bfd/, binutils/, gas/, gprof/, ld/, opcodes/
[external/binutils.git] / gprof / gmon_io.c
1 /* gmon_io.c - Input and output from/to gmon.out files.
2
3    Copyright 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6    This file is part of GNU Binutils.
7
8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11    (at your option) any later version.
12
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program; if not, write to the Free Software
20    Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston, MA
21    02110-1301, USA.  */
22 \f
23 #include "gprof.h"
24 #include "search_list.h"
25 #include "source.h"
26 #include "symtab.h"
27 #include "cg_arcs.h"
28 #include "basic_blocks.h"
29 #include "corefile.h"
30 #include "call_graph.h"
31 #include "gmon_io.h"
32 #include "gmon_out.h"
33 #include "gmon.h"               /* Fetch header for old format.  */
34 #include "hertz.h"
35 #include "hist.h"
36 #include "libiberty.h"
37
38 enum gmon_ptr_size {
39   ptr_32bit,
40   ptr_64bit
41 };
42
43 enum gmon_ptr_signedness {
44   ptr_signed,
45   ptr_unsigned
46 };
47
48 static enum gmon_ptr_size gmon_get_ptr_size (void);
49 static enum gmon_ptr_signedness gmon_get_ptr_signedness (void);
50
51 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
52 static int gmon_io_read_64 (FILE *, BFD_HOST_U_64_BIT *);
53 static int gmon_io_write_64 (FILE *, BFD_HOST_U_64_BIT);
54 #endif
55 static int gmon_read_raw_arc
56   (FILE *, bfd_vma *, bfd_vma *, unsigned long *);
57 static int gmon_write_raw_arc
58   (FILE *, bfd_vma, bfd_vma, unsigned long);
59
60 int gmon_input = 0;
61 int gmon_file_version = 0;      /* 0 == old (non-versioned) file format.  */
62
63 static enum gmon_ptr_size
64 gmon_get_ptr_size ()
65 {
66   int size;
67
68   /* Pick best size for pointers.  Start with the ELF size, and if not
69      elf go with the architecture's address size.  */
70   size = bfd_get_arch_size (core_bfd);
71   if (size == -1)
72     size = bfd_arch_bits_per_address (core_bfd);
73
74   switch (size)
75     {
76     case 32:
77       return ptr_32bit;
78
79     case 64:
80       return ptr_64bit;
81
82     default:
83       fprintf (stderr, _("%s: address size has unexpected value of %u\n"),
84                whoami, size);
85       done (1);
86     }
87 }
88
89 static enum gmon_ptr_signedness
90 gmon_get_ptr_signedness ()
91 {
92   int sext;
93
94   /* Figure out whether to sign extend.  If BFD doesn't know, assume no.  */
95   sext = bfd_get_sign_extend_vma (core_bfd);
96   if (sext == -1)
97     return ptr_unsigned;
98   return (sext ? ptr_signed : ptr_unsigned);
99 }
100
101 int
102 gmon_io_read_32 (FILE *ifp, unsigned int *valp)
103 {
104   char buf[4];
105
106   if (fread (buf, 1, 4, ifp) != 4)
107     return 1;
108   *valp = bfd_get_32 (core_bfd, buf);
109   return 0;
110 }
111
112 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
113 static int
114 gmon_io_read_64 (FILE *ifp, BFD_HOST_U_64_BIT *valp)
115 {
116   char buf[8];
117
118   if (fread (buf, 1, 8, ifp) != 8)
119     return 1;
120   *valp = bfd_get_64 (core_bfd, buf);
121   return 0;
122 }
123 #endif
124
125 int
126 gmon_io_read_vma (FILE *ifp, bfd_vma *valp)
127 {
128   unsigned int val32;
129 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
130   BFD_HOST_U_64_BIT val64;
131 #endif
132
133   switch (gmon_get_ptr_size ())
134     {
135     case ptr_32bit:
136       if (gmon_io_read_32 (ifp, &val32))
137         return 1;
138       if (gmon_get_ptr_signedness () == ptr_signed)
139         *valp = (int) val32;
140       else
141         *valp = val32;
142       break;
143
144 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
145     case ptr_64bit:
146       if (gmon_io_read_64 (ifp, &val64))
147         return 1;
148 #ifdef BFD_HOST_64_BIT
149       if (gmon_get_ptr_signedness () == ptr_signed)
150         *valp = (BFD_HOST_64_BIT) val64;
151       else
152 #endif
153         *valp = val64;
154       break;
155 #endif
156     }
157   return 0;
158 }
159
160 int
161 gmon_io_read (FILE *ifp, char *buf, size_t n)
162 {
163   if (fread (buf, 1, n, ifp) != n)
164     return 1;
165   return 0;
166 }
167
168 int
169 gmon_io_write_32 (FILE *ofp, unsigned int val)
170 {
171   char buf[4];
172
173   bfd_put_32 (core_bfd, (bfd_vma) val, buf);
174   if (fwrite (buf, 1, 4, ofp) != 4)
175     return 1;
176   return 0;
177 }
178
179 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
180 static int
181 gmon_io_write_64 (FILE *ofp, BFD_HOST_U_64_BIT val)
182 {
183   char buf[8];
184
185   bfd_put_64 (core_bfd, (bfd_vma) val, buf);
186   if (fwrite (buf, 1, 8, ofp) != 8)
187     return 1;
188   return 0;
189 }
190 #endif
191
192 int
193 gmon_io_write_vma (FILE *ofp, bfd_vma val)
194 {
195
196   switch (gmon_get_ptr_size ())
197     {
198     case ptr_32bit:
199       if (gmon_io_write_32 (ofp, (unsigned int) val))
200         return 1;
201       break;
202
203 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
204     case ptr_64bit:
205       if (gmon_io_write_64 (ofp, (BFD_HOST_U_64_BIT) val))
206         return 1;
207       break;
208 #endif
209     }
210   return 0;
211 }
212
213 int
214 gmon_io_write_8 (FILE *ofp, unsigned int val)
215 {
216   char buf[1];
217
218   bfd_put_8 (core_bfd, val, buf);
219   if (fwrite (buf, 1, 1, ofp) != 1)
220     return 1;
221   return 0;
222 }
223
224 int
225 gmon_io_write (FILE *ofp, char *buf, size_t n)
226 {
227   if (fwrite (buf, 1, n, ofp) != n)
228     return 1;
229   return 0;
230 }
231
232 static int
233 gmon_read_raw_arc (FILE *ifp, bfd_vma *fpc, bfd_vma *spc, unsigned long *cnt)
234 {
235 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
236   BFD_HOST_U_64_BIT cnt64;
237 #endif
238   unsigned int cnt32;
239
240   if (gmon_io_read_vma (ifp, fpc)
241       || gmon_io_read_vma (ifp, spc))
242     return 1;
243
244   switch (gmon_get_ptr_size ())
245     {
246     case ptr_32bit:
247       if (gmon_io_read_32 (ifp, &cnt32))
248         return 1;
249       *cnt = cnt32;
250       break;
251
252 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
253     case ptr_64bit:
254       if (gmon_io_read_64 (ifp, &cnt64))
255         return 1;
256       *cnt = cnt64;
257       break;
258 #endif
259
260     default:
261       return 1;
262     }
263   return 0;
264 }
265
266 static int
267 gmon_write_raw_arc (FILE *ofp, bfd_vma fpc, bfd_vma spc, unsigned long cnt)
268 {
269
270   if (gmon_io_write_vma (ofp, fpc)
271       || gmon_io_write_vma (ofp, spc))
272     return 1;
273
274   switch (gmon_get_ptr_size ())
275     {
276     case ptr_32bit:
277       if (gmon_io_write_32 (ofp, (unsigned int) cnt))
278         return 1;
279       break;
280
281 #ifdef BFD_HOST_U_64_BIT
282     case ptr_64bit:
283       if (gmon_io_write_64 (ofp, (BFD_HOST_U_64_BIT) cnt))
284         return 1;
285       break;
286 #endif
287     }
288   return 0;
289 }
290
291 void
292 gmon_out_read (const char *filename)
293 {
294   FILE *ifp;
295   struct gmon_hdr ghdr;
296   unsigned char tag;
297   int nhist = 0, narcs = 0, nbbs = 0;
298
299   /* Open gmon.out file.  */
300   if (strcmp (filename, "-") == 0)
301     {
302       ifp = stdin;
303 #ifdef SET_BINARY
304       SET_BINARY (fileno (stdin));
305 #endif
306     }
307   else
308     {
309       ifp = fopen (filename, FOPEN_RB);
310
311       if (!ifp)
312         {
313           perror (filename);
314           done (1);
315         }
316     }
317
318   if (fread (&ghdr, sizeof (struct gmon_hdr), 1, ifp) != 1)
319     {
320       fprintf (stderr, _("%s: file too short to be a gmon file\n"),
321                filename);
322       done (1);
323     }
324
325   if ((file_format == FF_MAGIC)
326       || (file_format == FF_AUTO && !strncmp (&ghdr.cookie[0], GMON_MAGIC, 4)))
327     {
328       if (file_format == FF_MAGIC && strncmp (&ghdr.cookie[0], GMON_MAGIC, 4))
329         {
330           fprintf (stderr, _("%s: file `%s' has bad magic cookie\n"),
331                    whoami, filename);
332           done (1);
333         }
334
335       /* Right magic, so it's probably really a new gmon.out file.  */
336       gmon_file_version = bfd_get_32 (core_bfd, (bfd_byte *) ghdr.version);
337
338       if (gmon_file_version != GMON_VERSION && gmon_file_version != 0)
339         {
340           fprintf (stderr,
341                    _("%s: file `%s' has unsupported version %d\n"),
342                    whoami, filename, gmon_file_version);
343           done (1);
344         }
345
346       /* Read in all the records.  */
347       while (fread (&tag, sizeof (tag), 1, ifp) == 1)
348         {
349           switch (tag)
350             {
351             case GMON_TAG_TIME_HIST:
352               ++nhist;
353               gmon_input |= INPUT_HISTOGRAM;
354               hist_read_rec (ifp, filename);
355               break;
356
357             case GMON_TAG_CG_ARC:
358               ++narcs;
359               gmon_input |= INPUT_CALL_GRAPH;
360               cg_read_rec (ifp, filename);
361               break;
362
363             case GMON_TAG_BB_COUNT:
364               ++nbbs;
365               gmon_input |= INPUT_BB_COUNTS;
366               bb_read_rec (ifp, filename);
367               break;
368
369             default:
370               fprintf (stderr,
371                        _("%s: %s: found bad tag %d (file corrupted?)\n"),
372                        whoami, filename, tag);
373               done (1);
374             }
375         }
376     }
377   else if (file_format == FF_AUTO
378            || file_format == FF_BSD
379            || file_format == FF_BSD44)
380     {
381       struct hdr
382       {
383         bfd_vma low_pc;
384         bfd_vma high_pc;
385         unsigned int ncnt;
386       };
387       unsigned int i;
388       int samp_bytes, header_size = 0;
389       unsigned long count;
390       bfd_vma from_pc, self_pc;
391       static struct hdr h;
392       UNIT raw_bin_count;
393       struct hdr tmp;
394       unsigned int version;
395
396       /* Information from a gmon.out file is in two parts: an array of
397          sampling hits within pc ranges, and the arcs.  */
398       gmon_input = INPUT_HISTOGRAM | INPUT_CALL_GRAPH;
399
400       /* This fseek() ought to work even on stdin as long as it's
401          not an interactive device (heck, is there anybody who would
402          want to type in a gmon.out at the terminal?).  */
403       if (fseek (ifp, 0, SEEK_SET) < 0)
404         {
405           perror (filename);
406           done (1);
407         }
408
409       /* The beginning of the old BSD header and the 4.4BSD header
410          are the same: lowpc, highpc, ncnt  */
411       if (gmon_io_read_vma (ifp, &tmp.low_pc)
412           || gmon_io_read_vma (ifp, &tmp.high_pc)
413           || gmon_io_read_32 (ifp, &tmp.ncnt))
414         {
415  bad_gmon_file:
416           fprintf (stderr, _("%s: file too short to be a gmon file\n"),
417                    filename);
418           done (1);
419         }
420
421       /* Check to see if this a 4.4BSD-style header.  */
422       if (gmon_io_read_32 (ifp, &version))
423         goto bad_gmon_file;
424
425       if (version == GMONVERSION)
426         {
427           unsigned int profrate;
428
429           /* 4.4BSD format header.  */
430           if (gmon_io_read_32 (ifp, &profrate))
431             goto bad_gmon_file;
432
433           if (!s_highpc)
434             hz = profrate;
435           else if (hz != (int) profrate)
436             {
437               fprintf (stderr,
438                        _("%s: profiling rate incompatible with first gmon file\n"),
439                        filename);
440               done (1);
441             }
442
443           switch (gmon_get_ptr_size ())
444             {
445             case ptr_32bit:
446               header_size = GMON_HDRSIZE_BSD44_32;
447               break;
448
449             case ptr_64bit:
450               header_size = GMON_HDRSIZE_BSD44_64;
451               break;
452             }
453         }
454       else
455         {
456           /* Old style BSD format.  */
457           if (file_format == FF_BSD44)
458             {
459               fprintf (stderr, _("%s: file `%s' has bad magic cookie\n"),
460                        whoami, filename);
461               done (1);
462             }
463
464           switch (gmon_get_ptr_size ())
465             {
466             case ptr_32bit:
467               header_size = GMON_HDRSIZE_OLDBSD_32;
468               break;
469
470             case ptr_64bit:
471               header_size = GMON_HDRSIZE_OLDBSD_64;
472               break;
473             }
474         }
475
476       /* Position the file to after the header.  */
477       if (fseek (ifp, header_size, SEEK_SET) < 0)
478         {
479           perror (filename);
480           done (1);
481         }
482
483       if (s_highpc && (tmp.low_pc != h.low_pc
484                        || tmp.high_pc != h.high_pc || tmp.ncnt != h.ncnt))
485         {
486           fprintf (stderr, _("%s: incompatible with first gmon file\n"),
487                    filename);
488           done (1);
489         }
490
491       h = tmp;
492       s_lowpc = (bfd_vma) h.low_pc;
493       s_highpc = (bfd_vma) h.high_pc;
494       lowpc = (bfd_vma) h.low_pc / sizeof (UNIT);
495       highpc = (bfd_vma) h.high_pc / sizeof (UNIT);
496       samp_bytes = h.ncnt - header_size;
497       hist_num_bins = samp_bytes / sizeof (UNIT);
498
499       DBG (SAMPLEDEBUG,
500            printf ("[gmon_out_read] lowpc 0x%lx highpc 0x%lx ncnt %d\n",
501                    (unsigned long) h.low_pc, (unsigned long) h.high_pc,
502                    h.ncnt);
503            printf ("[gmon_out_read]   s_lowpc 0x%lx   s_highpc 0x%lx\n",
504                    (unsigned long) s_lowpc, (unsigned long) s_highpc);
505            printf ("[gmon_out_read]     lowpc 0x%lx     highpc 0x%lx\n",
506                    (unsigned long) lowpc, (unsigned long) highpc);
507            printf ("[gmon_out_read] samp_bytes %d hist_num_bins %d\n",
508                    samp_bytes, hist_num_bins));
509
510       /* Make sure that we have sensible values.  */
511       if (samp_bytes < 0 || lowpc > highpc)
512         {
513           fprintf (stderr,
514             _("%s: file '%s' does not appear to be in gmon.out format\n"),
515             whoami, filename);
516           done (1);
517         }
518
519       if (hist_num_bins)
520         ++nhist;
521
522       if (!hist_sample)
523         {
524           hist_sample =
525             (int *) xmalloc (hist_num_bins * sizeof (hist_sample[0]));
526
527           memset (hist_sample, 0, hist_num_bins * sizeof (hist_sample[0]));
528         }
529
530       for (i = 0; i < hist_num_bins; ++i)
531         {
532           if (fread (raw_bin_count, sizeof (raw_bin_count), 1, ifp) != 1)
533             {
534               fprintf (stderr,
535                        _("%s: unexpected EOF after reading %d/%d bins\n"),
536                        whoami, --i, hist_num_bins);
537               done (1);
538             }
539
540           hist_sample[i] += bfd_get_16 (core_bfd, (bfd_byte *) raw_bin_count);
541         }
542
543       /* The rest of the file consists of a bunch of
544          <from,self,count> tuples.  */
545       while (gmon_read_raw_arc (ifp, &from_pc, &self_pc, &count) == 0)
546         {
547           ++narcs;
548
549           DBG (SAMPLEDEBUG,
550              printf ("[gmon_out_read] frompc 0x%lx selfpc 0x%lx count %lu\n",
551                      (unsigned long) from_pc, (unsigned long) self_pc, count));
552
553           /* Add this arc.  */
554           cg_tally (from_pc, self_pc, count);
555         }
556
557       fclose (ifp);
558
559       if (hz == HZ_WRONG)
560         {
561           /* How many ticks per second?  If we can't tell, report
562              time in ticks.  */
563           hz = hertz ();
564
565           if (hz == HZ_WRONG)
566             {
567               hz = 1;
568               fprintf (stderr, _("time is in ticks, not seconds\n"));
569             }
570         }
571     }
572   else
573     {
574       fprintf (stderr, _("%s: don't know how to deal with file format %d\n"),
575                whoami, file_format);
576       done (1);
577     }
578
579   if (output_style & STYLE_GMON_INFO)
580     {
581       printf (_("File `%s' (version %d) contains:\n"),
582               filename, gmon_file_version);
583       printf (nhist == 1 ?
584               _("\t%d histogram record\n") :
585               _("\t%d histogram records\n"), nhist);
586       printf (narcs == 1 ?
587               _("\t%d call-graph record\n") :
588               _("\t%d call-graph records\n"), narcs);
589       printf (nbbs == 1 ?
590               _("\t%d basic-block count record\n") :
591               _("\t%d basic-block count records\n"), nbbs);
592       first_output = FALSE;
593     }
594 }
595
596
597 void
598 gmon_out_write (const char *filename)
599 {
600   FILE *ofp;
601   struct gmon_hdr ghdr;
602
603   ofp = fopen (filename, FOPEN_WB);
604   if (!ofp)
605     {
606       perror (filename);
607       done (1);
608     }
609
610   if (file_format == FF_AUTO || file_format == FF_MAGIC)
611     {
612       /* Write gmon header.  */
613
614       memcpy (&ghdr.cookie[0], GMON_MAGIC, 4);
615       bfd_put_32 (core_bfd, (bfd_vma) GMON_VERSION, (bfd_byte *) ghdr.version);
616
617       if (fwrite (&ghdr, sizeof (ghdr), 1, ofp) != 1)
618         {
619           perror (filename);
620           done (1);
621         }
622
623       /* Write execution time histogram if we have one.  */
624       if (gmon_input & INPUT_HISTOGRAM)
625         hist_write_hist (ofp, filename);
626
627       /* Write call graph arcs if we have any.  */
628       if (gmon_input & INPUT_CALL_GRAPH)
629         cg_write_arcs (ofp, filename);
630
631       /* Write basic-block info if we have it.  */
632       if (gmon_input & INPUT_BB_COUNTS)
633         bb_write_blocks (ofp, filename);
634     }
635   else if (file_format == FF_BSD || file_format == FF_BSD44)
636     {
637       UNIT raw_bin_count;
638       unsigned int i, hdrsize;
639       unsigned padsize;
640       char pad[3*4];
641       Arc *arc;
642       Sym *sym;
643
644       memset (pad, 0, sizeof (pad));
645
646       hdrsize = 0;
647       /* Decide how large the header will be.  Use the 4.4BSD format
648          header if explicitly specified, or if the profiling rate is
649          non-standard.  Otherwise, use the old BSD format.  */
650       if (file_format == FF_BSD44
651           || hz != hertz())
652         {
653           padsize = 3*4;
654           switch (gmon_get_ptr_size ())
655             {
656             case ptr_32bit:
657               hdrsize = GMON_HDRSIZE_BSD44_32;
658               break;
659
660             case ptr_64bit:
661               hdrsize = GMON_HDRSIZE_BSD44_64;
662               break;
663             }
664         }
665       else
666         {
667           padsize = 0;
668           switch (gmon_get_ptr_size ())
669             {
670             case ptr_32bit:
671               hdrsize = GMON_HDRSIZE_OLDBSD_32;
672               break;
673
674             case ptr_64bit:
675               hdrsize = GMON_HDRSIZE_OLDBSD_64;
676               /* FIXME: Checking host compiler defines here means that we can't
677                  use a cross gprof alpha OSF.  */ 
678 #if defined(__alpha__) && defined (__osf__)
679               padsize = 4;
680 #endif
681               break;
682             }
683         }
684
685       /* Write the parts of the headers that are common to both the
686          old BSD and 4.4BSD formats.  */
687       if (gmon_io_write_vma (ofp, s_lowpc)
688           || gmon_io_write_vma (ofp, s_highpc)
689           || gmon_io_write_32 (ofp, hist_num_bins * sizeof (UNIT) + hdrsize))
690         {
691           perror (filename);
692           done (1);
693         }
694
695       /* Write out the 4.4BSD header bits, if that's what we're using.  */
696       if (file_format == FF_BSD44
697           || hz != hertz())
698         {
699           if (gmon_io_write_32 (ofp, GMONVERSION)
700               || gmon_io_write_32 (ofp, (unsigned int) hz))
701             {
702               perror (filename);
703               done (1);
704             }
705         }
706
707       /* Now write out any necessary padding after the meaningful
708          header bits.  */
709       if (padsize != 0
710           && fwrite (pad, 1, padsize, ofp) != padsize)
711         {
712           perror (filename);
713           done (1);
714         }
715
716       /* Dump the samples.  */
717       for (i = 0; i < hist_num_bins; ++i)
718         {
719           bfd_put_16 (core_bfd, (bfd_vma) hist_sample[i],
720                       (bfd_byte *) &raw_bin_count[0]);
721           if (fwrite (&raw_bin_count[0], sizeof (raw_bin_count), 1, ofp) != 1)
722             {
723               perror (filename);
724               done (1);
725             }
726         }
727
728       /* Dump the normalized raw arc information.  */
729       for (sym = symtab.base; sym < symtab.limit; ++sym)
730         {
731           for (arc = sym->cg.children; arc; arc = arc->next_child)
732             {
733               if (gmon_write_raw_arc (ofp, arc->parent->addr,
734                                       arc->child->addr, arc->count))
735                 {
736                   perror (filename);
737                   done (1);
738                 }
739               DBG (SAMPLEDEBUG,
740                    printf ("[dumpsum] frompc 0x%lx selfpc 0x%lx count %lu\n",
741                            (unsigned long) arc->parent->addr,
742                            (unsigned long) arc->child->addr, arc->count));
743             }
744         }
745
746       fclose (ofp);
747     }
748   else
749     {
750       fprintf (stderr, _("%s: don't know how to deal with file format %d\n"),
751                whoami, file_format);
752       done (1);
753     }
754 }