Fix TAB-completion + .gdb_index slowness (generalize filename_seen_cache)
authorPedro Alves <palves@redhat.com>
Mon, 17 Jul 2017 10:28:33 +0000 (11:28 +0100)
committerPedro Alves <palves@redhat.com>
Mon, 17 Jul 2017 10:38:11 +0000 (11:38 +0100)
Tab completion when debugging a program binary that uses GDB index is
surprisingly much slower than when GDB uses psymtabs instead.  Around
1.5x/3x slower.  That's surprising, because the whole point of GDB
index is to speed things up...

For example, with:

 set pagination off
 set $count = 0
 while $count < 400
   complete b string_prin         # matches gdb's string_printf
   printf "count = %d\n", $count
   set $count = $count + 1
 end

 $ time ./gdb --batch -q  ./gdb-with-index -ex "source script.cmd"
 real    0m11.042s
 user    0m10.920s
 sys     0m0.042s

 $ time ./gdb --batch -q  ./gdb-without-index -ex "source script.cmd"
 real    0m4.635s
 user    0m4.590s
 sys     0m0.037s

Same but with:
 -   complete b string_prin
 +   complete b zzzzzz
to exercise the no-matches worst case, master currently gets you
something like:

 with index           without index
 real    0m11.971s    0m8.413s
 user    0m11.912s    0m8.355s
 sys     0m0.035s     0m0.035s

Running gdb under perf shows 80% spent inside
maybe_add_partial_symtab_filename, and 20% spent in the lbasename
inside that.

The problem that tab completion walks over all compunit symtabs, and
for each, walks the contained file symtabs.  And there a huge number
of file symtabs (each included system header, etc.) that appear in
each compunit symtab's file symtab list.  As in, when debugging GDB, I
have 367381 symtabs iterated, when of those only 5371 filenames are
unique...

This was a regression from the earlier (nice) split of symtabs in
compunit symtabs + file symtabs.

The fix here is to add a cache of unique filenames per objfile so that
the walk / uniquing is only done once.  There's already a abstraction
for this in symtab.c; this patch moves that code out to a separate
file and C++ifies it bit.

This makes the worst-case scenario above consistently drop to ~2.5s
(1.5s for the "string_prin" hit case), making it over 3.3x times
faster than psymtabs in this use case (7x in the "string_prin" hit
case).

gdb/ChangeLog:
2017-07-17  Pedro Alves  <palves@redhat.com>

* Makefile.in (COMMON_OBS): Add filename-seen-cache.o.
* dwarf2read.c: Include "filename-seen-cache.h".
* dwarf2read.c (dwarf2_per_objfile) <filenames_cache>: New field.
(dw2_map_symbol_filenames): Build and use a filenames_seen_cache.
* filename-seen-cache.c: New file.
* filename-seen-cache.h: New file.
* symtab.c: Include "filename-seen-cache.h".
(struct filename_seen_cache, INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE)
(create_filename_seen_cache, clear_filename_seen_cache)
(delete_filename_seen_cache, filename_seen): Delete, parts moved
to filename-seen-cache.h/filename-seen-cache.c.
(output_source_filename, sources_info)
(maybe_add_partial_symtab_filename)
(make_source_files_completion_list): Adjust to use
filename_seen_cache.

gdb/ChangeLog
gdb/Makefile.in
gdb/dwarf2read.c
gdb/filename-seen-cache.c [new file with mode: 0644]
gdb/filename-seen-cache.h [new file with mode: 0644]
gdb/symtab.c

index 29504945a791b6dc597c03d37fda616e5b680561..8b37cda6b471362867acf67b1468367d3876cd99 100644 (file)
@@ -1,3 +1,21 @@
+2017-07-17  Pedro Alves  <palves@redhat.com>
+
+       * Makefile.in (COMMON_OBS): Add filename-seen-cache.o.
+       * dwarf2read.c: Include "filename-seen-cache.h".
+       * dwarf2read.c (dwarf2_per_objfile) <filenames_cache>: New field.
+       (dw2_map_symbol_filenames): Build and use a filenames_seen_cache.
+       * filename-seen-cache.c: New file.
+       * filename-seen-cache.h: New file.
+       * symtab.c: Include "filename-seen-cache.h".
+       (struct filename_seen_cache, INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE)
+       (create_filename_seen_cache, clear_filename_seen_cache)
+       (delete_filename_seen_cache, filename_seen): Delete, parts moved
+       to filename-seen-cache.h/filename-seen-cache.c.
+       (output_source_filename, sources_info)
+       (maybe_add_partial_symtab_filename)
+       (make_source_files_completion_list): Adjust to use
+       filename_seen_cache.
+
 2017-07-17  Pedro Alves  <palves@redhat.com>
 
        * dwarf2read.c (dwarf2_per_objfile): In-class initialize all
index b27f6982d4afdc30deb969911021e2a32a69ea05..c6e618a54162f4c4912df86b96a81fa5a3b1c8ef 100644 (file)
@@ -1714,6 +1714,7 @@ COMMON_OBS = $(DEPFILES) $(CONFIG_OBS) $(YYOBJ) \
        f-typeprint.o \
        f-valprint.o \
        fileio.o \
+       filename-seen-cache.o \
        filestuff.o \
        filesystem.o \
        findcmd.o \
index b690d0b30e2a8a191f3532fe2b137e968c6a1d79..bb69f44f463fd1aca1104e7a9cb1ddd32cc37e8e 100644 (file)
@@ -74,7 +74,7 @@
 #include "common/gdb_optional.h"
 #include "common/underlying.h"
 #include "common/byte-vector.h"
-
+#include "filename-seen-cache.h"
 #include <fcntl.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <algorithm>
@@ -349,6 +349,10 @@ public:
 
   /* Table containing line_header indexed by offset and offset_in_dwz.  */
   htab_t line_header_hash {};
+
+  /* Table containing all filenames.  This is an optional because the
+     table is lazily constructed on first access.  */
+  gdb::optional<filename_seen_cache> filenames_cache;
 };
 
 static struct dwarf2_per_objfile *dwarf2_per_objfile;
@@ -4312,64 +4316,75 @@ static void
 dw2_map_symbol_filenames (struct objfile *objfile, symbol_filename_ftype *fun,
                          void *data, int need_fullname)
 {
-  int i;
-  htab_up visited (htab_create_alloc (10, htab_hash_pointer, htab_eq_pointer,
-                                     NULL, xcalloc, xfree));
-
   dw2_setup (objfile);
 
-  /* The rule is CUs specify all the files, including those used by
-     any TU, so there's no need to scan TUs here.
-     We can ignore file names coming from already-expanded CUs.  */
-
-  for (i = 0; i < dwarf2_per_objfile->n_comp_units; ++i)
+  if (!dwarf2_per_objfile->filenames_cache)
     {
-      struct dwarf2_per_cu_data *per_cu = dw2_get_cutu (i);
+      dwarf2_per_objfile->filenames_cache.emplace ();
 
-      if (per_cu->v.quick->compunit_symtab)
-       {
-         void **slot = htab_find_slot (visited.get (),
-                                       per_cu->v.quick->file_names,
-                                       INSERT);
+      htab_up visited (htab_create_alloc (10,
+                                         htab_hash_pointer, htab_eq_pointer,
+                                         NULL, xcalloc, xfree));
 
-         *slot = per_cu->v.quick->file_names;
-       }
-    }
-
-  for (i = 0; i < dwarf2_per_objfile->n_comp_units; ++i)
-    {
-      int j;
-      struct dwarf2_per_cu_data *per_cu = dw2_get_cu (i);
-      struct quick_file_names *file_data;
-      void **slot;
+      /* The rule is CUs specify all the files, including those used
+        by any TU, so there's no need to scan TUs here.  We can
+        ignore file names coming from already-expanded CUs.  */
 
-      /* We only need to look at symtabs not already expanded.  */
-      if (per_cu->v.quick->compunit_symtab)
-       continue;
+      for (int i = 0; i < dwarf2_per_objfile->n_comp_units; ++i)
+       {
+         struct dwarf2_per_cu_data *per_cu = dw2_get_cutu (i);
 
-      file_data = dw2_get_file_names (per_cu);
-      if (file_data == NULL)
-       continue;
+         if (per_cu->v.quick->compunit_symtab)
+           {
+             void **slot = htab_find_slot (visited.get (),
+                                           per_cu->v.quick->file_names,
+                                           INSERT);
 
-      slot = htab_find_slot (visited.get (), file_data, INSERT);
-      if (*slot)
-       {
-         /* Already visited.  */
-         continue;
+             *slot = per_cu->v.quick->file_names;
+           }
        }
-      *slot = file_data;
 
-      for (j = 0; j < file_data->num_file_names; ++j)
+      for (int i = 0; i < dwarf2_per_objfile->n_comp_units; ++i)
        {
-         const char *this_real_name;
+         int j;
+         struct dwarf2_per_cu_data *per_cu = dw2_get_cu (i);
+         struct quick_file_names *file_data;
+         void **slot;
 
-         if (need_fullname)
-           this_real_name = dw2_get_real_path (objfile, file_data, j);
-         else
-           this_real_name = NULL;
-         (*fun) (file_data->file_names[j], this_real_name, data);
+         /* We only need to look at symtabs not already expanded.  */
+         if (per_cu->v.quick->compunit_symtab)
+           continue;
+
+         file_data = dw2_get_file_names (per_cu);
+         if (file_data == NULL)
+           continue;
+
+         slot = htab_find_slot (visited.get (), file_data, INSERT);
+         if (*slot)
+           {
+             /* Already visited.  */
+             continue;
+           }
+         *slot = file_data;
+
+         for (int j = 0; j < file_data->num_file_names; ++j)
+           {
+             const char *filename = file_data->file_names[j];
+             dwarf2_per_objfile->filenames_cache->seen (filename);
+           }
        }
     }
+
+  dwarf2_per_objfile->filenames_cache->traverse ([&] (const char *filename)
+    {
+      const char *this_real_name;
+
+      if (need_fullname)
+       this_real_name = gdb_realpath (filename);
+      else
+       this_real_name = NULL;
+      (*fun) (filename, this_real_name, data);
+    });
 }
 
 static int
diff --git a/gdb/filename-seen-cache.c b/gdb/filename-seen-cache.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6282105
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,66 @@
+/* Filename-seen cache for the GNU debugger, GDB.
+
+   Copyright (C) 1986-2017 Free Software Foundation, Inc.
+
+   This file is part of GDB.
+
+   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+   it under the terms of the GNU General Public License as published by
+   the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+   (at your option) any later version.
+
+   This program is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+   GNU General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU General Public License
+   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#include "defs.h"
+#include "filename-seen-cache.h"
+#include "filenames.h"
+
+  /* Initial size of the table.  It automagically grows from here.  */
+#define INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE 100
+
+/* filename_seen_cache constructor.  */
+
+filename_seen_cache::filename_seen_cache ()
+{
+  m_tab = htab_create_alloc (INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE,
+                            filename_hash, filename_eq,
+                            NULL, xcalloc, xfree);
+}
+
+/* See filename-seen-cache.h.  */
+
+void
+filename_seen_cache::clear ()
+{
+  htab_empty (m_tab);
+}
+
+/* See filename-seen-cache.h.  */
+
+filename_seen_cache::~filename_seen_cache ()
+{
+  htab_delete (m_tab);
+}
+
+/* See filename-seen-cache.h.  */
+
+bool
+filename_seen_cache::seen (const char *file)
+{
+  void **slot;
+
+  /* Is FILE in tab?  */
+  slot = htab_find_slot (m_tab, file, INSERT);
+  if (*slot != NULL)
+    return true;
+
+  /* No; add it to tab.  */
+  *slot = (char *) file;
+  return false;
+}
diff --git a/gdb/filename-seen-cache.h b/gdb/filename-seen-cache.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..dd9cf7a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,63 @@
+/* Filename-seen cache for the GNU debugger, GDB.
+
+   Copyright (C) 1986-2017 Free Software Foundation, Inc.
+
+   This file is part of GDB.
+
+   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+   it under the terms of the GNU General Public License as published by
+   the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+   (at your option) any later version.
+
+   This program is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+   GNU General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU General Public License
+   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#include "defs.h"
+#include "common/function-view.h"
+
+/* Cache to watch for file names already seen.  */
+
+class filename_seen_cache
+{
+public:
+  filename_seen_cache ();
+  ~filename_seen_cache ();
+
+  /* Disable copy.  */
+  filename_seen_cache (const filename_seen_cache &) = delete;
+  void operator= (const filename_seen_cache &) = delete;
+
+  /* Empty the cache, but do not delete it.  */
+  void clear ();
+
+  /* If FILE is not already in the table of files in CACHE, add it and
+     return false; otherwise return true.
+
+     NOTE: We don't manage space for FILE, we assume FILE lives as
+     long as the caller needs.  */
+  bool seen (const char *file);
+
+  /* Traverse all cache entries, calling CALLBACK on each.  The
+     filename is passed as argument to CALLBACK.  */
+  void traverse (gdb::function_view<void (const char *filename)> callback)
+  {
+    auto erased_cb = [] (void **slot, void *info) -> int
+      {
+       auto filename = (const char *) *slot;
+       auto restored_cb = (decltype (callback) *) info;
+       (*restored_cb) (filename);
+       return 1;
+      };
+
+    htab_traverse_noresize (m_tab, erased_cb, &callback);
+  }
+
+private:
+  /* Table of files seen so far.  */
+  htab_t m_tab;
+};
index 519b7dd6f2d1bfd03c49bb425b8d59911cf03f78..44809aeaff52983a15b76ff2dd53a875e5f02794 100644 (file)
@@ -63,6 +63,7 @@
 #include "completer.h"
 #include "progspace-and-thread.h"
 #include "common/gdb_optional.h"
+#include "filename-seen-cache.h"
 
 /* Forward declarations for local functions.  */
 
@@ -3968,74 +3969,6 @@ operator_chars (const char *p, const char **end)
 }
 \f
 
-/* Cache to watch for file names already seen by filename_seen.  */
-
-struct filename_seen_cache
-{
-  /* Table of files seen so far.  */
-  htab_t tab;
-  /* Initial size of the table.  It automagically grows from here.  */
-#define INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE 100
-};
-
-/* filename_seen_cache constructor.  */
-
-static struct filename_seen_cache *
-create_filename_seen_cache (void)
-{
-  struct filename_seen_cache *cache = XNEW (struct filename_seen_cache);
-
-  cache->tab = htab_create_alloc (INITIAL_FILENAME_SEEN_CACHE_SIZE,
-                                 filename_hash, filename_eq,
-                                 NULL, xcalloc, xfree);
-
-  return cache;
-}
-
-/* Empty the cache, but do not delete it.  */
-
-static void
-clear_filename_seen_cache (struct filename_seen_cache *cache)
-{
-  htab_empty (cache->tab);
-}
-
-/* filename_seen_cache destructor.
-   This takes a void * argument as it is generally used as a cleanup.  */
-
-static void
-delete_filename_seen_cache (void *ptr)
-{
-  struct filename_seen_cache *cache = (struct filename_seen_cache *) ptr;
-
-  htab_delete (cache->tab);
-  xfree (cache);
-}
-
-/* If FILE is not already in the table of files in CACHE, return zero;
-   otherwise return non-zero.  Optionally add FILE to the table if ADD
-   is non-zero.
-
-   NOTE: We don't manage space for FILE, we assume FILE lives as long
-   as the caller needs.  */
-
-static int
-filename_seen (struct filename_seen_cache *cache, const char *file, int add)
-{
-  void **slot;
-
-  /* Is FILE in tab?  */
-  slot = htab_find_slot (cache->tab, file, add ? INSERT : NO_INSERT);
-  if (*slot != NULL)
-    return 1;
-
-  /* No; maybe add it to tab.  */
-  if (add)
-    *slot = (char *) file;
-
-  return 0;
-}
-
 /* Data structure to maintain printing state for output_source_filename.  */
 
 struct output_source_filename_data
@@ -4065,7 +3998,7 @@ output_source_filename (const char *name,
      symtabs; it doesn't hurt to check.  */
 
   /* Was NAME already seen?  */
-  if (filename_seen (data->filename_seen_cache, name, 1))
+  if (data->filename_seen_cache->seen (name))
     {
       /* Yes; don't print it again.  */
       return;
@@ -4097,16 +4030,15 @@ sources_info (char *ignore, int from_tty)
   struct symtab *s;
   struct objfile *objfile;
   struct output_source_filename_data data;
-  struct cleanup *cleanups;
 
   if (!have_full_symbols () && !have_partial_symbols ())
     {
       error (_("No symbol table is loaded.  Use the \"file\" command."));
     }
 
-  data.filename_seen_cache = create_filename_seen_cache ();
-  cleanups = make_cleanup (delete_filename_seen_cache,
-                          data.filename_seen_cache);
+  filename_seen_cache filenames_seen;
+
+  data.filename_seen_cache = &filenames_seen;
 
   printf_filtered ("Source files for which symbols have been read in:\n\n");
 
@@ -4122,13 +4054,11 @@ sources_info (char *ignore, int from_tty)
   printf_filtered ("Source files for which symbols "
                   "will be read in on demand:\n\n");
 
-  clear_filename_seen_cache (data.filename_seen_cache);
+  filenames_seen.clear ();
   data.first = 1;
   map_symbol_filenames (output_partial_symbol_filename, &data,
                        1 /*need_fullname*/);
   printf_filtered ("\n");
-
-  do_cleanups (cleanups);
 }
 
 /* Compare FILE against all the NFILES entries of FILES.  If BASENAMES is
@@ -5552,7 +5482,7 @@ maybe_add_partial_symtab_filename (const char *filename, const char *fullname,
 
   if (not_interesting_fname (filename))
     return;
-  if (!filename_seen (data->filename_seen_cache, filename, 1)
+  if (!data->filename_seen_cache->seen (filename)
       && filename_ncmp (filename, data->text, data->text_len) == 0)
     {
       /* This file matches for a completion; add it to the
@@ -5564,7 +5494,7 @@ maybe_add_partial_symtab_filename (const char *filename, const char *fullname,
       const char *base_name = lbasename (filename);
 
       if (base_name != filename
-         && !filename_seen (data->filename_seen_cache, base_name, 1)
+         && !data->filename_seen_cache->seen (base_name)
          && filename_ncmp (base_name, data->text, data->text_len) == 0)
        add_filename_to_list (base_name, data->text, data->word, data->list);
     }
@@ -5585,23 +5515,20 @@ make_source_files_completion_list (const char *text, const char *word)
   VEC (char_ptr) *list = NULL;
   const char *base_name;
   struct add_partial_filename_data datum;
-  struct filename_seen_cache *filename_seen_cache;
-  struct cleanup *back_to, *cache_cleanup;
+  struct cleanup *back_to;
 
   if (!have_full_symbols () && !have_partial_symbols ())
     return list;
 
   back_to = make_cleanup (do_free_completion_list, &list);
 
-  filename_seen_cache = create_filename_seen_cache ();
-  cache_cleanup = make_cleanup (delete_filename_seen_cache,
-                               filename_seen_cache);
+  filename_seen_cache filenames_seen;
 
   ALL_FILETABS (objfile, cu, s)
     {
       if (not_interesting_fname (s->filename))
        continue;
-      if (!filename_seen (filename_seen_cache, s->filename, 1)
+      if (!filenames_seen.seen (s->filename)
          && filename_ncmp (s->filename, text, text_len) == 0)
        {
          /* This file matches for a completion; add it to the current
@@ -5616,13 +5543,13 @@ make_source_files_completion_list (const char *text, const char *word)
             command do when they parse file names.  */
          base_name = lbasename (s->filename);
          if (base_name != s->filename
-             && !filename_seen (filename_seen_cache, base_name, 1)
+             && !filenames_seen.seen (base_name)
              && filename_ncmp (base_name, text, text_len) == 0)
            add_filename_to_list (base_name, text, word, &list);
        }
     }
 
-  datum.filename_seen_cache = filename_seen_cache;
+  datum.filename_seen_cache = &filenames_seen;
   datum.text = text;
   datum.word = word;
   datum.text_len = text_len;
@@ -5630,7 +5557,6 @@ make_source_files_completion_list (const char *text, const char *word)
   map_symbol_filenames (maybe_add_partial_symtab_filename, &datum,
                        0 /*need_fullname*/);
 
-  do_cleanups (cache_cleanup);
   discard_cleanups (back_to);
 
   return list;
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