mono/profiler/utils.c

   1 /*
   2  * utils.c: log profiler and reporter utils
   3  *
   4  * We have here the minimal needed portability functions: we can't depend
   5  * on the ones provided by the runtime, since they are internal and,
   6  * especially mprof-report is an external program.
   7  * Note also that we don't take a glib/eglib dependency here for mostly
   8  * the same reason (but also because we need tight control in the profiler
   9  * over memory allocation, which needs to work with the world stopped).
  10  *
  11  * Author:
  12  *   Paolo Molaro (lupus@ximian.com)
  13  *
  14  * Copyright 2010 Novell, Inc (http://www.novell.com)
  15  */
  16 #include "utils.h"
  17 #include <stdlib.h>
  18 #include <time.h>
  19 #include <stdio.h>
  20 #include <string.h>
  21 #ifdef HOST_WIN32
  22 #include <windows.h>
  23 #else
  24 #include <pthread.h>
  25 #include <sched.h>
  26 #endif
  27
  28
  29 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  30 #include <sys/time.h>
  31 #endif
  32 #if HAVE_SYS_MMAN_H
  33 #include <sys/mman.h>
  34 #endif
  35
  36 #if defined(__APPLE__)
  37 #include <mach/mach_time.h>
  38 #include <stdio.h>
  39
  40 static mach_timebase_info_data_t timebase_info;
  41 #endif
  42
  43 #ifndef MAP_ANON
  44 #define MAP_ANONYMOUS MAP_ANON
  45 #endif
  46
  47 #define TICKS_PER_SEC 1000000000LL
  48
  49 #if (defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)) && defined(__linux__)
  50 #define HAVE_RDTSC 1
  51 #endif
  52
  53 typedef struct {
  54         unsigned int timer_count;
  55         int last_cpu;
  56         uint64_t last_rdtsc;
  57         uint64_t last_time;
  58 } TlsData;
  59
  60 #ifdef HOST_WIN32
  61 static int tls_data;
  62 #define DECL_TLS_DATA TlsData *tls; tls = (TlsData *) TlsGetValue (tls_data); if (tls == NULL) { tls = (TlsData *) calloc (sizeof (TlsData), 1); TlsSetValue (tls_data, tls); }
  63 #define TLS_INIT(x) x = TlsAlloc()
  64 #elif HAVE_KW_THREAD
  65 static __thread TlsData tls_data;
  66 #define DECL_TLS_DATA TlsData *tls = &tls_data
  67 #define TLS_INIT(x)
  68 #else
  69 static pthread_key_t tls_data;
  70 #define DECL_TLS_DATA TlsData *tls; tls = (TlsData *) pthread_getspecific (tls_data); if (tls == NULL) { tls = (TlsData *) calloc (sizeof (TlsData), 1); pthread_setspecific (tls_data, tls); }
  71 #define TLS_INIT(x) pthread_key_create(&x, NULL)
  72 #endif
  73
  74 #ifdef HOST_WIN32
  75 static CRITICAL_SECTION log_lock;
  76 #else
  77 static pthread_mutex_t log_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  78 #endif
  79
  80 static int timer_overhead = 0;
  81 static uint64_t time_inc = 0;
  82 typedef uint64_t (*TimeFunc)(void);
  83
  84 static TimeFunc time_func;
  85
  86 static uint64_t
  87 clock_time (void)
  88 {
  89 #if defined(__APPLE__)
  90         uint64_t time = mach_absolute_time ();
  91
  92         time *= info.numer;
  93         time /= info.denom;
  94
  95         return time;
  96 #else
  97         struct timespec tspec;
  98         clock_gettime (CLOCK_MONOTONIC, &tspec);
  99         return ((uint64_t)tspec.tv_sec * TICKS_PER_SEC + tspec.tv_nsec);
 100 #endif
 101 }
 102
 103 /* must be power of two */
 104 #define TIME_ADJ 8
 105
 106 static uint64_t
 107 fast_current_time (void)
 108 {
 109         DECL_TLS_DATA;
 110         if (tls->timer_count++ & (TIME_ADJ - 1)) {
 111                 tls->last_time += time_inc;
 112                 return tls->last_time;
 113         }
 114         tls->last_time = clock_time ();
 115         return tls->last_time;
 116 }
 117
 118 #if HAVE_RDTSC
 119
 120 #define rdtsc(low,high) \
 121         __asm__ __volatile__("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high))
 122
 123 static uint64_t
 124 safe_rdtsc (int *cpu)
 125 {
 126         unsigned int low, high;
 127         int c1 = sched_getcpu ();
 128         int c2;
 129         rdtsc (low, high);
 130         c2 = sched_getcpu ();
 131         if (c1 != c2) {
 132                 *cpu = -1;
 133                 return 0;
 134         }
 135         *cpu = c1;
 136         return (((uint64_t) high) << 32) + (uint64_t)low;
 137 }
 138
 139 static double cpu_freq;
 140
 141 static int
 142 have_rdtsc (void) {
 143         char buf[256];
 144         int have_freq = 0;
 145         int have_flag = 0;
 146         float val;
 147         FILE *cpuinfo;
 148         int cpu = sched_getcpu ();
 149
 150         if (cpu < 0)
 151                 return 0;
 152
 153         if (!(cpuinfo = fopen ("/proc/cpuinfo", "r")))
 154                 return 0;
 155         while (fgets (buf, sizeof(buf), cpuinfo)) {
 156                 if (sscanf (buf, "cpu MHz : %f", &val) == 1) {
 157                         /*printf ("got mh: %f\n", val);*/
 158                         have_freq = 1;
 159                         cpu_freq = val * 1000000;
 160                 }
 161                 if (strncmp (buf, "flags :", 5) == 0) {
 162                         if (strstr (buf, "constant_tsc")) {
 163                                 have_flag = 1;
 164                                 /*printf ("have tsc\n");*/
 165                         }
 166                 }
 167         }
 168         fclose (cpuinfo);
 169         return have_flag? have_freq: 0;
 170 }
 171
 172 static uint64_t
 173 rdtsc_current_time (void)
 174 {
 175         DECL_TLS_DATA;
 176         if (tls->timer_count++ & (TIME_ADJ*8 - 1)) {
 177                 int cpu;
 178                 uint64_t tsc = safe_rdtsc (&cpu);
 179                 if (cpu != -1 && cpu == tls->last_cpu) {
 180                         int64_t diff = tsc - tls->last_rdtsc;
 181                         uint64_t nsecs;
 182                         if (diff > 0) {
 183                                 nsecs = (double)diff/cpu_freq;
 184                                 //printf ("%llu cycles: %llu nsecs\n", diff, nsecs);
 185                                 return tls->last_time + nsecs;
 186                         } else {
 187                                 printf ("tsc went backwards\n");
 188                         }
 189                 } else {
 190                         //printf ("wrong cpu: %d\n", cpu);
 191                 }
 192         }
 193         tls->last_time = clock_time ();
 194         tls->last_rdtsc = safe_rdtsc (&tls->last_cpu);
 195         return tls->last_time;
 196 }
 197 #else
 198 #define have_rdtsc() 0
 199 #define rdtsc_current_time fast_current_time
 200 #endif
 201
 202 static uint64_t
 203 null_time (void)
 204 {
 205         static uint64_t timer = 0;
 206         return timer++;
 207 }
 208
 209 void
 210 utils_init (int fast_time)
 211 {
 212         int i;
 213         uint64_t time_start, time_end;
 214         TLS_INIT (tls_data);
 215 #ifdef HOST_WIN32
 216         InitializeCriticalSection (&log_lock);
 217 #endif
 218 #if defined (__APPLE__)
 219         mach_timebase_info (&timebase_info);
 220 #endif
 221
 222         if (fast_time > 1) {
 223                 time_func = null_time;
 224         } else if (fast_time) {
 225                 uint64_t timea;
 226                 uint64_t timeb;
 227                 clock_time ();
 228                 timea = clock_time ();
 229                 timeb = clock_time ();
 230                 time_inc = (timeb - timea) / TIME_ADJ;
 231                 /*printf ("time inc: %llu, timea: %llu, timeb: %llu, diff: %llu\n", time_inc, timea, timeb, timec-timeb);*/
 232                 if (have_rdtsc ())
 233                         time_func = rdtsc_current_time;
 234                 else
 235                         time_func = fast_current_time;
 236         } else {
 237                 time_func = clock_time;
 238         }
 239         time_start = time_func ();
 240         for (i = 0; i < 256; ++i)
 241                 time_func ();
 242         time_end = time_func ();
 243         timer_overhead = (time_end - time_start) / 256;
 244 }
 245
 246 int
 247 get_timer_overhead (void)
 248 {
 249         return timer_overhead;
 250 }
 251
 252 uint64_t
 253 current_time (void)
 254 {
 255         return time_func ();
 256 }
 257
 258 void*
 259 alloc_buffer (int size)
 260 {
 261         void *ptr;
 262 #ifdef HOST_WIN32
 263         ptr = VirtualAlloc (NULL, size, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
 264         return ptr;
 265 #else
 266         ptr = mmap (NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);
 267         if (ptr == (void*)-1)
 268                 return NULL;
 269         return ptr;
 270 #endif
 271 }
 272
 273 void
 274 free_buffer (void *buf, int size)
 275 {
 276 #ifdef HOST_WIN32
 277         VirtualFree (buf, 0, MEM_RELEASE);
 278 #else
 279         munmap (buf, size);
 280 #endif
 281 }
 282
 283 void
 284 take_lock (void)
 285 {
 286 #ifdef HOST_WIN32
 287         EnterCriticalSection (&log_lock);
 288 #else
 289         pthread_mutex_lock (&log_lock);
 290 #endif
 291 }
 292
 293 void
 294 release_lock (void)
 295 {
 296 #ifdef HOST_WIN32
 297         LeaveCriticalSection (&log_lock);
 298 #else
 299         pthread_mutex_unlock (&log_lock);
 300 #endif
 301 }
 302
 303 void
 304 encode_uleb128 (uint64_t value, uint8_t *buf, uint8_t **endbuf)
 305 {
 306         uint8_t *p = buf;
 307
 308         do {
 309                 uint8_t b = value & 0x7f;
 310                 value >>= 7;
 311                 if (value != 0) /* more bytes to come */
 312                         b |= 0x80;
 313                 *p ++ = b;
 314         } while (value);
 315
 316         *endbuf = p;
 317 }
 318
 319 void
 320 encode_sleb128 (intptr_t value, uint8_t *buf, uint8_t **endbuf)
 321 {
 322         int more = 1;
 323         int negative = (value < 0);
 324         unsigned int size = sizeof (intptr_t) * 8;
 325         uint8_t byte;
 326         uint8_t *p = buf;
 327
 328         while (more) {
 329                 byte = value & 0x7f;
 330                 value >>= 7;
 331                 /* the following is unnecessary if the
 332                  * implementation of >>= uses an arithmetic rather
 333                  * than logical shift for a signed left operand
 334                  */
 335                 if (negative)
 336                         /* sign extend */
 337                         value |= - ((intptr_t)1 <<(size - 7));
 338                 /* sign bit of byte is second high order bit (0x40) */
 339                 if ((value == 0 && !(byte & 0x40)) ||
 340                         (value == -1 && (byte & 0x40)))
 341                         more = 0;
 342                 else
 343                         byte |= 0x80;
 344                 *p ++= byte;
 345         }
 346
 347         *endbuf = p;
 348 }
 349
 350 uint64_t
 351 decode_uleb128 (uint8_t *buf, uint8_t **endbuf)
 352 {
 353         uint64_t res = 0;
 354         int shift = 0;
 355
 356         while (1) {
 357                 uint8_t b = *buf++;
 358
 359                 res |= (((uint64_t)(b & 0x7f)) << shift);
 360                 if (!(b & 0x80))
 361                         break;
 362                 shift += 7;
 363         }
 364
 365         *endbuf = buf;
 366
 367         return res;
 368 }
 369
 370 intptr_t
 371 decode_sleb128 (uint8_t *buf, uint8_t **endbuf)
 372 {
 373         uint8_t *p = buf;
 374         intptr_t res = 0;
 375         int shift = 0;
 376
 377         while (1) {
 378                 uint8_t b = *p;
 379                 p ++;
 380
 381                 res = res | (((intptr_t)(b & 0x7f)) << shift);
 382                 shift += 7;
 383                 if (!(b & 0x80)) {
 384                         if (shift < sizeof (intptr_t) * 8 && (b & 0x40))
 385                                 res |= - ((intptr_t)1 << shift);
 386                         break;
 387                 }
 388         }
 389
 390         *endbuf = p;
 391
 392         return res;
 393 }
 394
 395 uintptr_t
 396 thread_id (void)
 397 {
 398 #ifdef HOST_WIN32
 399         return (uintptr_t)GetCurrentThreadId ();
 400 #else
 401         return (uintptr_t)pthread_self ();
 402 #endif
 403 }
 404