src/3rdparty/v8/src/runtime-profiler.cc

   1 // Copyright 2012 the V8 project authors. All rights reserved.
   2 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   3 // modification, are permitted provided that the following conditions are
   4 // met:
   5 //
   6 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
   7 //       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   8 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
   9 //       copyright notice, this list of conditions and the following
  10 //       disclaimer in the documentation and/or other materials provided
  11 //       with the distribution.
  12 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
  13 //       contributors may be used to endorse or promote products derived
  14 //       from this software without specific prior written permission.
  15 //
  16 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  17 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  18 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  19 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  20 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  21 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  22 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  26 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27
  28 #include "v8.h"
  29
  30 #include "runtime-profiler.h"
  31
  32 #include "assembler.h"
  33 #include "code-stubs.h"
  34 #include "compilation-cache.h"
  35 #include "deoptimizer.h"
  36 #include "execution.h"
  37 #include "global-handles.h"
  38 #include "isolate-inl.h"
  39 #include "mark-compact.h"
  40 #include "platform.h"
  41 #include "scopeinfo.h"
  42
  43 namespace v8 {
  44 namespace internal {
  45
  46
  47 // Optimization sampler constants.
  48 static const int kSamplerFrameCount = 2;
  49
  50 // Constants for statistical profiler.
  51 static const int kSamplerFrameWeight[kSamplerFrameCount] = { 2, 1 };
  52
  53 static const int kSamplerTicksBetweenThresholdAdjustment = 32;
  54
  55 static const int kSamplerThresholdInit = 3;
  56 static const int kSamplerThresholdMin = 1;
  57 static const int kSamplerThresholdDelta = 1;
  58
  59 static const int kSamplerThresholdSizeFactorInit = 3;
  60
  61 static const int kSizeLimit = 1500;
  62
  63 // Constants for counter based profiler.
  64
  65 // Number of times a function has to be seen on the stack before it is
  66 // optimized.
  67 static const int kProfilerTicksBeforeOptimization = 2;
  68 // If a function does not have enough type info (according to
  69 // FLAG_type_info_threshold), but has seen a huge number of ticks,
  70 // optimize it as it is.
  71 static const int kTicksWhenNotEnoughTypeInfo = 100;
  72 // We only have one byte to store the number of ticks.
  73 STATIC_ASSERT(kTicksWhenNotEnoughTypeInfo < 256);
  74
  75 // Maximum size in bytes of generated code for a function to be optimized
  76 // the very first time it is seen on the stack.
  77 static const int kMaxSizeEarlyOpt = 500;
  78
  79
  80 Atomic32 RuntimeProfiler::state_ = 0;
  81
  82 // TODO(isolates): Clean up the semaphore when it is no longer required.
  83 static LazySemaphore<0>::type semaphore = LAZY_SEMAPHORE_INITIALIZER;
  84
  85 #ifdef DEBUG
  86 bool RuntimeProfiler::has_been_globally_set_up_ = false;
  87 #endif
  88 bool RuntimeProfiler::enabled_ = false;
  89
  90
  91 RuntimeProfiler::RuntimeProfiler(Isolate* isolate)
  92     : isolate_(isolate),
  93       sampler_threshold_(kSamplerThresholdInit),
  94       sampler_threshold_size_factor_(kSamplerThresholdSizeFactorInit),
  95       sampler_ticks_until_threshold_adjustment_(
  96           kSamplerTicksBetweenThresholdAdjustment),
  97       sampler_window_position_(0),
  98       any_ic_changed_(false),
  99       code_generated_(false) {
 100   ClearSampleBuffer();
 101 }
 102
 103
 104 void RuntimeProfiler::GlobalSetUp() {
 105   ASSERT(!has_been_globally_set_up_);
 106   enabled_ = V8::UseCrankshaft() && FLAG_opt;
 107 #ifdef DEBUG
 108   has_been_globally_set_up_ = true;
 109 #endif
 110 }
 111
 112
 113 static void GetICCounts(JSFunction* function,
 114                         int* ic_with_type_info_count,
 115                         int* ic_total_count,
 116                         int* percentage) {
 117   *ic_total_count = 0;
 118   *ic_with_type_info_count = 0;
 119   Object* raw_info =
 120       function->shared()->code()->type_feedback_info();
 121   if (raw_info->IsTypeFeedbackInfo()) {
 122     TypeFeedbackInfo* info = TypeFeedbackInfo::cast(raw_info);
 123     *ic_with_type_info_count = info->ic_with_type_info_count();
 124     *ic_total_count = info->ic_total_count();
 125   }
 126   *percentage = *ic_total_count > 0
 127       ? 100 * *ic_with_type_info_count / *ic_total_count
 128       : 100;
 129 }
 130
 131
 132 void RuntimeProfiler::Optimize(JSFunction* function, const char* reason) {
 133   ASSERT(function->IsOptimizable());
 134   if (FLAG_trace_opt) {
 135     PrintF("[marking ");
 136     function->PrintName();
 137     PrintF(" 0x%" V8PRIxPTR, reinterpret_cast<intptr_t>(function->address()));
 138     PrintF(" for recompilation, reason: %s", reason);
 139     if (FLAG_type_info_threshold > 0) {
 140       int typeinfo, total, percentage;
 141       GetICCounts(function, &typeinfo, &total, &percentage);
 142       PrintF(", ICs with typeinfo: %d/%d (%d%%)", typeinfo, total, percentage);
 143     }
 144     PrintF("]\n");
 145   }
 146
 147   // The next call to the function will trigger optimization.
 148   function->MarkForLazyRecompilation();
 149 }
 150
 151
 152 void RuntimeProfiler::AttemptOnStackReplacement(JSFunction* function) {
 153   // See AlwaysFullCompiler (in compiler.cc) comment on why we need
 154   // Debug::has_break_points().
 155   ASSERT(function->IsMarkedForLazyRecompilation());
 156   if (!FLAG_use_osr ||
 157       isolate_->DebuggerHasBreakPoints() ||
 158       function->IsBuiltin()) {
 159     return;
 160   }
 161
 162   SharedFunctionInfo* shared = function->shared();
 163   // If the code is not optimizable, don't try OSR.
 164   if (!shared->code()->optimizable()) return;
 165
 166   // We are not prepared to do OSR for a function that already has an
 167   // allocated arguments object.  The optimized code would bypass it for
 168   // arguments accesses, which is unsound.  Don't try OSR.
 169   if (shared->uses_arguments()) return;
 170
 171   // We're using on-stack replacement: patch the unoptimized code so that
 172   // any back edge in any unoptimized frame will trigger on-stack
 173   // replacement for that frame.
 174   if (FLAG_trace_osr) {
 175     PrintF("[patching stack checks in ");
 176     function->PrintName();
 177     PrintF(" for on-stack replacement]\n");
 178   }
 179
 180   // Get the stack check stub code object to match against.  We aren't
 181   // prepared to generate it, but we don't expect to have to.
 182   bool found_code = false;
 183   Code* stack_check_code = NULL;
 184   if (FLAG_count_based_interrupts) {
 185     InterruptStub interrupt_stub;
 186     found_code = interrupt_stub.FindCodeInCache(&stack_check_code);
 187   } else  // NOLINT
 188   {  // NOLINT
 189     StackCheckStub check_stub;
 190     found_code = check_stub.FindCodeInCache(&stack_check_code);
 191   }
 192   if (found_code) {
 193     Code* replacement_code =
 194         isolate_->builtins()->builtin(Builtins::kOnStackReplacement);
 195     Code* unoptimized_code = shared->code();
 196     Deoptimizer::PatchStackCheckCode(unoptimized_code,
 197                                      stack_check_code,
 198                                      replacement_code);
 199   }
 200 }
 201
 202
 203 void RuntimeProfiler::ClearSampleBuffer() {
 204   memset(sampler_window_, 0, sizeof(sampler_window_));
 205   memset(sampler_window_weight_, 0, sizeof(sampler_window_weight_));
 206 }
 207
 208
 209 int RuntimeProfiler::LookupSample(JSFunction* function) {
 210   int weight = 0;
 211   for (int i = 0; i < kSamplerWindowSize; i++) {
 212     Object* sample = sampler_window_[i];
 213     if (sample != NULL) {
 214       if (function == sample) {
 215         weight += sampler_window_weight_[i];
 216       }
 217     }
 218   }
 219   return weight;
 220 }
 221
 222
 223 void RuntimeProfiler::AddSample(JSFunction* function, int weight) {
 224   ASSERT(IsPowerOf2(kSamplerWindowSize));
 225   sampler_window_[sampler_window_position_] = function;
 226   sampler_window_weight_[sampler_window_position_] = weight;
 227   sampler_window_position_ = (sampler_window_position_ + 1) &
 228       (kSamplerWindowSize - 1);
 229 }
 230
 231
 232 void RuntimeProfiler::OptimizeNow() {
 233   HandleScope scope(isolate_);
 234
 235   // Run through the JavaScript frames and collect them. If we already
 236   // have a sample of the function, we mark it for optimizations
 237   // (eagerly or lazily).
 238   JSFunction* samples[kSamplerFrameCount];
 239   int sample_count = 0;
 240   int frame_count = 0;
 241   int frame_count_limit = FLAG_watch_ic_patching ? FLAG_frame_count
 242                                                  : kSamplerFrameCount;
 243   for (JavaScriptFrameIterator it(isolate_);
 244        frame_count++ < frame_count_limit && !it.done();
 245        it.Advance()) {
 246     JavaScriptFrame* frame = it.frame();
 247     JSFunction* function = JSFunction::cast(frame->function());
 248
 249     if (!FLAG_watch_ic_patching) {
 250       // Adjust threshold each time we have processed
 251       // a certain number of ticks.
 252       if (sampler_ticks_until_threshold_adjustment_ > 0) {
 253         sampler_ticks_until_threshold_adjustment_--;
 254         if (sampler_ticks_until_threshold_adjustment_ <= 0) {
 255           // If the threshold is not already at the minimum
 256           // modify and reset the ticks until next adjustment.
 257           if (sampler_threshold_ > kSamplerThresholdMin) {
 258             sampler_threshold_ -= kSamplerThresholdDelta;
 259             sampler_ticks_until_threshold_adjustment_ =
 260                 kSamplerTicksBetweenThresholdAdjustment;
 261           }
 262         }
 263       }
 264     }
 265
 266     Code* shared_code = function->shared()->code();
 267     if (shared_code->kind() != Code::FUNCTION) continue;
 268
 269     if (function->IsMarkedForLazyRecompilation()) {
 270       int nesting = shared_code->allow_osr_at_loop_nesting_level();
 271       if (nesting == 0) AttemptOnStackReplacement(function);
 272       int new_nesting = Min(nesting + 1, Code::kMaxLoopNestingMarker);
 273       shared_code->set_allow_osr_at_loop_nesting_level(new_nesting);
 274     }
 275
 276     // Do not record non-optimizable functions.
 277     if (!function->IsOptimizable()) continue;
 278     if (function->shared()->optimization_disabled()) continue;
 279
 280     // Only record top-level code on top of the execution stack and
 281     // avoid optimizing excessively large scripts since top-level code
 282     // will be executed only once.
 283     const int kMaxToplevelSourceSize = 10 * 1024;
 284     if (function->shared()->is_toplevel()
 285         && (frame_count > 1
 286             || function->shared()->SourceSize() > kMaxToplevelSourceSize)) {
 287       continue;
 288     }
 289
 290     if (FLAG_watch_ic_patching) {
 291       int ticks = shared_code->profiler_ticks();
 292
 293       if (ticks >= kProfilerTicksBeforeOptimization) {
 294         int typeinfo, total, percentage;
 295         GetICCounts(function, &typeinfo, &total, &percentage);
 296         if (percentage >= FLAG_type_info_threshold) {
 297           // If this particular function hasn't had any ICs patched for enough
 298           // ticks, optimize it now.
 299           Optimize(function, "hot and stable");
 300         } else if (ticks >= kTicksWhenNotEnoughTypeInfo) {
 301           Optimize(function, "not much type info but very hot");
 302         } else {
 303           shared_code->set_profiler_ticks(ticks + 1);
 304           if (FLAG_trace_opt_verbose) {
 305             PrintF("[not yet optimizing ");
 306             function->PrintName();
 307             PrintF(", not enough type info: %d/%d (%d%%)]\n",
 308                    typeinfo, total, percentage);
 309           }
 310         }
 311       } else if (!any_ic_changed_ &&
 312           shared_code->instruction_size() < kMaxSizeEarlyOpt) {
 313         // If no IC was patched since the last tick and this function is very
 314         // small, optimistically optimize it now.
 315         Optimize(function, "small function");
 316       } else {
 317         shared_code->set_profiler_ticks(ticks + 1);
 318       }
 319     } else {  // !FLAG_watch_ic_patching
 320       samples[sample_count++] = function;
 321
 322       int function_size = function->shared()->SourceSize();
 323       int threshold_size_factor = (function_size > kSizeLimit)
 324           ? sampler_threshold_size_factor_
 325           : 1;
 326
 327       int threshold = sampler_threshold_ * threshold_size_factor;
 328
 329       if (LookupSample(function) >= threshold) {
 330         Optimize(function, "sampler window lookup");
 331       }
 332     }
 333   }
 334   if (FLAG_watch_ic_patching) {
 335     any_ic_changed_ = false;
 336   } else {  // !FLAG_watch_ic_patching
 337     // Add the collected functions as samples. It's important not to do
 338     // this as part of collecting them because this will interfere with
 339     // the sample lookup in case of recursive functions.
 340     for (int i = 0; i < sample_count; i++) {
 341       AddSample(samples[i], kSamplerFrameWeight[i]);
 342     }
 343   }
 344 }
 345
 346
 347 void RuntimeProfiler::NotifyTick() {
 348   if (FLAG_count_based_interrupts) return;
 349   isolate_->stack_guard()->RequestRuntimeProfilerTick();
 350 }
 351
 352
 353 void RuntimeProfiler::SetUp() {
 354   ASSERT(has_been_globally_set_up_);
 355   if (!FLAG_watch_ic_patching) {
 356     ClearSampleBuffer();
 357   }
 358   // If the ticker hasn't already started, make sure to do so to get
 359   // the ticks for the runtime profiler.
 360   if (IsEnabled()) isolate_->logger()->EnsureTickerStarted();
 361 }
 362
 363
 364 void RuntimeProfiler::Reset() {
 365   if (!FLAG_watch_ic_patching) {
 366     sampler_threshold_ = kSamplerThresholdInit;
 367     sampler_threshold_size_factor_ = kSamplerThresholdSizeFactorInit;
 368     sampler_ticks_until_threshold_adjustment_ =
 369         kSamplerTicksBetweenThresholdAdjustment;
 370   }
 371 }
 372
 373
 374 void RuntimeProfiler::TearDown() {
 375   // Nothing to do.
 376 }
 377
 378
 379 int RuntimeProfiler::SamplerWindowSize() {
 380   return kSamplerWindowSize;
 381 }
 382
 383
 384 // Update the pointers in the sampler window after a GC.
 385 void RuntimeProfiler::UpdateSamplesAfterScavenge() {
 386   for (int i = 0; i < kSamplerWindowSize; i++) {
 387     Object* function = sampler_window_[i];
 388     if (function != NULL && isolate_->heap()->InNewSpace(function)) {
 389       MapWord map_word = HeapObject::cast(function)->map_word();
 390       if (map_word.IsForwardingAddress()) {
 391         sampler_window_[i] = map_word.ToForwardingAddress();
 392       } else {
 393         sampler_window_[i] = NULL;
 394       }
 395     }
 396   }
 397 }
 398
 399
 400 void RuntimeProfiler::HandleWakeUp(Isolate* isolate) {
 401   // The profiler thread must still be waiting.
 402   ASSERT(NoBarrier_Load(&state_) >= 0);
 403   // In IsolateEnteredJS we have already incremented the counter and
 404   // undid the decrement done by the profiler thread. Increment again
 405   // to get the right count of active isolates.
 406   NoBarrier_AtomicIncrement(&state_, 1);
 407   semaphore.Pointer()->Signal();
 408 }
 409
 410
 411 bool RuntimeProfiler::IsSomeIsolateInJS() {
 412   return NoBarrier_Load(&state_) > 0;
 413 }
 414
 415
 416 bool RuntimeProfiler::WaitForSomeIsolateToEnterJS() {
 417   Atomic32 old_state = NoBarrier_CompareAndSwap(&state_, 0, -1);
 418   ASSERT(old_state >= -1);
 419   if (old_state != 0) return false;
 420   semaphore.Pointer()->Wait();
 421   return true;
 422 }
 423
 424
 425 void RuntimeProfiler::StopRuntimeProfilerThreadBeforeShutdown(Thread* thread) {
 426   // Do a fake increment. If the profiler is waiting on the semaphore,
 427   // the returned state is 0, which can be left as an initial state in
 428   // case profiling is restarted later. If the profiler is not
 429   // waiting, the increment will prevent it from waiting, but has to
 430   // be undone after the profiler is stopped.
 431   Atomic32 new_state = NoBarrier_AtomicIncrement(&state_, 1);
 432   ASSERT(new_state >= 0);
 433   if (new_state == 0) {
 434     // The profiler thread is waiting. Wake it up. It must check for
 435     // stop conditions before attempting to wait again.
 436     semaphore.Pointer()->Signal();
 437   }
 438   thread->Join();
 439   // The profiler thread is now stopped. Undo the increment in case it
 440   // was not waiting.
 441   if (new_state != 0) {
 442     NoBarrier_AtomicIncrement(&state_, -1);
 443   }
 444 }
 445
 446
 447 void RuntimeProfiler::RemoveDeadSamples() {
 448   for (int i = 0; i < kSamplerWindowSize; i++) {
 449     Object* function = sampler_window_[i];
 450     if (function != NULL &&
 451         !Marking::MarkBitFrom(HeapObject::cast(function)).Get()) {
 452       sampler_window_[i] = NULL;
 453     }
 454   }
 455 }
 456
 457
 458 void RuntimeProfiler::UpdateSamplesAfterCompact(ObjectVisitor* visitor) {
 459   for (int i = 0; i < kSamplerWindowSize; i++) {
 460     visitor->VisitPointer(&sampler_window_[i]);
 461   }
 462 }
 463
 464
 465 bool RuntimeProfilerRateLimiter::SuspendIfNecessary() {
 466   if (!RuntimeProfiler::IsSomeIsolateInJS()) {
 467     return RuntimeProfiler::WaitForSomeIsolateToEnterJS();
 468   }
 469   return false;
 470 }
 471
 472
 473 } }  // namespace v8::internal