Re-land [Support] Extend TimeProfiler to support multiple threads
authorRussell Gallop <russell.gallop@sony.com>
Fri, 3 Jan 2020 16:04:19 +0000 (16:04 +0000)
committerRussell Gallop <russell.gallop@sony.com>
Mon, 27 Jan 2020 13:01:49 +0000 (13:01 +0000)
This makes TimeTraceProfilerInstance thread local. Added
timeTraceProfilerFinishThread() which moves the thread local instance to
a global vector of instances. timeTraceProfilerWrite() then writes
recorded data from all instances.

Threads are identified based on their thread ids. Totals are reported
with artificial thread ids higher than the real ones.

This fixes the previous version to work with __thread as well as
thread_local.

Differential Revision: https://reviews.llvm.org/D71059

llvm/include/llvm/Support/TimeProfiler.h
llvm/lib/Support/TimeProfiler.cpp

index 678f8c1..c296779 100644 (file)
@@ -14,7 +14,7 @@
 namespace llvm {
 
 struct TimeTraceProfiler;
-extern TimeTraceProfiler *TimeTraceProfilerInstance;
+extern LLVM_THREAD_LOCAL TimeTraceProfiler *TimeTraceProfilerInstance;
 
 /// Initialize the time trace profiler.
 /// This sets up the global \p TimeTraceProfilerInstance
@@ -25,6 +25,9 @@ void timeTraceProfilerInitialize(unsigned TimeTraceGranularity,
 /// Cleanup the time trace profiler, if it was initialized.
 void timeTraceProfilerCleanup();
 
+/// Finish a time trace profiler running on a worker thread.
+void timeTraceProfilerFinishThread();
+
 /// Is the time trace profiler enabled, i.e. initialized?
 inline bool timeTraceProfilerEnabled() {
   return TimeTraceProfilerInstance != nullptr;
index a7c8550..24da35c 100644 (file)
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/JSON.h"
 #include "llvm/Support/Path.h"
+#include "llvm/Support/Threading.h"
+#include <algorithm>
 #include <cassert>
 #include <chrono>
+#include <mutex>
 #include <string>
 #include <vector>
 
 using namespace std::chrono;
 
+namespace {
+std::mutex Mu;
+std::vector<llvm::TimeTraceProfiler *>
+    ThreadTimeTraceProfilerInstances; // guarded by Mu
+} // namespace
+
 namespace llvm {
 
-TimeTraceProfiler *TimeTraceProfilerInstance = nullptr;
+LLVM_THREAD_LOCAL TimeTraceProfiler *TimeTraceProfilerInstance = nullptr;
 
 typedef duration<steady_clock::rep, steady_clock::period> DurationType;
 typedef time_point<steady_clock> TimePointType;
@@ -61,7 +70,7 @@ struct Entry {
 struct TimeTraceProfiler {
   TimeTraceProfiler(unsigned TimeTraceGranularity = 0, StringRef ProcName = "")
       : StartTime(steady_clock::now()), ProcName(ProcName),
-        TimeTraceGranularity(TimeTraceGranularity) {}
+        Tid(llvm::get_threadid()), TimeTraceGranularity(TimeTraceGranularity) {}
 
   void begin(std::string Name, llvm::function_ref<std::string()> Detail) {
     Stack.emplace_back(steady_clock::now(), TimePointType(), std::move(Name),
@@ -103,22 +112,31 @@ struct TimeTraceProfiler {
     Stack.pop_back();
   }
 
+  // Write events from this TimeTraceProfilerInstance and
+  // ThreadTimeTraceProfilerInstances.
   void Write(raw_pwrite_stream &OS) {
+    // Acquire Mutex as reading ThreadTimeTraceProfilerInstances.
+    std::lock_guard<std::mutex> Lock(Mu);
     assert(Stack.empty() &&
            "All profiler sections should be ended when calling Write");
+    assert(std::all_of(ThreadTimeTraceProfilerInstances.begin(),
+                       ThreadTimeTraceProfilerInstances.end(),
+                       [](const auto &TTP) { return TTP->Stack.empty(); }) &&
+           "All profiler sections should be ended when calling Write");
+
     json::OStream J(OS);
     J.objectBegin();
     J.attributeBegin("traceEvents");
     J.arrayBegin();
 
     // Emit all events for the main flame graph.
-    for (const auto &E : Entries) {
+    auto writeEvent = [&](const auto &E, uint64_t Tid) {
       auto StartUs = E.getFlameGraphStartUs(StartTime);
       auto DurUs = E.getFlameGraphDurUs();
 
       J.object([&]{
         J.attribute("pid", 1);
-        J.attribute("tid", 0);
+        J.attribute("tid", int64_t(Tid));
         J.attribute("ph", "X");
         J.attribute("ts", StartUs);
         J.attribute("dur", DurUs);
@@ -127,39 +145,73 @@ struct TimeTraceProfiler {
           J.attributeObject("args", [&] { J.attribute("detail", E.Detail); });
         }
       });
+    };
+    for (const auto &E : Entries) {
+      writeEvent(E, this->Tid);
+    }
+    for (const auto &TTP : ThreadTimeTraceProfilerInstances) {
+      for (const auto &E : TTP->Entries) {
+        writeEvent(E, TTP->Tid);
+      }
     }
 
     // Emit totals by section name as additional "thread" events, sorted from
     // longest one.
-    int Tid = 1;
+    // Find highest used thread id.
+    uint64_t MaxTid = this->Tid;
+    for (const auto &TTP : ThreadTimeTraceProfilerInstances) {
+      MaxTid = std::max(MaxTid, TTP->Tid);
+    }
+
+    // Combine all CountAndTotalPerName from threads into one.
+    StringMap<CountAndDurationType> AllCountAndTotalPerName;
+    auto combineStat = [&](const auto &Stat) {
+      std::string Key = Stat.getKey();
+      auto Value = Stat.getValue();
+      auto &CountAndTotal = AllCountAndTotalPerName[Key];
+      CountAndTotal.first += Value.first;
+      CountAndTotal.second += Value.second;
+    };
+    for (const auto &Stat : CountAndTotalPerName) {
+      combineStat(Stat);
+    }
+    for (const auto &TTP : ThreadTimeTraceProfilerInstances) {
+      for (const auto &Stat : TTP->CountAndTotalPerName) {
+        combineStat(Stat);
+      }
+    }
+
     std::vector<NameAndCountAndDurationType> SortedTotals;
-    SortedTotals.reserve(CountAndTotalPerName.size());
-    for (const auto &E : CountAndTotalPerName)
-      SortedTotals.emplace_back(E.getKey(), E.getValue());
+    SortedTotals.reserve(AllCountAndTotalPerName.size());
+    for (const auto &Total : AllCountAndTotalPerName)
+      SortedTotals.emplace_back(Total.getKey(), Total.getValue());
 
     llvm::sort(SortedTotals.begin(), SortedTotals.end(),
                [](const NameAndCountAndDurationType &A,
                   const NameAndCountAndDurationType &B) {
                  return A.second.second > B.second.second;
                });
-    for (const auto &E : SortedTotals) {
-      auto DurUs = duration_cast<microseconds>(E.second.second).count();
-      auto Count = CountAndTotalPerName[E.first].first;
+
+    // Report totals on separate threads of tracing file.
+    uint64_t TotalTid = MaxTid + 1;
+    for (const auto &Total : SortedTotals) {
+      auto DurUs = duration_cast<microseconds>(Total.second.second).count();
+      auto Count = AllCountAndTotalPerName[Total.first].first;
 
       J.object([&]{
         J.attribute("pid", 1);
-        J.attribute("tid", Tid);
+        J.attribute("tid", int64_t(TotalTid));
         J.attribute("ph", "X");
         J.attribute("ts", 0);
         J.attribute("dur", DurUs);
-        J.attribute("name", "Total " + E.first);
+        J.attribute("name", "Total " + Total.first);
         J.attributeObject("args", [&] {
           J.attribute("count", int64_t(Count));
           J.attribute("avg ms", int64_t(DurUs / Count / 1000));
         });
       });
 
-      ++Tid;
+      ++TotalTid;
     }
 
     // Emit metadata event with process name.
@@ -183,6 +235,7 @@ struct TimeTraceProfiler {
   StringMap<CountAndDurationType> CountAndTotalPerName;
   const TimePointType StartTime;
   const std::string ProcName;
+  const uint64_t Tid;
 
   // Minimum time granularity (in microseconds)
   const unsigned TimeTraceGranularity;
@@ -196,8 +249,21 @@ void timeTraceProfilerInitialize(unsigned TimeTraceGranularity,
       TimeTraceGranularity, llvm::sys::path::filename(ProcName));
 }
 
+// Removes all TimeTraceProfilerInstances.
+// Called from main thread.
 void timeTraceProfilerCleanup() {
   delete TimeTraceProfilerInstance;
+  std::lock_guard<std::mutex> Lock(Mu);
+  for (auto TTP : ThreadTimeTraceProfilerInstances)
+    delete TTP;
+  ThreadTimeTraceProfilerInstances.clear();
+}
+
+// Finish TimeTraceProfilerInstance on a worker thread.
+// This doesn't remove the instance, just moves the pointer to global vector.
+void timeTraceProfilerFinishThread() {
+  std::lock_guard<std::mutex> Lock(Mu);
+  ThreadTimeTraceProfilerInstances.push_back(TimeTraceProfilerInstance);
   TimeTraceProfilerInstance = nullptr;
 }