source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3875

Last change on this file since 3875 was 3875, checked in by matszpk, 14 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: fixed subroutine cache usage. Fixed pushing ssaIds before visited subroutine. Add hasValue to VectorSet?.

File size: 109.8 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558/** Simple cache **/
559
560// map of last SSAId for routine, key - varid, value - last SSA ids
561class CLRX_INTERNAL LastSSAIdMap: public
562            std::unordered_map<AsmSingleVReg, VectorSet<size_t> >
563{
564public:
565    LastSSAIdMap()
566    { }
567   
568    iterator insertSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
569    {
570        auto res = insert({ vreg, { ssaId } });
571        if (!res.second)
572            res.first->second.insertValue(ssaId);
573        return res.first;
574    }
575   
576    void eraseSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
577    {
578        auto it = find(vreg);
579        if (it != end())
580             it->second.eraseValue(ssaId);
581    }
582   
583    size_t weight() const
584    { return size(); }
585};
586
587typedef LastSSAIdMap RBWSSAIdMap;
588
589struct CLRX_INTERNAL RetSSAEntry
590{
591    std::vector<size_t> routines;
592    VectorSet<size_t> ssaIds;
593};
594
595typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, RetSSAEntry> RetSSAIdMap;
596
597struct CLRX_INTERNAL RoutineData
598{
599    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
600    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
601    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
602    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
603   
604    size_t weight() const
605    { return rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight(); }
606};
607
608struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
609{
610    size_t blockIndex;
611    size_t nextIndex;
612    bool isCall;
613    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
614};
615
616struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
617{
618    size_t blockIndex;
619    size_t nextIndex;
620};
621
622
623struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
624{
625    size_t callBlock; // index
626    size_t callNextIndex; // index of call next
627    size_t routineBlock;    // routine block
628};
629
630class ResSecondPointsToCache: public std::vector<bool>
631{
632public:
633    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : std::vector<bool>(n<<1, false)
634    { }
635   
636    void increase(size_t i)
637    {
638        if ((*this)[i<<1])
639            (*this)[(i<<1)+1] = true;
640        else
641            (*this)[i<<1] = true;
642    }
643   
644    cxuint count(size_t i) const
645    { return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1]; }
646};
647
648typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
649typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
650
651static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
652              size_t origId, size_t destId)
653{
654    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
655    res.first->second.push_back({ origId, destId });
656}
657
658static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
659            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
660            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
661            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
662            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
663{
664    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
665    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
666   
667    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
668    {
669        if (cacheSecPoints != nullptr)
670        {
671            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
672            if (!res.second)
673                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
674        }
675       
676        if (stackVarMap != nullptr)
677        {
678           
679            // resolve conflict for this variable ssaId>.
680            // only if in previous block previous SSAID is
681            // read before all writes
682            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
683           
684            if (it != stackVarMap->end())
685            {
686                // found, resolve by set ssaIdLast
687                for (size_t ssaId: it->second)
688                {
689                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
690                    {
691                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
692                            sentry.first.index  << ": " <<
693                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
694                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
695                                    sinfo.ssaIdBefore);
696                    }
697                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
698                    {
699                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
700                            sentry.first.index  << ": " <<
701                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
702                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
703                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
704                    }
705                    /*else
706                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
707                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
708                }
709            }
710        }
711    }
712}
713
714typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
715
716static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
717        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
718        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
719        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
720        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
721{
722    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
723            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
724    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
725    {
726        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
727        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
728        {
729            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
730            if (!res.second)
731                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
732                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
733        }
734       
735        if (stackVarMap != nullptr)
736        {
737            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
738           
739            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
740            {
741                // found, resolve by set ssaIdLast
742                for (size_t ssaId: it->second)
743                {
744                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
745                    {
746                        if (ssaId > secSSAId)
747                        {
748                            std::cout << "  insertreplace: " <<
749                                sentry.first.regVar << ":" <<
750                                sentry.first.index  << ": " <<
751                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
752                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
753                        }
754                        else if (ssaId < secSSAId)
755                        {
756                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
757                                sentry.first.regVar << ":" <<
758                                sentry.first.index  << ": " <<
759                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
760                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
761                        }
762                        /*else
763                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
764                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
765                    }
766                }
767            }
768        }
769    }
770}
771
772static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
773                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
774                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
775                size_t nextBlock)
776{
777    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
778    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
779    // traverse by graph from next block
780    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
781    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
782    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
783   
784    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
785   
786    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
787   
788    while (!flowStack.empty())
789    {
790        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
791        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
792       
793        if (entry.nextIndex == 0)
794        {
795            // process current block
796            if (!visited[entry.blockIndex])
797            {
798                visited[entry.blockIndex] = true;
799                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
800               
801                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
802                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
803                if (resSecondPoints == nullptr)
804                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
805                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
806                                alreadyReadMap, entry, sentry,
807                                &cacheSecPoints);
808                else // to use cache
809                {
810                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
811                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
812                    flowStack.pop_back();
813                    continue;
814                }
815            }
816            else
817            {
818                // back, already visited
819                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
820                flowStack.pop_back();
821                continue;
822            }
823        }
824       
825        /*if (!callStack.empty() &&
826            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
827            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
828            callStack.pop(); // just return from call
829        */
830        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
831        {
832            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
833                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
834                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
835            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
836            entry.nextIndex++;
837        }
838        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
839                // if have any call then go to next block
840                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
841                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
842        {
843            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
844            for (const auto& next: cblock.nexts)
845                if (next.isCall)
846                {
847                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
848                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
849                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
850                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
851                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
852                }
853           
854            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
855            entry.nextIndex++;
856        }
857        else // back
858        {
859            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
860            // before write (can be different due to earlier visit)
861            for (const auto& next: cblock.nexts)
862                if (next.isCall)
863                {
864                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
865                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
866                    {
867                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
868                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
869                            alreadyReadMap.erase(it);
870                    }
871                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
872                    {
873                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
874                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
875                            alreadyReadMap.erase(it);
876                    }
877                }
878           
879            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
880            {
881                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
882                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
883                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
884                    // before write (can be different due to earlier visit)
885                    alreadyReadMap.erase(it);
886            }
887            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
888            flowStack.pop_back();
889        }
890    }
891   
892    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
893}
894
895
896static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
897        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
898        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
899        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
900        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
901        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
902        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
903        SSAReplacesMap& replacesMap)
904{
905    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
906    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
907    --pfEnd;
908    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
909    LastSSAIdMap stackVarMap;
910   
911    size_t pfStartIndex = 0;
912    {
913        auto pfPrev = pfEnd;
914        --pfPrev;
915        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
916        if (it != prevWaysIndexMap.end())
917        {
918            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
919            if (cached!=nullptr)
920            {
921                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
922                        it->second.second << std::endl;
923                stackVarMap = *cached;
924                pfStartIndex = it->second.second+1;
925            }
926        }
927    }
928   
929    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
930    {
931        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
932        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
933        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
934        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
935        {
936            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
937            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
938                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
939        }
940        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
941            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
942                if (next.isCall)
943                {
944                    std::cout << "  applycall: " << entry.blockIndex << ": " <<
945                            entry.nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
946                    const LastSSAIdMap& regVarMap =
947                            routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
948                    for (const auto& sentry: regVarMap)
949                        stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
950                }
951       
952        // put to first point cache
953        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
954        {
955            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
956            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
957        }
958    }
959   
960    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
961    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
962                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
963   
964    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
965    // traverse by graph from next block
966    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
967    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
968    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
969   
970    // already read in current path
971    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
972    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
973   
974    while (!flowStack.empty())
975    {
976        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
977        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
978       
979        if (entry.nextIndex == 0)
980        {
981            // process current block
982            if (!visited[entry.blockIndex])
983            {
984                visited[entry.blockIndex] = true;
985                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
986               
987                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
988                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
989                if (resSecondPoints == nullptr)
990                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
991                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
992                                alreadyReadMap, entry, sentry,
993                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
994                else // to use cache
995                {
996                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
997                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
998                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
999                    flowStack.pop_back();
1000                    continue;
1001                }
1002            }
1003            else
1004            {
1005                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1006                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1007                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1008                // back, already visited
1009                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1010                flowStack.pop_back();
1011                continue;
1012            }
1013        }
1014       
1015        /*if (!callStack.empty() &&
1016            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1017            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1018            callStack.pop(); // just return from call
1019        */
1020        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1021        {
1022            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1023                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1024                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1025            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1026            entry.nextIndex++;
1027        }
1028        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1029                // if have any call then go to next block
1030                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1031                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1032        {
1033            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1034            for (const auto& next: cblock.nexts)
1035                if (next.isCall)
1036                {
1037                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1038                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1039                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1040                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1041                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1042                }
1043           
1044            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1045            entry.nextIndex++;
1046        }
1047        else // back
1048        {
1049            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1050            // before write (can be different due to earlier visit)
1051            for (const auto& next: cblock.nexts)
1052                if (next.isCall)
1053                {
1054                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1055                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1056                    {
1057                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1058                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1059                            alreadyReadMap.erase(it);
1060                    }
1061                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1062                    {
1063                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1064                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1065                            alreadyReadMap.erase(it);
1066                    }
1067                }
1068           
1069            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1070            {
1071                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1072                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1073                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1074                    // before write (can be different due to earlier visit)
1075                    alreadyReadMap.erase(it);
1076            }
1077            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1078           
1079            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1080                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1081                // add to cache
1082                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1083                            entry.blockIndex);
1084           
1085            flowStack.pop_back();
1086        }
1087    }
1088   
1089    if (toCache)
1090        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1091}
1092
1093static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1094                size_t routineBlock)
1095{
1096    for (const auto& entry: src)
1097    {
1098        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1099                cxuint(entry.first.index) << ":";
1100        for (size_t v: entry.second)
1101            std::cout << " " << v;
1102        std::cout << std::endl;
1103        // insert if not inserted
1104        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1105        if (res.second)
1106            continue; // added new
1107        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1108        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1109        // add new ways
1110        for (size_t ssaId: entry.second)
1111            destEntry.insertValue(ssaId);
1112        std::cout << "    :";
1113        for (size_t v: destEntry)
1114            std::cout << " " << v;
1115        std::cout << std::endl;
1116    }
1117}
1118
1119static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1120{
1121    for (const auto& entry: src)
1122    {
1123        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1124                cxuint(entry.first.index) << ":";
1125        for (size_t v: entry.second)
1126            std::cout << " " << v;
1127        std::cout << std::endl;
1128        auto res = dest.insert(entry); // find
1129        if (res.second)
1130            continue; // added new
1131        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1132        // add new ways
1133        for (size_t ssaId: entry.second)
1134            destEntry.insertValue(ssaId);
1135        std::cout << "    :";
1136        for (size_t v: destEntry)
1137            std::cout << " " << v;
1138        std::cout << std::endl;
1139    }
1140}
1141
1142static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1143                    const RoutineData& laterRdata)
1144{
1145    for (const auto& entry: src)
1146    {
1147        auto lsit = laterRdata.lastSSAIdMap.find(entry.first);
1148        if (lsit != laterRdata.lastSSAIdMap.end())
1149        {
1150            auto csit = laterRdata.curSSAIdMap.find(entry.first);
1151            if (csit != laterRdata.curSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1152            {
1153                // if found in last ssa ID map,
1154                // but has first value (some way do not change SSAId)
1155                // then pass to add new ssaIds before this point
1156                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1157                    continue; // otherwise, skip
1158            }
1159            else
1160                continue;
1161        }
1162        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1163                cxuint(entry.first.index) << ":";
1164        for (size_t v: entry.second)
1165            std::cout << " " << v;
1166        std::cout << std::endl;
1167        auto res = dest.insert(entry); // find
1168        if (res.second)
1169            continue; // added new
1170        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1171        // add new ways
1172        for (size_t ssaId: entry.second)
1173            destEntry.insertValue(ssaId);
1174        std::cout << "    :";
1175        for (size_t v: destEntry)
1176            std::cout << " " << v;
1177        std::cout << std::endl;
1178    }
1179    joinLastSSAIdMap(dest, laterRdata.lastSSAIdMap);
1180}
1181
1182
1183static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1184{
1185    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1186    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1187   
1188    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1189   
1190    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1191    {
1192        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1193                cxuint(entry.first.index) << ":";
1194        for (size_t v: entry.second)
1195            std::cout << " " << v;
1196        std::cout << std::endl;
1197        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1198        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1199        if (!res.second)
1200        {
1201            // add new ways
1202            for (size_t ssaId: entry.second)
1203                destEntry.insertValue(ssaId);
1204        }
1205        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1206        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1207            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1208            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1209                      rbwit->second) == entry.second.end())
1210            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1211        std::cout << "    :";
1212        for (size_t v: destEntry)
1213            std::cout << " " << v;
1214        std::cout << std::endl;
1215    }
1216}
1217
1218static void reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1219            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1220            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, SSAEntry& ssaEntry)
1221{
1222    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1223    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1224    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1225    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1226    {
1227        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1228       
1229        if (ssaIds.size() >= 2)
1230        {
1231            // reduce to minimal ssaId from all calls
1232            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1233            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1234            // insert SSA replaces
1235            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1236            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1237                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1238            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1239        }
1240        else if (ssaIds.size() == 1)
1241            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1242       
1243        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1244                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1245        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1246        // reduce SSAIds replaces
1247        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1248            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1249                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1250        // finally remove from container (because obsolete)
1251        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1252    }
1253}
1254
1255static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1256                size_t prevSSAId)
1257{
1258    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1259    // put first SSAId before write
1260    if (sinfo.readBeforeWrite)
1261    {
1262        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1263        rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, sinfo.ssaIdBefore });
1264    }
1265   
1266    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1267    {
1268        // put last SSAId
1269        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1270        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1271        if (!res.second)
1272        {
1273            // if not inserted
1274            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1275            if (sinfo.readBeforeWrite)
1276                ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1277            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1278        }
1279    }
1280}
1281
1282static void initializePrevRetSSAIds(const RetSSAIdMap& retSSAIdMap,
1283            const RoutineData& rdata, FlowStackEntry& entry)
1284{
1285    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1286    {
1287        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1288        if (!res.second)
1289            continue; // already added, do not change
1290        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1291        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1292            res.first->second = rfit->second;
1293    }
1294}
1295
1296static void revertRetSSAIdMap(const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1297            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1298{
1299    // revert retSSAIdMap
1300    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1301    {
1302        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1303        if (rdata!=nullptr)
1304        {
1305            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1306            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1307                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1308        }
1309       
1310        if (!v.second.ssaIds.empty())
1311            rfit->second = v.second;
1312        else // erase if empty
1313            retSSAIdMap.erase(v.first);
1314       
1315        if (rdata!=nullptr)
1316        {
1317            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1318            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1319                ssaIds.insertValue(ssaId);
1320            if (v.second.ssaIds.empty())
1321            {
1322                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1323                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1324            }
1325           
1326            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1327                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1328            for (size_t v: ssaIds)
1329                std::cout << " " << v;
1330            std::cout << std::endl;
1331        }
1332    }
1333}
1334
1335static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1336            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1337{
1338    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1339    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1340                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1341    for (size_t v: ssaIds)
1342        std::cout << " " << v;
1343    std::cout << std::endl;
1344   
1345    // if cblock with some children
1346    if (nextSSAId != curSSAId)
1347        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1348   
1349    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1350    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1351            (curSSAId) << std::endl;*/
1352    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1353   
1354    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1355                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1356    for (size_t v: ssaIds)
1357        std::cout << " " << v;
1358    std::cout << std::endl;
1359}
1360
1361static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1362        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1363        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1364        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1365        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1366        size_t routineBlock)
1367{
1368    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1369    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1370    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1371    // last SSA ids map from returns
1372    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1373    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1374   
1375    while (!flowStack.empty())
1376    {
1377        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1378        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1379       
1380        if (entry.nextIndex == 0)
1381        {
1382            // process current block
1383            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1384                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1385            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1386            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1387            {
1388                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1389                if (cachedRdata == nullptr)
1390                {
1391                    // try in routine map
1392                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1393                    if (rit != routineMap.end())
1394                        cachedRdata = &rit->second;
1395                }
1396                if (cachedRdata == nullptr && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1397                {
1398                    RoutineData subrData;
1399                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1400                    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, subroutToCache,
1401                            subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex);
1402                    subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1403                   
1404                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1405                }
1406            }
1407           
1408            if (cachedRdata != nullptr)
1409            {
1410                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1411                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1412                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1413                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1414                flowStack.pop_back();
1415                continue;
1416            }
1417            else if (!visited[entry.blockIndex])
1418            {
1419                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1420                visited[entry.blockIndex] = true;
1421               
1422                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1423                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1424                    {
1425                        // put data to routine data
1426                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1427                       
1428                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1429                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1430                    }
1431            }
1432            else
1433            {   // begin caching
1434                flowStack.pop_back();
1435                continue;
1436            }
1437        }
1438       
1439        // join and skip calls
1440        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1441                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1442            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1443                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1444       
1445        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1446        {
1447            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1448            entry.nextIndex++;
1449        }
1450        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1451                // if have any call then go to next block
1452                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1453                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1454        {
1455            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1456            {
1457                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1458                    if (next.isCall)
1459                    {
1460                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1461                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1462                        initializePrevRetSSAIds(retSSAIdMap, it->second, entry);
1463                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1464                    }
1465            }
1466            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1467            entry.nextIndex++;
1468        }
1469        else
1470        {
1471            if (cblock.haveReturn)
1472            {
1473                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1474                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1475                std::cout << "procretend" << std::endl;
1476            }
1477           
1478            // revert retSSAIdMap
1479            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1480            //
1481           
1482            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1483            {
1484                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1485                    continue;
1486                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1487                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1488                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1489                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1490               
1491                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1492                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1493                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1494               
1495                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1496            }
1497           
1498            if (flowStack.size() > 1 && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1499            { //put to cache
1500                RoutineData subrData;
1501                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1502                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, subroutToCache,
1503                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex);
1504                subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1505            }
1506           
1507            flowStack.pop_back();
1508        }
1509    }
1510    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1511}
1512
1513
1514void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1515{
1516    if (codeBlocks.empty())
1517        return;
1518    usageHandler.rewind();
1519    auto cbit = codeBlocks.begin();
1520    AsmRegVarUsage rvu;
1521    if (!usageHandler.hasNext())
1522        return; // do nothing if no regusages
1523    rvu = usageHandler.nextUsage();
1524   
1525    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1526    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1527    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1528    size_t regTypesNum;
1529    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1530   
1531    while (true)
1532    {
1533        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1534        {
1535            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1536            ++cbit;
1537        }
1538        if (cbit == codeBlocks.end())
1539            break;
1540        // skip rvu's before codeblock
1541        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1542            rvu = usageHandler.nextUsage();
1543        if (rvu.offset < cbit->start)
1544            break;
1545       
1546        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1547        while (rvu.offset < cbit->end)
1548        {
1549            // process rvu
1550            // only if regVar
1551            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1552            {
1553                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1554                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1555               
1556                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1557                if (res.second)
1558                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1559                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1560                    // if first write RVU instead read RVU
1561                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1562                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1563                /* change SSA id only for write-only regvars -
1564                 *   read-write place can not have two different variables */
1565                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1566                    sinfo.ssaIdChange++;
1567                if (rvu.regVar==nullptr)
1568                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1569                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1570            }
1571            // get next rvusage
1572            if (!usageHandler.hasNext())
1573                break;
1574            rvu = usageHandler.nextUsage();
1575        }
1576        ++cbit;
1577    }
1578   
1579    size_t rbwCount = 0;
1580    size_t wrCount = 0;
1581   
1582    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1583   
1584    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1585    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1586    // total SSA count
1587    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1588    // last SSA ids map from returns
1589    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1590    // last SSA ids in current way in code flow
1591    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1592    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1593    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1594    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1595    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1596    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1597    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1598    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1599   
1600    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1601    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1602    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1603    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1604    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1605   
1606    while (!flowStack.empty())
1607    {
1608        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1609        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1610       
1611        if (entry.nextIndex == 0)
1612        {
1613            // process current block
1614            if (!visited[entry.blockIndex])
1615            {
1616                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1617                visited[entry.blockIndex] = true;
1618               
1619                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1620                {
1621                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1622                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1623                    {
1624                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1625                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1626                        continue; // no change for registers
1627                    }
1628                   
1629                    reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap, routineMap, ssaReplacesMap,
1630                                 ssaEntry);
1631                   
1632                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1633                   
1634                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1635                    if (totalSSACount == 0)
1636                    {
1637                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1638                        ssaId++;
1639                        totalSSACount++;
1640                    }
1641                   
1642                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1643                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1644                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1645                   
1646                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1647                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1648                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1649                    ssaId = totalSSACount;
1650                   
1651                    /*if (!callStack.empty())
1652                        // put data to routine data
1653                        updateRoutineData(routineMap.find(
1654                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1655                       
1656                    // count read before writes (for cache weight)
1657                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1658                        rbwCount++;
1659                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1660                        wrCount++;
1661                }
1662            }
1663            else
1664            {
1665                // TODO: correctly join this path with routine data
1666                // currently does not include further substitutions in visited path
1667                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1668                if (!callStack.empty())
1669                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1670               
1671                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1672                {
1673                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1674                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1675                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1676                }*/
1677               
1678                // handle caching for res second point
1679                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1680                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1681                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1682                // back, already visited
1683                flowStack.pop_back();
1684               
1685                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1686                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1687                {
1688                    // mark point of way to cache (res first point)
1689                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1690                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1691                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1692                            curWayBIndex << std::endl;
1693                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1694                }
1695                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1696                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1697                continue;
1698            }
1699        }
1700       
1701        if (!callStack.empty() &&
1702            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1703            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1704        {
1705            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1706            RoutineData& prevRdata =
1707                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1708            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1709            {
1710                //RoutineData myRoutineData;
1711                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, cblocksToCache, subroutinesCache,
1712                            routineMap, prevRdata, callStack.back().routineBlock);
1713                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1714                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1715            }
1716            callStack.pop_back(); // just return from call
1717            if (!callStack.empty())
1718                // put to parent routine
1719                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1720                                    prevRdata);
1721        }
1722       
1723        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1724        {
1725            bool isCall = false;
1726            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1727            {
1728                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1729                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1730                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });
1731                routineMap.insert({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, { } });
1732                isCall = true;
1733            }
1734           
1735            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0, isCall });
1736            entry.nextIndex++;
1737        }
1738        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1739                // if have any call then go to next block
1740                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1741                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1742        {
1743            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1744            {
1745                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1746                    if (next.isCall)
1747                    {
1748                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1749                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1750                        initializePrevRetSSAIds(retSSAIdMap, it->second, entry);
1751                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1752                    }
1753            }
1754            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1755            entry.nextIndex++;
1756        }
1757        else // back
1758        {
1759            RoutineData* rdata = nullptr;
1760            if (!callStack.empty())
1761                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1762           
1763            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1764            {
1765                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1766                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1767                std::cout << "procretend" << std::endl;
1768            }*/
1769           
1770            // revert retSSAIdMap
1771            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1772            //
1773           
1774            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1775            {
1776                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1777                    continue;
1778               
1779                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1780                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1781                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1782               
1783                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1784                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1785                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1786               
1787                /*if (rdata!=nullptr)
1788                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1789                */
1790            }
1791           
1792            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1793            flowStack.pop_back();
1794            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1795                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1796            {
1797                lastCommonCacheWayPoint =
1798                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1799                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
1800            }
1801        }
1802    }
1803   
1804    /**********
1805     * after that, we find points to resolve conflicts
1806     **********/
1807    flowStack.clear();
1808    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
1809   
1810    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1811    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
1812   
1813    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
1814    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1815   
1816    while (!flowStack2.empty())
1817    {
1818        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
1819        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1820       
1821        if (entry.nextIndex == 0)
1822        {
1823            // process current block
1824            if (!visited[entry.blockIndex])
1825                visited[entry.blockIndex] = true;
1826            else
1827            {
1828                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
1829                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
1830                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
1831               
1832                // join routine data
1833                /*auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1834                if (rit != routineMap.end())
1835                    // just join with current routine data
1836                    joinRoutineData(routineMap.find(
1837                            callStack.back().routineBlock)->second, rit->second);*/
1838                /*if (!callStack.empty())
1839                    collectSSAIdsForCall(flowStack2, callStack, visited,
1840                            routineMap, codeBlocks);*/
1841                // back, already visited
1842                flowStack2.pop_back();
1843                continue;
1844            }
1845        }
1846       
1847        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1848        {
1849            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1850            entry.nextIndex++;
1851        }
1852        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1853                // if have any call then go to next block
1854                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1855                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1856        {
1857            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1858            entry.nextIndex++;
1859        }
1860        else // back
1861        {
1862            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1863                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1864                // add to cache
1865                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1866                            entry.blockIndex);
1867            flowStack2.pop_back();
1868        }
1869    }
1870}
1871
1872void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
1873{
1874    /* prepare SSA id replaces */
1875    struct MinSSAGraphNode
1876    {
1877        size_t minSSAId;
1878        bool visited;
1879        std::unordered_set<size_t> nexts;
1880        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
1881    };
1882    struct MinSSAGraphStackEntry
1883    {
1884        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
1885        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
1886        size_t minSSAId;
1887    };
1888   
1889    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
1890    {
1891        std::vector<SSAReplace>& replaces = entry.second;
1892        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
1893        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
1894        std::vector<SSAReplace> newReplaces;
1895       
1896        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
1897       
1898        auto it = replaces.begin();
1899        while (it != replaces.end())
1900        {
1901            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
1902                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
1903            {
1904                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
1905                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
1906                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
1907                    node.nexts.insert(it->second);
1908            }
1909            it = itEnd;
1910        }
1911        // propagate min value
1912        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
1913        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
1914                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
1915        {
1916            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
1917            // traverse with minimalize SSA id
1918            while (!minSSAStack.empty())
1919            {
1920                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
1921                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
1922                bool toPop = false;
1923                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
1924                {
1925                    if (!node.visited)
1926                        node.visited = true;
1927                    else
1928                        toPop = true;
1929                }
1930                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
1931                {
1932                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
1933                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
1934                    {
1935                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
1936                                nodeIt->second.minSSAId });
1937                    }
1938                    ++entry.nextIt;
1939                }
1940                else
1941                {
1942                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
1943                    minSSAStack.pop();
1944                    if (!minSSAStack.empty())
1945                    {
1946                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
1947                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
1948                    }
1949                }
1950            }
1951            // skip visited nodes
1952            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
1953                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
1954                    break;
1955        }
1956       
1957        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
1958            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
1959       
1960        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
1961        entry.second = newReplaces;
1962    }
1963   
1964    /* apply SSA id replaces */
1965    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
1966        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1967        {
1968            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
1969            if (it == ssaReplacesMap.end())
1970                continue;
1971            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1972            std::vector<SSAReplace>& replaces = it->second;
1973            if (sinfo.readBeforeWrite)
1974            {
1975                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
1976                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
1977                if (rit != replaces.end())
1978                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
1979            }
1980            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
1981            {
1982                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
1983                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
1984                if (rit != replaces.end())
1985                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
1986            }
1987            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
1988            {
1989                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
1990                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
1991                if (rit != replaces.end())
1992                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
1993            }
1994        }
1995}
1996
1997struct Liveness
1998{
1999    std::map<size_t, size_t> l;
2000   
2001    Liveness() { }
2002   
2003    void clear()
2004    { l.clear(); }
2005   
2006    void expand(size_t k)
2007    {
2008        if (l.empty())
2009            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2010        else
2011        {
2012            auto it = l.end();
2013            --it;
2014            it->second = k+1;
2015        }
2016    }
2017    void newRegion(size_t k)
2018    {
2019        if (l.empty())
2020            l.insert(std::make_pair(k, k));
2021        else
2022        {
2023            auto it = l.end();
2024            --it;
2025            if (it->first != k && it->second != k)
2026                l.insert(std::make_pair(k, k));
2027        }
2028    }
2029   
2030    void insert(size_t k, size_t k2)
2031    {
2032        auto it1 = l.lower_bound(k);
2033        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2034            --it1;
2035        if (it1->second < k)
2036            ++it1;
2037        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2038        if (it1!=it2)
2039        {
2040            k = std::min(k, it1->first);
2041            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2042            l.erase(it1, it2);
2043        }
2044        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2045    }
2046   
2047    bool contain(size_t t) const
2048    {
2049        auto it = l.lower_bound(t);
2050        if (it==l.begin() && it->first>t)
2051            return false;
2052        if (it==l.end() || it->first>t)
2053            --it;
2054        return it->first<=t && t<it->second;
2055    }
2056   
2057    bool common(const Liveness& b) const
2058    {
2059        auto i = l.begin();
2060        auto j = b.l.begin();
2061        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2062        {
2063            if (i->first==i->second)
2064            {
2065                ++i;
2066                continue;
2067            }
2068            if (j->first==j->second)
2069            {
2070                ++j;
2071                continue;
2072            }
2073            if (i->first<j->first)
2074            {
2075                if (i->second > j->first)
2076                    return true; // common place
2077                ++i;
2078            }
2079            else
2080            {
2081                if (i->first < j->second)
2082                    return true; // common place
2083                ++j;
2084            }
2085        }
2086        return false;
2087    }
2088};
2089
2090typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2091
2092static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2093            const AsmSingleVReg& svreg)
2094{
2095    cxuint regType; // regtype
2096    if (svreg.regVar!=nullptr)
2097        regType = svreg.regVar->type;
2098    else
2099        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2100            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2101                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2102                break;
2103    return regType;
2104}
2105
2106static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2107        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2108        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2109{
2110    size_t ssaId;
2111    if (svreg.regVar==nullptr)
2112        ssaId = 0;
2113    else if (ssaIdIdx==0)
2114        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2115    else if (ssaIdIdx==1)
2116        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2117    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2118        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2119    else // last
2120        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2121   
2122    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2123    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2124    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2125                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2126    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2127}
2128
2129typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2130
2131struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2132{
2133    size_t ssaId; // last SSA id
2134    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2135};
2136
2137/* TODO: add handling calls
2138 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2139 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2140 */
2141
2142typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2143
2144static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2145        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2146        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2147        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2148        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2149{
2150    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2151    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2152        if (entry.second.readBeforeWrite)
2153        {
2154            // find last
2155            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2156            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2157                continue; // not found
2158            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2159            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2160            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2161            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2162            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2163                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2164            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2165            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2166            --flitEnd; // before last element
2167            // insert live time to last seen position
2168            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2169            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2170            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2171                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2172            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2173            {
2174                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2175                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2176                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2177            }
2178        }
2179}
2180
2181static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2182        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2183        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2184        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2185        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2186{
2187    auto flitStart = flowStack.end();
2188    --flitStart;
2189    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2190    // find step in way
2191    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2192    auto flitEnd = flowStack.end();
2193    --flitEnd;
2194    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2195   
2196    // collect var to check
2197    size_t flowPos = 0;
2198    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2199    {
2200        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2201        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2202        {
2203            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2204            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2205                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2206            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2207        }
2208    }
2209    // find connections
2210    flowPos = 0;
2211    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2212    {
2213        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2214        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2215        {
2216            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2217            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2218            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2219                flowPos > varMapIt->second.second ||
2220                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2221                continue;
2222            // just connect
2223           
2224            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2225            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2226            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2227                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2228            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2229           
2230            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2231            {
2232                // fill whole loop
2233                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2234                {
2235                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2236                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2237                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2238                }
2239                continue;
2240            }
2241           
2242            size_t flowPos2 = 0;
2243            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2244            {
2245                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2246                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2247                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2248            }
2249            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2250            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2251            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2252            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2253            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2254                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2255            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2256            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2257            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2258            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2259            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2260                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2261            // fill up loop end
2262            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2263            {
2264                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2265                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2266                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2267            }
2268        }
2269    }
2270}
2271
2272struct LiveBlock
2273{
2274    size_t start;
2275    size_t end;
2276    size_t vidx;
2277   
2278    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2279    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2280   
2281    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2282    { return start<b.start || (start==b.start &&
2283            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2284};
2285
2286typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2287typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2288typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2289typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2290
2291static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2292            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2293            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2294            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2295            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2296{
2297    // add linear deps
2298    cxuint count = ldeps[0];
2299    cxuint pos = 1;
2300    cxbyte rvuAdded = 0;
2301    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2302    {
2303        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2304        std::vector<size_t> vidxes;
2305        cxuint regType = UINT_MAX;
2306        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2307        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2308        {
2309            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2310            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2311            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2312            {
2313                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2314                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2315                if (regType==UINT_MAX)
2316                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2317                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2318                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2319                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2320                // push variable index
2321                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2322            }
2323        }
2324        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2325        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2326        {
2327            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2328            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2329        }
2330    }
2331    // add single arg linear dependencies
2332    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2333        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2334        {
2335            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2336            std::vector<size_t> vidxes;
2337            cxuint regType = UINT_MAX;
2338            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2339            {
2340                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2341                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2342                if (regType==UINT_MAX)
2343                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2344                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2345                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2346                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2347                // push variable index
2348                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2349            }
2350            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2351            {
2352                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2353                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2354            }
2355        }
2356       
2357    /* equalTo dependencies */
2358    count = edeps[0];
2359    pos = 1;
2360    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2361    {
2362        cxuint ccount = edeps[pos++];
2363        std::vector<size_t> vidxes;
2364        cxuint regType = UINT_MAX;
2365        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2366        {
2367            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2368            // only one register should be set for equalTo depencencies
2369            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2370            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2371            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2372            if (regType==UINT_MAX)
2373                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2374            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2375            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2376                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2377            // push variable index
2378            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2379        }
2380        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2381        {
2382            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2383            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2384        }
2385    }
2386}
2387
2388typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2389
2390struct EqualStackEntry
2391{
2392    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2393    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2394};
2395
2396void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2397{
2398    // construct var index maps
2399    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2400    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2401    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2402    size_t regTypesNum;
2403    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2404   
2405    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2406        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2407        {
2408            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2409            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2410            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2411            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2412            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2413            size_t ssaIdCount = 0;
2414            if (sinfo.readBeforeWrite)
2415                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2416            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2417            {
2418                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2419                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2420            }
2421            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2422                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2423           
2424            if (sinfo.readBeforeWrite)
2425                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2426            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2427            {
2428                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2429                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2430                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2431                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2432                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2433                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2434            }
2435        }
2436   
2437    // construct vreg liveness
2438    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2439    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2440    // hold last vreg ssaId and position
2441    LastVRegMap lastVRegMap;
2442    // hold start live time position for every code block
2443    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2444    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2445   
2446    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2447   
2448    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2449        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2450   
2451    size_t curLiveTime = 0;
2452   
2453    while (!flowStack.empty())
2454    {
2455        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2456        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2457       
2458        if (entry.nextIndex == 0)
2459        {
2460            // process current block
2461            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2462            {
2463                // if loop
2464                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2465                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2466                flowStack.pop_back();
2467                continue;
2468            }
2469           
2470            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2471            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2472                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2473           
2474            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2475            {
2476                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2477                // update
2478                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2479                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2480                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2481                --flit; // to last position
2482                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2483                            { lastSSAId, { flit } } });
2484                if (!res.second) // if not first seen, just update
2485                {
2486                    // update last
2487                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2488                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2489                }
2490            }
2491           
2492            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2493            if (!visited[entry.blockIndex])
2494            {
2495                visited[entry.blockIndex] = true;
2496                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2497                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2498                cxuint instrRVUsCount = 0;
2499               
2500                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2501                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2502                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2503               
2504                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2505                // register in liveness
2506                while (true)
2507                {
2508                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2509                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2510                    if (usageHandler.hasNext())
2511                    {
2512                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2513                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2514                            break;
2515                        if (!rvu.useRegMode)
2516                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2517                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2518                                cblock.start + curLiveTime;
2519                    }
2520                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2521                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2522                    {
2523                        // apply to liveness
2524                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2525                        {
2526                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2527                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2528                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2529                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2530                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2531                            lv.expand(liveTime);
2532                        }
2533                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2534                        {
2535                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2536                            ssaIdIdx++;
2537                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2538                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2539                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2540                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2541                                // because live after this instr
2542                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2543                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2544                        }
2545                        // get linear deps and equal to
2546                        cxbyte lDeps[16];
2547                        cxbyte eDeps[16];
2548                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2549                                        lDeps, eDeps);
2550                       
2551                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2552                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2553                                regTypesNum, regRanges);
2554                       
2555                        readSVRegs.clear();
2556                        writtenSVRegs.clear();
2557                        if (!usageHandler.hasNext())
2558                            break; // end
2559                        oldOffset = rvu.offset;
2560                        instrRVUsCount = 0;
2561                    }
2562                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2563                        break;
2564                   
2565                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2566                    {
2567                        // per register/singlvreg
2568                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2569                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2570                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2571                        else // read or treat as reading // expand previous region
2572                            readSVRegs.push_back(svreg);
2573                    }
2574                }
2575                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2576            }
2577            else
2578            {
2579                // back, already visited
2580                flowStack.pop_back();
2581                continue;
2582            }
2583        }
2584        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2585        {
2586            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2587            entry.nextIndex++;
2588        }
2589        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2590        {
2591            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2592            entry.nextIndex++;
2593        }
2594        else // back
2595        {
2596            // revert lastSSAIdMap
2597            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2598            flowStack.pop_back();
2599            if (!flowStack.empty())
2600            {
2601                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2602                {
2603                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2604                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2605                    {
2606                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2607                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2608                        lastPos.blockChain.pop_back();
2609                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2610                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2611                    }
2612                }
2613            }
2614        }
2615    }
2616   
2617    /// construct liveBlockMaps
2618    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2619    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2620    {
2621        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2622        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2623        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2624        {
2625            Liveness& lv = liveness[li];
2626            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2627                if (blk.first != blk.second)
2628                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2629            lv.clear();
2630        }
2631        liveness.clear();
2632    }
2633   
2634    // create interference graphs
2635    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2636    {
2637        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2638        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2639        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2640       
2641        auto lit = liveBlockMap.begin();
2642        size_t rangeStart = 0;
2643        if (lit != liveBlockMap.end())
2644            rangeStart = lit->start;
2645        while (lit != liveBlockMap.end())
2646        {
2647            const size_t blkStart = lit->start;
2648            const size_t blkEnd = lit->end;
2649            size_t rangeEnd = blkEnd;
2650            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2651            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2652            // collect from this range, variable indices
2653            std::set<size_t> varIndices;
2654            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2655                varIndices.insert(lit2->vidx);
2656            // push to intergraph as full subgGraph
2657            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2658                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2659                    if (vit != vit2)
2660                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2661            // go to next live blocks
2662            rangeStart = rangeEnd;
2663            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2664                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2665                    break;
2666            if (lit == liveBlockMap.end())
2667                break; //
2668            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2669        }
2670    }
2671   
2672    /*
2673     * resolve equalSets
2674     */
2675    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2676    {
2677        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2678        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2679        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2680        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2681        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2682       
2683        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2684        {
2685            auto it = etoDepMap.find(v);
2686            if (it == etoDepMap.end())
2687            {
2688                // is not regvar in equalTo dependencies
2689                v++;
2690                continue;
2691            }
2692           
2693            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2694            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2695           
2696            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2697            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2698            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2699            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2700           
2701            // traverse by this
2702            while (!etoStack.empty())
2703            {
2704                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2705                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2706                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2707                if (entry.nextIdx == 0)
2708                {
2709                    if (!visited[vidx])
2710                    {
2711                        // push to this equalSet
2712                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2713                        equalSet.push_back(vidx);
2714                    }
2715                    else
2716                    {
2717                        // already visited
2718                        etoStack.pop();
2719                        continue;
2720                    }
2721                }
2722               
2723                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2724                {
2725                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2726                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2727                    entry.nextIdx++;
2728                }
2729                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2730                {
2731                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2732                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2733                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2734                    entry.nextIdx++;
2735                }
2736                else
2737                    etoStack.pop();
2738            }
2739           
2740            // to first already added node (var)
2741            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2742        }
2743    }
2744}
2745
2746typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2747
2748struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2749{
2750    const InterGraph& interGraph;
2751    const Array<size_t>& sdoCounts;
2752   
2753    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2754        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2755    { }
2756   
2757    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2758    {
2759        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2760            return true;
2761        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2762    }
2763};
2764
2765/* algorithm to allocate regranges:
2766 * from smallest regranges to greatest regranges:
2767 *   choosing free register: from smallest free regranges
2768 *      to greatest regranges:
2769 *         in this same regrange:
2770 *               try to find free regs in regranges
2771 *               try to link free ends of two distinct regranges
2772 */
2773
2774void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2775{
2776    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2777                    assembler.deviceType);
2778   
2779    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2780    {
2781        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2782        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2783        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2784        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2785        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2786        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2787       
2788        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2789        gcMap.resize(nodesNum);
2790        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2791        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2792        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2793       
2794        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2795        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2796        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2797            nodeSet.insert(i);
2798       
2799        cxuint colorsNum = 0;
2800        // firstly, allocate real registers
2801        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2802            if (entry.first.regVar == nullptr)
2803                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2804       
2805        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2806        {
2807            size_t node = *nodeSet.begin();
2808            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2809                continue; // already colored
2810            size_t color = 0;
2811            std::vector<size_t> equalNodes;
2812            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
2813            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
2814            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
2815                // found, get equal set from equalSetList
2816                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
2817           
2818            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2819            {
2820                // find first usable color
2821                bool thisSame = false;
2822                for (size_t nb: interGraph[node])
2823                    if (gcMap[nb] == color)
2824                    {
2825                        thisSame = true;
2826                        break;
2827                    }
2828                if (!thisSame)
2829                    break;
2830            }
2831            if (color==colorsNum) // add new color if needed
2832            {
2833                if (colorsNum >= maxColorsNum)
2834                    throw AsmException("Too many register is needed");
2835                colorsNum++;
2836            }
2837           
2838            for (size_t nextNode: equalNodes)
2839                gcMap[nextNode] = color;
2840            // update SDO for node
2841            bool colorExists = false;
2842            for (size_t node: equalNodes)
2843            {
2844                for (size_t nb: interGraph[node])
2845                    if (gcMap[nb] == color)
2846                    {
2847                        colorExists = true;
2848                        break;
2849                    }
2850                if (!colorExists)
2851                    sdoCounts[node]++;
2852            }
2853            // update SDO for neighbors
2854            for (size_t node: equalNodes)
2855                for (size_t nb: interGraph[node])
2856                {
2857                    colorExists = false;
2858                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
2859                        if (gcMap[nb2] == color)
2860                        {
2861                            colorExists = true;
2862                            break;
2863                        }
2864                    if (!colorExists)
2865                    {
2866                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2867                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
2868                        sdoCounts[nb]++;
2869                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
2870                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
2871                    }
2872                }
2873           
2874            for (size_t nextNode: equalNodes)
2875                gcMap[nextNode] = color;
2876        }
2877    }
2878}
2879
2880void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
2881{
2882    // before any operation, clear all
2883    codeBlocks.clear();
2884    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
2885    {
2886        vregIndexMaps[i].clear();
2887        interGraphs[i].clear();
2888        linearDepMaps[i].clear();
2889        equalToDepMaps[i].clear();
2890        graphColorMaps[i].clear();
2891        equalSetMaps[i].clear();
2892        equalSetLists[i].clear();
2893    }
2894    ssaReplacesMap.clear();
2895    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
2896    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
2897   
2898    // set up
2899    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
2900    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
2901    createSSAData(*section.usageHandler);
2902    applySSAReplaces();
2903    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
2904    colorInterferenceGraph();
2905}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.