18
  19 #include "ProfilingUtils.h"
  20 #include "llvm/Transforms/Instrumentation.h"
  21 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  22 #include "llvm/Module.h"
  23 #include "llvm/Pass.h"
  24 #include "llvm/Instructions.h"
  25 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/DebugLoc.h"
  28 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
  29 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
  30 #include "llvm/Support/PathV2.h"
  31 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  33 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  36 #include "llvm/ADT/UniqueVector.h"
  37 #include <string>
  38 #include <utility>
  39 using namespace llvm;
  40
  41 namespace {
  42   class GCOVProfiler : public ModulePass {
  43   public:
  44     static char ID;
  45     GCOVProfiler()
  46         : ModulePass(ID), EmitNotes(true), EmitData(true), Use402Format(false) {
  47       initializeGCOVProfilerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  48     }
  49     GCOVProfiler(bool EmitNotes, bool EmitData, bool use402Format = false)
  50         : ModulePass(ID), EmitNotes(EmitNotes), EmitData(EmitData),
  51           Use402Format(use402Format) {
  52       assert((EmitNotes || EmitData) && "GCOVProfiler asked to do nothing?");
  53       initializeGCOVProfilerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  54     }
  55     virtual const char *getPassName() const {
  56       return "GCOV Profiler";
  57     }
  58
  59   private:
  60     bool runOnModule(Module &M);
  61
  62     // Create the GCNO files for the Module based on DebugInfo.
  63     void emitGCNO();
  64
  65     // Modify the program to track transitions along edges and call into the
  66     // profiling runtime to emit .gcda files when run.
  67     bool emitProfileArcs();
  68
  69     // Get pointers to the functions in the runtime library.
  70     Constant *getStartFileFunc();
  71     Constant *getIncrementIndirectCounterFunc();
  72     Constant *getEmitFunctionFunc();
  73     Constant *getEmitArcsFunc();
  74     Constant *getEndFileFunc();
  75
  76     // Create or retrieve an i32 state value that is used to represent the
  77     // pred block number for certain non-trivial edges.
  78     GlobalVariable *getEdgeStateValue();
  79
  80     // Produce a table of pointers to counters, by predecessor and successor
  81     // block number.
  82     GlobalVariable *buildEdgeLookupTable(Function *F,
  83                                          GlobalVariable *Counter,
  84                                          const UniqueVector<BasicBlock *> &Preds,
  85                                          const UniqueVector<BasicBlock *> &Succs);
  86
  87     // Add the function to write out all our counters to the global destructor
  88     // list.
  89     void insertCounterWriteout(SmallVector<std::pair<GlobalVariable *,
  90                                                      MDNode *>, 8> &);
  91
  92     std::string mangleName(DICompileUnit CU, std::string NewStem);
  93
  94     bool EmitNotes;
  95     bool EmitData;
  96     bool Use402Format;
  97
  98     Module *M;
  99     LLVMContext *Ctx;
 100   };
 101 }
 102
 103 char GCOVProfiler::ID = 0;
 104 INITIALIZE_PASS(GCOVProfiler, "insert-gcov-profiling",
 105                 "Insert instrumentation for GCOV profiling", false, false)
 106
 107 ModulePass *llvm::createGCOVProfilerPass(bool EmitNotes, bool EmitData,
 108                                          bool Use402Format) {
 109   return new GCOVProfiler(EmitNotes, EmitData, Use402Format);
 110 }
 111
 112 namespace {
 113   class GCOVRecord {
 114    protected:
 115     static const char *LinesTag;
 116     static const char *FunctionTag;
 117     static const char *BlockTag;
 118     static const char *EdgeTag;
 119
 120     GCOVRecord() {}
 121
 122     void writeBytes(const char *Bytes, int Size) {
 123       os->write(Bytes, Size);
 124     }
 125
 126     void write(uint32_t i) {
 127       writeBytes(reinterpret_cast<char*>(&i), 4);
 128     }
 129
 130     // Returns the length measured in 4-byte blocks that will be used to
 131     // represent this string in a GCOV file
 132     unsigned lengthOfGCOVString(StringRef s) {
 133       // A GCOV string is a length, followed by a NUL, then between 0 and 3 NULs
 134       // padding out to the next 4-byte word. The length is measured in 4-byte
 135       // words including padding, not bytes of actual string.
 136       return (s.size() / 4) + 1;
 137     }
 138
 139     void writeGCOVString(StringRef s) {
 140       uint32_t Len = lengthOfGCOVString(s);
 141       write(Len);
 142       writeBytes(s.data(), s.size());
 143
 144       // Write 1 to 4 bytes of NUL padding.
 145       assert((unsigned)(4 - (s.size() % 4)) > 0);
 146       assert((unsigned)(4 - (s.size() % 4)) <= 4);
 147       writeBytes("\0\0\0\0", 4 - (s.size() % 4));
 148     }
 149
 150     raw_ostream *os;
 151   };
 152   const char *GCOVRecord::LinesTag = "\0\0\x45\x01";
 153   const char *GCOVRecord::FunctionTag = "\0\0\0\1";
 154   const char *GCOVRecord::BlockTag = "\0\0\x41\x01";
 155   const char *GCOVRecord::EdgeTag = "\0\0\x43\x01";
 156
 157   class GCOVFunction;
 158   class GCOVBlock;
 159
 160   // Constructed only by requesting it from a GCOVBlock, this object stores a
 161   // list of line numbers and a single filename, representing lines that belong
 162   // to the block.
 163   class GCOVLines : public GCOVRecord {
 164    public:
 165     void addLine(uint32_t Line) {
 166       Lines.push_back(Line);
 167     }
 168
 169     uint32_t length() {
 170       // Here 2 = 1 for string lenght + 1 for '0' id#.
 171       return lengthOfGCOVString(Filename) + 2 + Lines.size();
 172     }
 173
 174     void writeOut() {
 175       write(0);
 176       writeGCOVString(Filename);
 177       for (int i = 0, e = Lines.size(); i != e; ++i)
 178         write(Lines[i]);
 179     }
 180
 181     GCOVLines(StringRef F, raw_ostream *os)
 182       : Filename(F) {
 183       this->os = os;
 184     }
 185
 186    private:
 187     StringRef Filename;
 188     SmallVector<uint32_t, 32> Lines;
 189   };
 190
 191   // Represent a basic block in GCOV. Each block has a unique number in the
 192   // function, number of lines belonging to each block, and a set of edges to
 193   // other blocks.
 194   class GCOVBlock : public GCOVRecord {
 195    public:
 196     GCOVLines &getFile(StringRef Filename) {
 197       GCOVLines *&Lines = LinesByFile[Filename];
 198       if (!Lines) {
 199         Lines = new GCOVLines(Filename, os);
 200       }
 201       return *Lines;
 202     }
 203
 204     void addEdge(GCOVBlock &Successor) {
 205       OutEdges.push_back(&Successor);
 206     }
 207
 208     void writeOut() {
 209       uint32_t Len = 3;
 210       for (StringMap<GCOVLines *>::iterator I = LinesByFile.begin(),
 211                E = LinesByFile.end(); I != E; ++I) {
 212         Len += I->second->length();
 213       }
 214
 215       writeBytes(LinesTag, 4);
 216       write(Len);
 217       write(Number);
 218       for (StringMap<GCOVLines *>::iterator I = LinesByFile.begin(),
 219                E = LinesByFile.end(); I != E; ++I)
 220         I->second->writeOut();
 221       write(0);
 222       write(0);
 223     }
 224
 225     ~GCOVBlock() {
 226       DeleteContainerSeconds(LinesByFile);
 227     }
 228
 229    private:
 230     friend class GCOVFunction;
 231
 232     GCOVBlock(uint32_t Number, raw_ostream *os)
 233         : Number(Number) {
 234       this->os = os;
 235     }
 236
 237     uint32_t Number;
 238     StringMap<GCOVLines *> LinesByFile;
 239     SmallVector<GCOVBlock *, 4> OutEdges;
 240   };
 241
 242   // A function has a unique identifier, a checksum (we leave as zero) and a
 243   // set of blocks and a map of edges between blocks. This is the only GCOV
 244   // object users can construct, the blocks and lines will be rooted here.
 245   class GCOVFunction : public GCOVRecord {
 246    public:
 247     GCOVFunction(DISubprogram SP, raw_ostream *os, bool Use402Format) {
 248       this->os = os;
 249
 250       Function *F = SP.getFunction();
 251       uint32_t i = 0;
 252       for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 253         Blocks[BB] = new GCOVBlock(i++, os);
 254       }
 255       ReturnBlock = new GCOVBlock(i++, os);
 256
 257       writeBytes(FunctionTag, 4);
 258       uint32_t BlockLen = 1 + 1 + 1 + lengthOfGCOVString(SP.getName()) +
 259           1 + lengthOfGCOVString(SP.getFilename()) + 1;
 260       if (!Use402Format)
 261         ++BlockLen; // For second checksum.
 262       write(BlockLen);
 263       uint32_t Ident = reinterpret_cast<intptr_t>((MDNode*)SP);
 264       write(Ident);
 265       write(0);  // checksum #1
 266       if (!Use402Format)
 267         write(0);  // checksum #2
 268       writeGCOVString(SP.getName());
 269       writeGCOVString(SP.getFilename());
 270       write(SP.getLineNumber());
 271     }
 272
 273     ~GCOVFunction() {
 274       DeleteContainerSeconds(Blocks);
 275       delete ReturnBlock;
 276     }
 277
 278     GCOVBlock &getBlock(BasicBlock *BB) {
 279       return *Blocks[BB];
 280     }
 281
 282     GCOVBlock &getReturnBlock() {
 283       return *ReturnBlock;
 284     }
 285
 286     void writeOut() {
 287       // Emit count of blocks.
 288       writeBytes(BlockTag, 4);
 289       write(Blocks.size() + 1);
 290       for (int i = 0, e = Blocks.size() + 1; i != e; ++i) {
 291         write(0);  // No flags on our blocks.
 292       }
 293
 294       // Emit edges between blocks.
 295       for (DenseMap<BasicBlock *, GCOVBlock *>::iterator I = Blocks.begin(),
 296                E = Blocks.end(); I != E; ++I) {
 297         GCOVBlock &Block = *I->second;
 298         if (Block.OutEdges.empty()) continue;
 299
 300         writeBytes(EdgeTag, 4);
 301         write(Block.OutEdges.size() * 2 + 1);
 302         write(Block.Number);
 303         for (int i = 0, e = Block.OutEdges.size(); i != e; ++i) {
 304           write(Block.OutEdges[i]->Number);
 305           write(0);  // no flags
 306         }
 307       }
 308
 309       // Emit lines for each block.
 310       for (DenseMap<BasicBlock *, GCOVBlock *>::iterator I = Blocks.begin(),
 311                E = Blocks.end(); I != E; ++I) {
 312         I->second->writeOut();
 313       }
 314     }
 315
 316    private:
 317     DenseMap<BasicBlock *, GCOVBlock *> Blocks;
 318     GCOVBlock *ReturnBlock;
 319   };
 320 }
 321
 322 std::string GCOVProfiler::mangleName(DICompileUnit CU, std::string NewStem) {
 323   if (NamedMDNode *GCov = M->getNamedMetadata("llvm.gcov")) {
 324     for (int i = 0, e = GCov->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 325       MDNode *N = GCov->getOperand(i);
 326       if (N->getNumOperands() != 2) continue;
 327       MDString *GCovFile = dyn_cast<MDString>(N->getOperand(0));
 328       MDNode *CompileUnit = dyn_cast<MDNode>(N->getOperand(1));
 329       if (!GCovFile || !CompileUnit) continue;
 330       if (CompileUnit == CU) {
 331         SmallString<128> Filename = GCovFile->getString();
 332         sys::path::replace_extension(Filename, NewStem);
 333         return Filename.str();
 334       }
 335     }
 336   }
 337
 338   SmallString<128> Filename = CU.getFilename();
 339   sys::path::replace_extension(Filename, NewStem);
 340   return sys::path::filename(Filename.str());
 341 }
 342
 343 bool GCOVProfiler::runOnModule(Module &M) {
 344   this->M = &M;
 345   Ctx = &M.getContext();
 346
 347   if (EmitNotes) emitGCNO();
 348   if (EmitData) return emitProfileArcs();
 349   return false;
 350 }
 351
 352 void GCOVProfiler::emitGCNO() {
 353   DenseMap<const MDNode *, raw_fd_ostream *> GcnoFiles;
 354   NamedMDNode *CU_Nodes = M->getNamedMetadata("llvm.dbg.cu");
 355   if (CU_Nodes) {
 356     for (unsigned i = 0, e = CU_Nodes->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 357       // Each compile unit gets its own .gcno file. This means that whether we run
 358       // this pass over the original .o's as they're produced, or run it after
 359       // LTO, we'll generate the same .gcno files.
 360
 361       DICompileUnit CU(CU_Nodes->getOperand(i));
 362       raw_fd_ostream *&out = GcnoFiles[CU];
 363       std::string ErrorInfo;
 364       out = new raw_fd_ostream(mangleName(CU, "gcno").c_str(), ErrorInfo,
 365                                raw_fd_ostream::F_Binary);
 366       if (!Use402Format)
 367         out->write("oncg*404MVLL", 12);
 368       else
 369         out->write("oncg*204MVLL", 12);
 370
 371       DIArray SPs = CU.getSubprograms();
 372       for (unsigned i = 0, e = SPs.getNumElements(); i != e; ++i) {
 373         DISubprogram SP(SPs.getElement(i));
 374         if (!SP.Verify()) continue;
 375         raw_fd_ostream *&os = GcnoFiles[CU];
 376
 377         Function *F = SP.getFunction();
 378         if (!F) continue;
 379         GCOVFunction Func(SP, os, Use402Format);
 380
 381         for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 382           GCOVBlock &Block = Func.getBlock(BB);
 383           TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 384           if (int successors = TI->getNumSuccessors()) {
 385             for (int i = 0; i != successors; ++i) {
 386               Block.addEdge(Func.getBlock(TI->getSuccessor(i)));
 387             }
 388           } else if (isa<ReturnInst>(TI)) {
 389             Block.addEdge(Func.getReturnBlock());
 390           }
 391
 392           uint32_t Line = 0;
 393           for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), IE = BB->end(); I != IE; ++I) {
 394             const DebugLoc &Loc = I->getDebugLoc();
 395             if (Loc.isUnknown()) continue;
 396             if (Line == Loc.getLine()) continue;
 397             Line = Loc.getLine();
 398             if (SP != getDISubprogram(Loc.getScope(*Ctx))) continue;
 399
 400             GCOVLines &Lines = Block.getFile(SP.getFilename());
 401             Lines.addLine(Loc.getLine());
 402           }
 403         }
 404         Func.writeOut();
 405       }
 406     }
 407   }
 408
 409   for (DenseMap<const MDNode *, raw_fd_ostream *>::iterator
 410            I = GcnoFiles.begin(), E = GcnoFiles.end(); I != E; ++I) {
 411     raw_fd_ostream *&out = I->second;
 412     out->write("\0\0\0\0\0\0\0\0", 8);  // EOF
 413     out->close();
 414     delete out;
 415   }
 416 }
 417
 418 bool GCOVProfiler::emitProfileArcs() {
 419   NamedMDNode *CU_Nodes = M->getNamedMetadata("llvm.dbg.cu");
 420   if (!CU_Nodes) return false;
 421
 422   bool Result = false;
 423   for (unsigned i = 0, e = CU_Nodes->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 424     DICompileUnit CU(CU_Nodes->getOperand(i));
 425     DIArray SPs = CU.getSubprograms();
 426     SmallVector<std::pair<GlobalVariable *, MDNode *>, 8> CountersBySP;
 427     for (unsigned i = 0, e = SPs.getNumElements(); i != e; ++i) {
 428       DISubprogram SP(SPs.getElement(i));
 429       if (!SP.Verify()) continue;
 430       Function *F = SP.getFunction();
 431       if (!F) continue;
 432       if (!Result) Result = true;
 433       unsigned Edges = 0;
 434       for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 435         TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 436         if (isa<ReturnInst>(TI))
 437           ++Edges;
 438         else
 439           Edges += TI->getNumSuccessors();
 440       }
 441
 442       ArrayType *CounterTy =
 443         ArrayType::get(Type::getInt64Ty(*Ctx), Edges);
 444       GlobalVariable *Counters =
 445         new GlobalVariable(*M, CounterTy, false,
 446                            GlobalValue::InternalLinkage,
 447                            Constant::getNullValue(CounterTy),
 448                            "__llvm_gcov_ctr", 0, false, 0);
 449       CountersBySP.push_back(std::make_pair(Counters, (MDNode*)SP));
 450
 451       UniqueVector<BasicBlock *> ComplexEdgePreds;
 452       UniqueVector<BasicBlock *> ComplexEdgeSuccs;
 453
 454       unsigned Edge = 0;
 455       for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 456         TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 457         int Successors = isa<ReturnInst>(TI) ? 1 : TI->getNumSuccessors();
 458         if (Successors) {
 459           IRBuilder<> Builder(TI);
 460
 461           if (Successors == 1) {
 462             Value *Counter = Builder.CreateConstInBoundsGEP2_64(Counters, 0,
 463                                                                 Edge);
 464             Value *Count = Builder.CreateLoad(Counter);
 465             Count = Builder.CreateAdd(Count,
 466                                       ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(*Ctx),1));
 467             Builder.CreateStore(Count, Counter);
 468           } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
 469             Value *Sel = Builder.CreateSelect(
 470               BI->getCondition(),
 471               ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(*Ctx), Edge),
 472               ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(*Ctx), Edge + 1));
 473             SmallVector<Value *, 2> Idx;
 474             Idx.push_back(Constant::getNullValue(Type::getInt64Ty(*Ctx)));
 475             Idx.push_back(Sel);
 476             Value *Counter = Builder.CreateInBoundsGEP(Counters, Idx);
 477             Value *Count = Builder.CreateLoad(Counter);
 478             Count = Builder.CreateAdd(Count,
 479                                       ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(*Ctx),1));
 480             Builder.CreateStore(Count, Counter);
 481           } else {
 482             ComplexEdgePreds.insert(BB);
 483             for (int i = 0; i != Successors; ++i)
 484               ComplexEdgeSuccs.insert(TI->getSuccessor(i));
 485           }
 486           Edge += Successors;
 487         }
 488       }
 489
 490       if (!ComplexEdgePreds.empty()) {
 491         GlobalVariable *EdgeTable =
 492           buildEdgeLookupTable(F, Counters,
 493                                ComplexEdgePreds, ComplexEdgeSuccs);
 494         GlobalVariable *EdgeState = getEdgeStateValue();
 495
 496         Type *Int32Ty = Type::getInt32Ty(*Ctx);
 497         for (int i = 0, e = ComplexEdgePreds.size(); i != e; ++i) {
 498           IRBuilder<> Builder(ComplexEdgePreds[i+1]->getTerminator());
 499           Builder.CreateStore(ConstantInt::get(Int32Ty, i), EdgeState);
 500         }
 501         for (int i = 0, e = ComplexEdgeSuccs.size(); i != e; ++i) {
 502           // call runtime to perform increment
 503           BasicBlock::iterator InsertPt =
 504             ComplexEdgeSuccs[i+1]->getFirstInsertionPt();
 505           IRBuilder<> Builder(InsertPt);
 506           Value *CounterPtrArray =
 507             Builder.CreateConstInBoundsGEP2_64(EdgeTable, 0,
 508                                                i * ComplexEdgePreds.size());
 509           Builder.CreateCall2(getIncrementIndirectCounterFunc(),
 510                               EdgeState, CounterPtrArray);
 511           // clear the predecessor number
 512           Builder.CreateStore(ConstantInt::get(Int32Ty, 0xffffffff), EdgeState);
 513         }
 514       }
 515     }
 516     insertCounterWriteout(CountersBySP);
 517   }
 518   return Result;
 519 }
 520
 521 // All edges with successors that aren't branches are "complex", because it
 522 // requires complex logic to pick which counter to update.
 523 GlobalVariable *GCOVProfiler::buildEdgeLookupTable(
 524     Function *F,
 525     GlobalVariable *Counters,
 526     const UniqueVector<BasicBlock *> &Preds,
 527     const UniqueVector<BasicBlock *> &Succs) {
 528   // TODO: support invoke, threads. We rely on the fact that nothing can modify
 529   // the whole-Module pred edge# between the time we set it and the time we next
 530   // read it. Threads and invoke make this untrue.
 531
 532   // emit [(succs * preds) x i64*], logically [succ x [pred x i64*]].
 533   Type *Int64PtrTy = Type::getInt64PtrTy(*Ctx);
 534   ArrayType *EdgeTableTy = ArrayType::get(
 535       Int64PtrTy, Succs.size() * Preds.size());
 536
 537   Constant **EdgeTable = new Constant*[Succs.size() * Preds.size()];
 538   Constant *NullValue = Constant::getNullValue(Int64PtrTy);
 539   for (int i = 0, ie = Succs.size() * Preds.size(); i != ie; ++i)
 540     EdgeTable[i] = NullValue;
 541
 542   unsigned Edge = 0;
 543   for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 544     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 545     int Successors = isa<ReturnInst>(TI) ? 1 : TI->getNumSuccessors();
 546     if (Successors > 1 && !isa<BranchInst>(TI) && !isa<ReturnInst>(TI)) {
 547       for (int i = 0; i != Successors; ++i) {
 548         BasicBlock *Succ = TI->getSuccessor(i);
 549         IRBuilder<> builder(Succ);
 550         Value *Counter = builder.CreateConstInBoundsGEP2_64(Counters, 0,
 551                                                             Edge + i);
 552         EdgeTable[((Succs.idFor(Succ)-1) * Preds.size()) +
 553                   (Preds.idFor(BB)-1)] = cast<Constant>(Counter);
 554       }
 555     }
 556     Edge += Successors;
 557   }
 558
 559   ArrayRef<Constant*> V(&EdgeTable[0], Succs.size() * Preds.size());
 560   GlobalVariable *EdgeTableGV =
 561       new GlobalVariable(
 562           *M, EdgeTableTy, true, GlobalValue::InternalLinkage,
 563           ConstantArray::get(EdgeTableTy, V),
 564           "__llvm_gcda_edge_table");
 565   EdgeTableGV->setUnnamedAddr(true);
 566   return EdgeTableGV;
 567 }
 568
 569 Constant *GCOVProfiler::getStartFileFunc() {
 570   FunctionType *FTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx),
 571                                               Type::getInt8PtrTy(*Ctx), false);
 572   return M->getOrInsertFunction("llvm_gcda_start_file", FTy);
 573 }
 574
 575 Constant *GCOVProfiler::getIncrementIndirectCounterFunc() {
 576   Type *Args[] = {
 577     Type::getInt32PtrTy(*Ctx),                  // uint32_t *predecessor
 578     Type::getInt64PtrTy(*Ctx)->getPointerTo(),  // uint64_t **state_table_row
 579   };
 580   FunctionType *FTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx),
 581                                               Args, false);
 582   return M->getOrInsertFunction("llvm_gcda_increment_indirect_counter", FTy);
 583 }
 584
 585 Constant *GCOVProfiler::getEmitFunctionFunc() {
 586   Type *Args[2] = {
 587     Type::getInt32Ty(*Ctx),    // uint32_t ident
 588     Type::getInt8PtrTy(*Ctx),  // const char *function_name
 589   };
 590   FunctionType *FTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx),
 591                                               Args, false);
 592   return M->getOrInsertFunction("llvm_gcda_emit_function", FTy);
 593 }
 594
 595 Constant *GCOVProfiler::getEmitArcsFunc() {
 596   Type *Args[] = {
 597     Type::getInt32Ty(*Ctx),     // uint32_t num_counters
 598     Type::getInt64PtrTy(*Ctx),  // uint64_t *counters
 599   };
 600   FunctionType *FTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx),
 601                                               Args, false);
 602   return M->getOrInsertFunction("llvm_gcda_emit_arcs", FTy);
 603 }
 604
 605 Constant *GCOVProfiler::getEndFileFunc() {
 606   FunctionType *FTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx), false);
 607   return M->getOrInsertFunction("llvm_gcda_end_file", FTy);
 608 }
 609
 610 GlobalVariable *GCOVProfiler::getEdgeStateValue() {
 611   GlobalVariable *GV = M->getGlobalVariable("__llvm_gcov_global_state_pred");
 612   if (!GV) {
 613     GV = new GlobalVariable(*M, Type::getInt32Ty(*Ctx), false,
 614                             GlobalValue::InternalLinkage,
 615                             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Ctx),
 616                                              0xffffffff),
 617                             "__llvm_gcov_global_state_pred");
 618     GV->setUnnamedAddr(true);
 619   }
 620   return GV;
 621 }
 622
 623 void GCOVProfiler::insertCounterWriteout(
 624     SmallVector<std::pair<GlobalVariable *, MDNode *>, 8> &CountersBySP) {
 625   FunctionType *WriteoutFTy =
 626       FunctionType::get(Type::getVoidTy(*Ctx), false);
 627   Function *WriteoutF = Function::Create(WriteoutFTy,
 628                                          GlobalValue::InternalLinkage,
 629                                          "__llvm_gcov_writeout", M);
 630   WriteoutF->setUnnamedAddr(true);
 631   BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(*Ctx, "", WriteoutF);
 632   IRBuilder<> Builder(BB);
 633
 634   Constant *StartFile = getStartFileFunc();
 635   Constant *EmitFunction = getEmitFunctionFunc();
 636   Constant *EmitArcs = getEmitArcsFunc();
 637   Constant *EndFile = getEndFileFunc();
 638
 639   NamedMDNode *CU_Nodes = M->getNamedMetadata("llvm.dbg.cu");
 640   if (CU_Nodes) {
 641     for (unsigned i = 0, e = CU_Nodes->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 642       DICompileUnit compile_unit(CU_Nodes->getOperand(i));
 643       std::string FilenameGcda = mangleName(compile_unit, "gcda");
 644       Builder.CreateCall(StartFile,
 645                          Builder.CreateGlobalStringPtr(FilenameGcda));
 646       for (SmallVector<std::pair<GlobalVariable *, MDNode *>, 8>::iterator
 647              I = CountersBySP.begin(), E = CountersBySP.end();
 648            I != E; ++I) {
 649         DISubprogram SP(I->second);
 650         intptr_t ident = reinterpret_cast<intptr_t>(I->second);
 651         Builder.CreateCall2(EmitFunction,
 652                             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Ctx), ident),
 653                             Builder.CreateGlobalStringPtr(SP.getName()));
 654
 655         GlobalVariable *GV = I->first;
 656         unsigned Arcs =
 657           cast<ArrayType>(GV->getType()->getElementType())->getNumElements();
 658         Builder.CreateCall2(EmitArcs,
 659                             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Ctx), Arcs),
 660                             Builder.CreateConstGEP2_64(GV, 0, 0));
 661       }
 662       Builder.CreateCall(EndFile);
 663     }
 664   }
 665   Builder.CreateRetVoid();
 666
 667   InsertProfilingShutdownCall(WriteoutF, M);
 668 }