source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3901

Last change on this file since 3901 was 3901, checked in by matszpk, 16 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: apply next pass of loop to lastSSAIdMap in main routine. Add new testcase.

File size: 116.9 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    size_t prevSSAId; // for curSSAId
594};
595
596typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, RetSSAEntry> RetSSAIdMap;
597
598struct CLRX_INTERNAL RoutineData
599{
600    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
601    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
602    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
603    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
604    bool notFirstReturn;
605   
606    RoutineData() : notFirstReturn(false)
607    { }
608   
609    size_t weight() const
610    { return rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight(); }
611};
612
613struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
614{
615    size_t blockIndex;
616    size_t nextIndex;
617    bool isCall;
618    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
619};
620
621struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
622{
623    size_t blockIndex;
624    size_t nextIndex;
625};
626
627
628struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
629{
630    size_t callBlock; // index
631    size_t callNextIndex; // index of call next
632    size_t routineBlock;    // routine block
633};
634
635class ResSecondPointsToCache: public std::vector<bool>
636{
637public:
638    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : std::vector<bool>(n<<1, false)
639    { }
640   
641    void increase(size_t i)
642    {
643        if ((*this)[i<<1])
644            (*this)[(i<<1)+1] = true;
645        else
646            (*this)[i<<1] = true;
647    }
648   
649    cxuint count(size_t i) const
650    { return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1]; }
651};
652
653typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
654typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
655
656static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
657              size_t origId, size_t destId)
658{
659    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
660    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
661}
662
663static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
664            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
665            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
666            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
667            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
668{
669    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
670    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
671   
672    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
673    {
674        if (cacheSecPoints != nullptr)
675        {
676            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
677            if (!res.second)
678                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
679        }
680       
681        if (stackVarMap != nullptr)
682        {
683           
684            // resolve conflict for this variable ssaId>.
685            // only if in previous block previous SSAID is
686            // read before all writes
687            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
688           
689            if (it != stackVarMap->end())
690            {
691                // found, resolve by set ssaIdLast
692                for (size_t ssaId: it->second)
693                {
694                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
695                    {
696                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
697                            sentry.first.index  << ": " <<
698                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
699                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
700                                    sinfo.ssaIdBefore);
701                    }
702                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
703                    {
704                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
705                            sentry.first.index  << ": " <<
706                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
707                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
708                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
709                    }
710                    /*else
711                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
712                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
713                }
714            }
715        }
716    }
717}
718
719typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
720
721static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
722        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
723        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
724        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
725        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
726{
727    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
728            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
729    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
730    {
731        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
732        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
733        {
734            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
735            if (!res.second)
736                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
737                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
738        }
739       
740        if (stackVarMap != nullptr)
741        {
742            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
743           
744            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
745            {
746                // found, resolve by set ssaIdLast
747                for (size_t ssaId: it->second)
748                {
749                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
750                    {
751                        if (ssaId > secSSAId)
752                        {
753                            std::cout << "  insertreplace: " <<
754                                sentry.first.regVar << ":" <<
755                                sentry.first.index  << ": " <<
756                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
757                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
758                        }
759                        else if (ssaId < secSSAId)
760                        {
761                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
762                                sentry.first.regVar << ":" <<
763                                sentry.first.index  << ": " <<
764                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
765                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
766                        }
767                        /*else
768                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
769                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
770                    }
771                }
772            }
773        }
774    }
775}
776
777static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
778                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
779                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
780                size_t nextBlock)
781{
782    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
783    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
784    // traverse by graph from next block
785    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
786    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
787    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
788   
789    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
790   
791    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
792   
793    while (!flowStack.empty())
794    {
795        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
796        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
797       
798        if (entry.nextIndex == 0)
799        {
800            // process current block
801            if (!visited[entry.blockIndex])
802            {
803                visited[entry.blockIndex] = true;
804                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
805               
806                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
807                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
808                if (resSecondPoints == nullptr)
809                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
810                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
811                                alreadyReadMap, entry, sentry,
812                                &cacheSecPoints);
813                else // to use cache
814                {
815                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
816                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
817                    flowStack.pop_back();
818                    continue;
819                }
820            }
821            else
822            {
823                // back, already visited
824                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
825                flowStack.pop_back();
826                continue;
827            }
828        }
829       
830        /*if (!callStack.empty() &&
831            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
832            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
833            callStack.pop(); // just return from call
834        */
835        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
836        {
837            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
838                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
839                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
840            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
841            entry.nextIndex++;
842        }
843        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
844                // if have any call then go to next block
845                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
846                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
847        {
848            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
849            for (const auto& next: cblock.nexts)
850                if (next.isCall)
851                {
852                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
853                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
854                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
855                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
856                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
857                }
858           
859            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
860            entry.nextIndex++;
861        }
862        else // back
863        {
864            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
865            // before write (can be different due to earlier visit)
866            for (const auto& next: cblock.nexts)
867                if (next.isCall)
868                {
869                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
870                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
871                    {
872                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
873                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
874                            alreadyReadMap.erase(it);
875                    }
876                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
877                    {
878                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
879                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
880                            alreadyReadMap.erase(it);
881                    }
882                }
883           
884            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
885            {
886                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
887                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
888                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
889                    // before write (can be different due to earlier visit)
890                    alreadyReadMap.erase(it);
891            }
892            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
893            flowStack.pop_back();
894        }
895    }
896   
897    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
898}
899
900
901static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
902        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
903        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
904        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
905        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
906        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
907        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
908        SSAReplacesMap& replacesMap)
909{
910    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
911    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
912    --pfEnd;
913    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
914    LastSSAIdMap stackVarMap;
915   
916    size_t pfStartIndex = 0;
917    {
918        auto pfPrev = pfEnd;
919        --pfPrev;
920        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
921        if (it != prevWaysIndexMap.end())
922        {
923            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
924            if (cached!=nullptr)
925            {
926                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
927                        it->second.second << std::endl;
928                stackVarMap = *cached;
929                pfStartIndex = it->second.second+1;
930            }
931        }
932    }
933   
934    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
935    {
936        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
937        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
938        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
939        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
940        {
941            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
942            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
943                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
944        }
945        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
946            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
947                if (next.isCall)
948                {
949                    std::cout << "  applycall: " << entry.blockIndex << ": " <<
950                            entry.nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
951                    const LastSSAIdMap& regVarMap =
952                            routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
953                    for (const auto& sentry: regVarMap)
954                        stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
955                }
956       
957        // put to first point cache
958        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
959        {
960            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
961            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
962        }
963    }
964   
965    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
966    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
967                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
968   
969    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
970    // traverse by graph from next block
971    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
972    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
973    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
974   
975    // already read in current path
976    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
977    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
978   
979    while (!flowStack.empty())
980    {
981        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
982        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
983       
984        if (entry.nextIndex == 0)
985        {
986            // process current block
987            if (!visited[entry.blockIndex])
988            {
989                visited[entry.blockIndex] = true;
990                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
991               
992                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
993                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
994                if (resSecondPoints == nullptr)
995                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
996                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
997                                alreadyReadMap, entry, sentry,
998                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
999                else // to use cache
1000                {
1001                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1002                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1003                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1004                    flowStack.pop_back();
1005                    continue;
1006                }
1007            }
1008            else
1009            {
1010                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1011                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1012                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1013                // back, already visited
1014                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1015                flowStack.pop_back();
1016                continue;
1017            }
1018        }
1019       
1020        /*if (!callStack.empty() &&
1021            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1022            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1023            callStack.pop(); // just return from call
1024        */
1025        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1026        {
1027            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1028                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1029                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1030            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1031            entry.nextIndex++;
1032        }
1033        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1034                // if have any call then go to next block
1035                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1036                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1037        {
1038            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1039            for (const auto& next: cblock.nexts)
1040                if (next.isCall)
1041                {
1042                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1043                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1044                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1045                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1046                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1047                }
1048           
1049            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1050            entry.nextIndex++;
1051        }
1052        else // back
1053        {
1054            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1055            // before write (can be different due to earlier visit)
1056            for (const auto& next: cblock.nexts)
1057                if (next.isCall)
1058                {
1059                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1060                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1061                    {
1062                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1063                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1064                            alreadyReadMap.erase(it);
1065                    }
1066                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1067                    {
1068                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1069                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1070                            alreadyReadMap.erase(it);
1071                    }
1072                }
1073           
1074            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1075            {
1076                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1077                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1078                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1079                    // before write (can be different due to earlier visit)
1080                    alreadyReadMap.erase(it);
1081            }
1082            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1083           
1084            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1085                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1086                // add to cache
1087                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1088                            entry.blockIndex);
1089           
1090            flowStack.pop_back();
1091        }
1092    }
1093   
1094    if (toCache)
1095        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1096}
1097
1098static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1099                size_t routineBlock)
1100{
1101    for (const auto& entry: src)
1102    {
1103        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1104                cxuint(entry.first.index) << ":";
1105        for (size_t v: entry.second)
1106            std::cout << " " << v;
1107        std::cout << std::endl;
1108        // insert if not inserted
1109        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1110        if (res.second)
1111            continue; // added new
1112        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1113        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1114        // add new ways
1115        for (size_t ssaId: entry.second)
1116            destEntry.insertValue(ssaId);
1117        std::cout << "    :";
1118        for (size_t v: destEntry)
1119            std::cout << " " << v;
1120        std::cout << std::endl;
1121    }
1122}
1123
1124static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1125{
1126    for (const auto& entry: src)
1127    {
1128        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1129                cxuint(entry.first.index) << ":";
1130        for (size_t v: entry.second)
1131            std::cout << " " << v;
1132        std::cout << std::endl;
1133        auto res = dest.insert(entry); // find
1134        if (res.second)
1135            continue; // added new
1136        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1137        // add new ways
1138        for (size_t ssaId: entry.second)
1139            destEntry.insertValue(ssaId);
1140        std::cout << "    :";
1141        for (size_t v: destEntry)
1142            std::cout << " " << v;
1143        std::cout << std::endl;
1144    }
1145}
1146
1147static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1148                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1149{
1150    for (const auto& entry: src)
1151    {
1152        auto lsit = laterRdata.lastSSAIdMap.find(entry.first);
1153        if (lsit != laterRdata.lastSSAIdMap.end())
1154        {
1155            auto csit = laterRdata.curSSAIdMap.find(entry.first);
1156            if (csit != laterRdata.curSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1157            {
1158                // if found in last ssa ID map,
1159                // but has first value (some way do not change SSAId)
1160                // then pass to add new ssaIds before this point
1161                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1162                    continue; // otherwise, skip
1163            }
1164            else
1165                continue;
1166        }
1167        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1168                cxuint(entry.first.index) << ":";
1169        for (size_t v: entry.second)
1170            std::cout << " " << v;
1171        std::cout << std::endl;
1172        auto res = dest.insert(entry); // find
1173        if (res.second)
1174            continue; // added new
1175        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1176        // add new ways
1177        for (size_t ssaId: entry.second)
1178            destEntry.insertValue(ssaId);
1179        std::cout << "    :";
1180        for (size_t v: destEntry)
1181            std::cout << " " << v;
1182        std::cout << std::endl;
1183    }
1184    if (!loop) // do not if loop
1185        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdata.lastSSAIdMap);
1186}
1187
1188
1189static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1190{
1191    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1192    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1193   
1194    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1195   
1196    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1197    {
1198        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1199                cxuint(entry.first.index) << ":";
1200        for (size_t v: entry.second)
1201            std::cout << " " << v;
1202        std::cout << std::endl;
1203        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1204        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1205        if (!res.second)
1206        {
1207            // add new ways
1208            for (size_t ssaId: entry.second)
1209                destEntry.insertValue(ssaId);
1210        }
1211        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1212        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1213            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1214            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1215                      rbwit->second) == entry.second.end())
1216            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1217        std::cout << "    :";
1218        for (size_t v: destEntry)
1219            std::cout << " " << v;
1220        std::cout << std::endl;
1221    }
1222}
1223
1224static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1225            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1226            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1227{
1228    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1229    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1230    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1231    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1232    {
1233        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1234       
1235        if (ssaIds.size() >= 2)
1236        {
1237            // reduce to minimal ssaId from all calls
1238            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1239            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1240            // insert SSA replaces
1241            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1242            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1243                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1244            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1245        }
1246        else if (ssaIds.size() == 1)
1247            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1248       
1249        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1250                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1251        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1252        // reduce SSAIds replaces
1253        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1254            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1255                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1256        // finally remove from container (because obsolete)
1257        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1258        return true;
1259    }
1260    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1261    {
1262        // put before removing to revert for other ways after calls
1263        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1264        if (res.second)
1265            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1266        // just remove, if some change without read before
1267        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1268    }
1269    return false;
1270}
1271
1272static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1273                size_t prevSSAId)
1274{
1275    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1276    bool beforeFirstAccess = true;
1277    // put first SSAId before write
1278    if (sinfo.readBeforeWrite)
1279    {
1280        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1281        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1282            // if already added
1283            beforeFirstAccess = false;
1284    }
1285   
1286    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1287    {
1288        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1289        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1290        // put last SSAId
1291        if (!res.second)
1292        {
1293            beforeFirstAccess = false;
1294            // if not inserted
1295            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1296            if (sinfo.readBeforeWrite)
1297                ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1298            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1299        }
1300        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1301        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1302            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1303    }
1304    else
1305    {
1306        // insert read ssaid if no change
1307        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1308        if (!res.second)
1309        {
1310            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1311            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1312        }
1313    }
1314}
1315
1316static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1317            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1318            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1319            FlowStackEntry& entry)
1320{
1321    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1322    {
1323        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1324        if (!res.second)
1325            continue; // already added, do not change
1326        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1327        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1328            res.first->second = rfit->second;
1329       
1330        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1331        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1332        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1333                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1334    }
1335}
1336
1337static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1338            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1339{
1340    // revert retSSAIdMap
1341    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1342    {
1343        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1344        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1345        {
1346            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1347            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1348                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1349        }
1350       
1351        if (!v.second.ssaIds.empty())
1352        {
1353            // just add if previously present
1354            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1355                rfit->second = v.second;
1356            else
1357                retSSAIdMap.insert(v);
1358        }
1359        else // erase if empty
1360            retSSAIdMap.erase(v.first);
1361       
1362        if (rdata!=nullptr)
1363        {
1364            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1365            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1366                ssaIds.insertValue(ssaId);
1367            if (v.second.ssaIds.empty())
1368            {
1369                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1370                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1371            }
1372           
1373            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1374                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1375            for (size_t v: ssaIds)
1376                std::cout << " " << v;
1377            std::cout << std::endl;
1378        }
1379        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1380    }
1381}
1382
1383static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1384            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1385{
1386    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1387    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1388                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1389    for (size_t v: ssaIds)
1390        std::cout << " " << v;
1391    std::cout << std::endl;
1392   
1393    // if cblock with some children
1394    if (nextSSAId != curSSAId)
1395        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1396   
1397    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1398    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1399            (curSSAId) << std::endl;*/
1400    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1401   
1402    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1403                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1404    for (size_t v: ssaIds)
1405        std::cout << " " << v;
1406    std::cout << std::endl;
1407}
1408
1409struct CLRX_INTERNAL LoopSSAIdMap
1410{
1411    LastSSAIdMap ssaIdMap;
1412    bool passed;
1413};
1414
1415static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1416        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1417        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1418        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1419        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1420        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1421        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1422        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1423{
1424    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1425    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1426    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1427    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1428    // last SSA ids map from returns
1429    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1430    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1431    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1432   
1433    std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap> loopSSAIdMap;
1434   
1435    while (!flowStack.empty())
1436    {
1437        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1438        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1439       
1440        if (entry.nextIndex == 0)
1441        {
1442            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1443            {
1444                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1445                flowStack.pop_back();
1446                continue;
1447            }
1448           
1449            // process current block
1450            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1451                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1452            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1453           
1454            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1455            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1456            {
1457                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1458                if (cachedRdata == nullptr)
1459                {
1460                    // try in routine map
1461                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1462                    if (rit != routineMap.end())
1463                        cachedRdata = &rit->second;
1464                }
1465                if (!isLoop && cachedRdata == nullptr &&
1466                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1467                {
1468                    RoutineData subrData;
1469                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1470                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1471                    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1472                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1473                        flowStackBlocks);
1474                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = true;
1475                    if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1476                    {   // leave from loop point
1477                        std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1478                        auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1479                        if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1480                        {
1481                            std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1482                                    entry.blockIndex << std::endl;
1483                            joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1484                                    loopsit->second.ssaIdMap, subrData, true);
1485                            std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1486                        }
1487                    }
1488                    subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1489                   
1490                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1491                }
1492            }
1493           
1494            if (cachedRdata != nullptr)
1495            {
1496                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1497                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1498                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1499                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1500                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1501                flowStack.pop_back();
1502                continue;
1503            }
1504            else if (!visited[entry.blockIndex])
1505            {
1506                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1507                visited[entry.blockIndex] = true;
1508               
1509                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1510                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1511                    {
1512                        // put data to routine data
1513                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1514                       
1515                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1516                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1517                    }
1518            }
1519            else if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1520            {
1521                // handle loops
1522                std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1523                auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1524                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1525                {
1526                    if (!loopsit->second.passed)
1527                        // still in loop join ssaid map
1528                        joinLastSSAIdMap(loopsit->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1529                }
1530                else // insert new
1531                    loopSSAIdMap.insert({ entry.blockIndex,
1532                                { rdata.curSSAIdMap, false } });
1533               
1534                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1535                flowStack.pop_back();
1536                continue;
1537            }
1538            else
1539            {
1540                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1541                flowStack.pop_back();
1542                continue;
1543            }
1544        }
1545       
1546        // join and skip calls
1547        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1548                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1549            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1550                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1551       
1552        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1553        {
1554            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1555            flowStackBlocks[cblock.nexts[entry.nextIndex].block] = true;
1556            entry.nextIndex++;
1557        }
1558        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1559                // if have any call then go to next block
1560                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1561                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1562        {
1563            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1564            {
1565                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1566                    if (next.isCall)
1567                    {
1568                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1569                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1570                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1571                                    it->second, entry);
1572                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1573                    }
1574            }
1575            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1576            flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1577            entry.nextIndex++;
1578        }
1579        else
1580        {
1581            if (cblock.haveReturn)
1582            {
1583                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1584                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1585                std::cout << "procretend" << std::endl;
1586                rdata.notFirstReturn = true;
1587            }
1588           
1589            // revert retSSAIdMap
1590            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1591            //
1592           
1593            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1594            {
1595                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1596                    continue;
1597                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1598                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1599                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1600                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1601               
1602                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1603                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1604                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1605               
1606                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1607            }
1608           
1609            auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1610            if (flowStack.size() > 1 && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1611            { //put to cache
1612                RoutineData subrData;
1613                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1614                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1615                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1616                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1617                        flowStackBlocks);
1618                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = true;
1619                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1620                {   // leave from loop point
1621                    std::cout << "   loopfound: " << entry.blockIndex << std::endl;
1622                    if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1623                    {
1624                        std::cout << "   loopssaIdMap: " << entry.blockIndex << std::endl;
1625                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1626                                         subrData, true);
1627                        std::cout << "   loopssaIdMapEnd: " << std::endl;
1628                        // for main routine now
1629                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1630                                        subrData, true);
1631                    }
1632                }
1633                subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1634            }
1635            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1636            {
1637                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1638                {
1639                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1640                                entry.blockIndex << std::endl;
1641                    // mark that loop has passed fully
1642                    loopsit->second.passed = true;
1643                }
1644                else
1645                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1646                                entry.blockIndex << std::endl;
1647            }
1648           
1649            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1650            flowStack.pop_back();
1651        }
1652    }
1653    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1654}
1655
1656
1657void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1658{
1659    if (codeBlocks.empty())
1660        return;
1661    usageHandler.rewind();
1662    auto cbit = codeBlocks.begin();
1663    AsmRegVarUsage rvu;
1664    if (!usageHandler.hasNext())
1665        return; // do nothing if no regusages
1666    rvu = usageHandler.nextUsage();
1667   
1668    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1669    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1670    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1671    size_t regTypesNum;
1672    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1673   
1674    while (true)
1675    {
1676        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1677        {
1678            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1679            ++cbit;
1680        }
1681        if (cbit == codeBlocks.end())
1682            break;
1683        // skip rvu's before codeblock
1684        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1685            rvu = usageHandler.nextUsage();
1686        if (rvu.offset < cbit->start)
1687            break;
1688       
1689        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1690        while (rvu.offset < cbit->end)
1691        {
1692            // process rvu
1693            // only if regVar
1694            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1695            {
1696                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1697                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1698               
1699                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1700                if (res.second)
1701                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1702                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1703                    // if first write RVU instead read RVU
1704                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1705                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1706                /* change SSA id only for write-only regvars -
1707                 *   read-write place can not have two different variables */
1708                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1709                    sinfo.ssaIdChange++;
1710                if (rvu.regVar==nullptr)
1711                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1712                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1713            }
1714            // get next rvusage
1715            if (!usageHandler.hasNext())
1716                break;
1717            rvu = usageHandler.nextUsage();
1718        }
1719        ++cbit;
1720    }
1721   
1722    size_t rbwCount = 0;
1723    size_t wrCount = 0;
1724   
1725    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1726   
1727    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1728    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1729    // total SSA count
1730    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1731    // last SSA ids map from returns
1732    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1733    // last SSA ids in current way in code flow
1734    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1735    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1736    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1737    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1738    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1739    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1740    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1741    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1742   
1743    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1744    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1745    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1746    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1747    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1748    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1749    flowStackBlocks[0] = true;
1750    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1751   
1752    while (!flowStack.empty())
1753    {
1754        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1755        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1756       
1757        if (entry.nextIndex == 0)
1758        {
1759            // process current block
1760            if (!visited[entry.blockIndex])
1761            {
1762                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1763                visited[entry.blockIndex] = true;
1764               
1765                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1766                {
1767                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1768                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1769                    {
1770                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1771                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1772                        continue; // no change for registers
1773                    }
1774                   
1775                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1776                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1777                   
1778                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1779                   
1780                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1781                    if (totalSSACount == 0)
1782                    {
1783                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1784                        ssaId++;
1785                        totalSSACount++;
1786                    }
1787                   
1788                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1789                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1790                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1791                   
1792                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1793                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1794                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1795                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1796                        ssaId = totalSSACount;
1797                   
1798                    /*if (!callStack.empty())
1799                        // put data to routine data
1800                        updateRoutineData(routineMap.find(
1801                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1802                       
1803                    // count read before writes (for cache weight)
1804                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1805                        rbwCount++;
1806                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1807                        wrCount++;
1808                }
1809            }
1810            else
1811            {
1812                // TODO: correctly join this path with routine data
1813                // currently does not include further substitutions in visited path
1814                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1815                if (!callStack.empty())
1816                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1817               
1818                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1819                {
1820                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1821                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1822                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1823                }*/
1824               
1825                // handle caching for res second point
1826                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1827                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1828                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1829                // back, already visited
1830                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1831                flowStack.pop_back();
1832               
1833                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1834                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1835                {
1836                    // mark point of way to cache (res first point)
1837                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1838                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1839                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1840                            curWayBIndex << std::endl;
1841                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1842                }
1843                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1844                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1845                continue;
1846            }
1847        }
1848       
1849        if (!callStack.empty() &&
1850            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1851            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1852        {
1853            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1854            RoutineData& prevRdata =
1855                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1856            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1857            {
1858                //RoutineData myRoutineData;
1859                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
1860                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
1861                            callStack.back().routineBlock);
1862                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1863                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1864            }
1865            callStack.pop_back(); // just return from call
1866            if (!callStack.empty())
1867                // put to parent routine
1868                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1869                                    prevRdata);
1870        }
1871       
1872        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1873        {
1874            bool isCall = false;
1875            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1876            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1877            {
1878                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1879                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1880                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
1881                isCall = true;
1882            }
1883           
1884            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
1885            if (flowStackBlocks[nextBlock])
1886                loopBlocks.insert(nextBlock);
1887            flowStackBlocks[nextBlock] = true;
1888            entry.nextIndex++;
1889        }
1890        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1891                // if have any call then go to next block
1892                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1893                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1894        {
1895            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1896            {
1897                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1898                    if (next.isCall)
1899                    {
1900                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1901                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1902                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1903                                    it->second, entry);
1904                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1905                    }
1906            }
1907            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1908            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
1909                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
1910            flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1911            entry.nextIndex++;
1912        }
1913        else // back
1914        {
1915            RoutineData* rdata = nullptr;
1916            if (!callStack.empty())
1917                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1918           
1919            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1920            {
1921                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1922                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1923                std::cout << "procretend" << std::endl;
1924            }*/
1925           
1926            // revert retSSAIdMap
1927            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1928            //
1929           
1930            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1931            {
1932                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1933                    continue;
1934               
1935                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1936                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1937                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1938               
1939                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1940                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1941                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1942               
1943                /*if (rdata!=nullptr)
1944                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1945                */
1946            }
1947           
1948            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1949            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1950            flowStack.pop_back();
1951            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1952                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1953            {
1954                lastCommonCacheWayPoint =
1955                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1956                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
1957            }
1958           
1959        }
1960    }
1961   
1962    /**********
1963     * after that, we find points to resolve conflicts
1964     **********/
1965    flowStack.clear();
1966    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
1967   
1968    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1969    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
1970   
1971    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
1972    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1973   
1974    while (!flowStack2.empty())
1975    {
1976        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
1977        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1978       
1979        if (entry.nextIndex == 0)
1980        {
1981            // process current block
1982            if (!visited[entry.blockIndex])
1983                visited[entry.blockIndex] = true;
1984            else
1985            {
1986                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
1987                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
1988                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
1989               
1990                // join routine data
1991                /*auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1992                if (rit != routineMap.end())
1993                    // just join with current routine data
1994                    joinRoutineData(routineMap.find(
1995                            callStack.back().routineBlock)->second, rit->second);*/
1996                /*if (!callStack.empty())
1997                    collectSSAIdsForCall(flowStack2, callStack, visited,
1998                            routineMap, codeBlocks);*/
1999                // back, already visited
2000                flowStack2.pop_back();
2001                continue;
2002            }
2003        }
2004       
2005        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2006        {
2007            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2008            entry.nextIndex++;
2009        }
2010        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2011                // if have any call then go to next block
2012                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2013                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2014        {
2015            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2016            entry.nextIndex++;
2017        }
2018        else // back
2019        {
2020            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2021                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2022                // add to cache
2023                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2024                            entry.blockIndex);
2025            flowStack2.pop_back();
2026        }
2027    }
2028}
2029
2030void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2031{
2032    /* prepare SSA id replaces */
2033    struct MinSSAGraphNode
2034    {
2035        size_t minSSAId;
2036        bool visited;
2037        std::unordered_set<size_t> nexts;
2038        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2039    };
2040    struct MinSSAGraphStackEntry
2041    {
2042        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2043        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2044        size_t minSSAId;
2045    };
2046   
2047    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2048    {
2049        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2050        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2051        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2052        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2053       
2054        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2055       
2056        auto it = replaces.begin();
2057        while (it != replaces.end())
2058        {
2059            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2060                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2061            {
2062                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2063                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2064                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2065                    node.nexts.insert(it->second);
2066            }
2067            it = itEnd;
2068        }
2069        // propagate min value
2070        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2071        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2072                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2073        {
2074            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2075            // traverse with minimalize SSA id
2076            while (!minSSAStack.empty())
2077            {
2078                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2079                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2080                bool toPop = false;
2081                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2082                {
2083                    if (!node.visited)
2084                        node.visited = true;
2085                    else
2086                        toPop = true;
2087                }
2088                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2089                {
2090                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2091                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2092                    {
2093                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2094                                nodeIt->second.minSSAId });
2095                    }
2096                    ++entry.nextIt;
2097                }
2098                else
2099                {
2100                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2101                    minSSAStack.pop();
2102                    if (!minSSAStack.empty())
2103                    {
2104                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2105                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2106                    }
2107                }
2108            }
2109            // skip visited nodes
2110            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2111                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2112                    break;
2113        }
2114       
2115        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2116            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2117       
2118        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2119        entry.second = newReplaces;
2120    }
2121   
2122    /* apply SSA id replaces */
2123    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2124        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2125        {
2126            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2127            if (it == ssaReplacesMap.end())
2128                continue;
2129            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2130            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2131            if (sinfo.readBeforeWrite)
2132            {
2133                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2134                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2135                if (rit != replaces.end())
2136                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2137            }
2138            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2139            {
2140                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2141                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2142                if (rit != replaces.end())
2143                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2144            }
2145            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2146            {
2147                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2148                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2149                if (rit != replaces.end())
2150                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2151            }
2152        }
2153}
2154
2155struct Liveness
2156{
2157    std::map<size_t, size_t> l;
2158   
2159    Liveness() { }
2160   
2161    void clear()
2162    { l.clear(); }
2163   
2164    void expand(size_t k)
2165    {
2166        if (l.empty())
2167            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2168        else
2169        {
2170            auto it = l.end();
2171            --it;
2172            it->second = k+1;
2173        }
2174    }
2175    void newRegion(size_t k)
2176    {
2177        if (l.empty())
2178            l.insert(std::make_pair(k, k));
2179        else
2180        {
2181            auto it = l.end();
2182            --it;
2183            if (it->first != k && it->second != k)
2184                l.insert(std::make_pair(k, k));
2185        }
2186    }
2187   
2188    void insert(size_t k, size_t k2)
2189    {
2190        auto it1 = l.lower_bound(k);
2191        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2192            --it1;
2193        if (it1->second < k)
2194            ++it1;
2195        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2196        if (it1!=it2)
2197        {
2198            k = std::min(k, it1->first);
2199            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2200            l.erase(it1, it2);
2201        }
2202        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2203    }
2204   
2205    bool contain(size_t t) const
2206    {
2207        auto it = l.lower_bound(t);
2208        if (it==l.begin() && it->first>t)
2209            return false;
2210        if (it==l.end() || it->first>t)
2211            --it;
2212        return it->first<=t && t<it->second;
2213    }
2214   
2215    bool common(const Liveness& b) const
2216    {
2217        auto i = l.begin();
2218        auto j = b.l.begin();
2219        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2220        {
2221            if (i->first==i->second)
2222            {
2223                ++i;
2224                continue;
2225            }
2226            if (j->first==j->second)
2227            {
2228                ++j;
2229                continue;
2230            }
2231            if (i->first<j->first)
2232            {
2233                if (i->second > j->first)
2234                    return true; // common place
2235                ++i;
2236            }
2237            else
2238            {
2239                if (i->first < j->second)
2240                    return true; // common place
2241                ++j;
2242            }
2243        }
2244        return false;
2245    }
2246};
2247
2248typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2249
2250static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2251            const AsmSingleVReg& svreg)
2252{
2253    cxuint regType; // regtype
2254    if (svreg.regVar!=nullptr)
2255        regType = svreg.regVar->type;
2256    else
2257        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2258            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2259                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2260                break;
2261    return regType;
2262}
2263
2264static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2265        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2266        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2267{
2268    size_t ssaId;
2269    if (svreg.regVar==nullptr)
2270        ssaId = 0;
2271    else if (ssaIdIdx==0)
2272        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2273    else if (ssaIdIdx==1)
2274        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2275    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2276        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2277    else // last
2278        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2279   
2280    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2281    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2282    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2283                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2284    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2285}
2286
2287typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2288
2289struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2290{
2291    size_t ssaId; // last SSA id
2292    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2293};
2294
2295/* TODO: add handling calls
2296 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2297 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2298 */
2299
2300typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2301
2302static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2303        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2304        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2305        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2306        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2307{
2308    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2309    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2310        if (entry.second.readBeforeWrite)
2311        {
2312            // find last
2313            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2314            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2315                continue; // not found
2316            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2317            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2318            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2319            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2320            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2321                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2322            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2323            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2324            --flitEnd; // before last element
2325            // insert live time to last seen position
2326            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2327            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2328            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2329                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2330            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2331            {
2332                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2333                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2334                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2335            }
2336        }
2337}
2338
2339static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2340        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2341        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2342        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2343        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2344{
2345    auto flitStart = flowStack.end();
2346    --flitStart;
2347    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2348    // find step in way
2349    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2350    auto flitEnd = flowStack.end();
2351    --flitEnd;
2352    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2353   
2354    // collect var to check
2355    size_t flowPos = 0;
2356    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2357    {
2358        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2359        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2360        {
2361            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2362            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2363                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2364            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2365        }
2366    }
2367    // find connections
2368    flowPos = 0;
2369    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2370    {
2371        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2372        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2373        {
2374            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2375            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2376            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2377                flowPos > varMapIt->second.second ||
2378                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2379                continue;
2380            // just connect
2381           
2382            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2383            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2384            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2385                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2386            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2387           
2388            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2389            {
2390                // fill whole loop
2391                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2392                {
2393                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2394                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2395                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2396                }
2397                continue;
2398            }
2399           
2400            size_t flowPos2 = 0;
2401            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2402            {
2403                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2404                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2405                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2406            }
2407            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2408            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2409            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2410            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2411            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2412                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2413            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2414            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2415            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2416            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2417            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2418                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2419            // fill up loop end
2420            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2421            {
2422                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2423                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2424                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2425            }
2426        }
2427    }
2428}
2429
2430struct LiveBlock
2431{
2432    size_t start;
2433    size_t end;
2434    size_t vidx;
2435   
2436    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2437    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2438   
2439    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2440    { return start<b.start || (start==b.start &&
2441            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2442};
2443
2444typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2445typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2446typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2447typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2448
2449static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2450            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2451            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2452            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2453            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2454{
2455    // add linear deps
2456    cxuint count = ldeps[0];
2457    cxuint pos = 1;
2458    cxbyte rvuAdded = 0;
2459    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2460    {
2461        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2462        std::vector<size_t> vidxes;
2463        cxuint regType = UINT_MAX;
2464        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2465        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2466        {
2467            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2468            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2469            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2470            {
2471                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2472                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2473                if (regType==UINT_MAX)
2474                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2475                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2476                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2477                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2478                // push variable index
2479                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2480            }
2481        }
2482        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2483        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2484        {
2485            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2486            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2487        }
2488    }
2489    // add single arg linear dependencies
2490    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2491        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2492        {
2493            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2494            std::vector<size_t> vidxes;
2495            cxuint regType = UINT_MAX;
2496            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2497            {
2498                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2499                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2500                if (regType==UINT_MAX)
2501                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2502                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2503                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2504                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2505                // push variable index
2506                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2507            }
2508            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2509            {
2510                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2511                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2512            }
2513        }
2514       
2515    /* equalTo dependencies */
2516    count = edeps[0];
2517    pos = 1;
2518    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2519    {
2520        cxuint ccount = edeps[pos++];
2521        std::vector<size_t> vidxes;
2522        cxuint regType = UINT_MAX;
2523        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2524        {
2525            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2526            // only one register should be set for equalTo depencencies
2527            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2528            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2529            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2530            if (regType==UINT_MAX)
2531                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2532            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2533            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2534                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2535            // push variable index
2536            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2537        }
2538        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2539        {
2540            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2541            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2542        }
2543    }
2544}
2545
2546typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2547
2548struct EqualStackEntry
2549{
2550    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2551    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2552};
2553
2554void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2555{
2556    // construct var index maps
2557    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2558    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2559    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2560    size_t regTypesNum;
2561    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2562   
2563    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2564        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2565        {
2566            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2567            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2568            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2569            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2570            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2571            size_t ssaIdCount = 0;
2572            if (sinfo.readBeforeWrite)
2573                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2574            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2575            {
2576                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2577                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2578            }
2579            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2580                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2581           
2582            if (sinfo.readBeforeWrite)
2583                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2584            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2585            {
2586                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2587                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2588                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2589                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2590                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2591                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2592            }
2593        }
2594   
2595    // construct vreg liveness
2596    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2597    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2598    // hold last vreg ssaId and position
2599    LastVRegMap lastVRegMap;
2600    // hold start live time position for every code block
2601    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2602    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2603   
2604    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2605   
2606    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2607        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2608   
2609    size_t curLiveTime = 0;
2610   
2611    while (!flowStack.empty())
2612    {
2613        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2614        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2615       
2616        if (entry.nextIndex == 0)
2617        {
2618            // process current block
2619            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2620            {
2621                // if loop
2622                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2623                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2624                flowStack.pop_back();
2625                continue;
2626            }
2627           
2628            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2629            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2630                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2631           
2632            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2633            {
2634                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2635                // update
2636                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2637                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2638                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2639                --flit; // to last position
2640                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2641                            { lastSSAId, { flit } } });
2642                if (!res.second) // if not first seen, just update
2643                {
2644                    // update last
2645                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2646                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2647                }
2648            }
2649           
2650            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2651            if (!visited[entry.blockIndex])
2652            {
2653                visited[entry.blockIndex] = true;
2654                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2655                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2656                cxuint instrRVUsCount = 0;
2657               
2658                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2659                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2660                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2661               
2662                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2663                // register in liveness
2664                while (true)
2665                {
2666                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2667                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2668                    if (usageHandler.hasNext())
2669                    {
2670                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2671                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2672                            break;
2673                        if (!rvu.useRegMode)
2674                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2675                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2676                                cblock.start + curLiveTime;
2677                    }
2678                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2679                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2680                    {
2681                        // apply to liveness
2682                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2683                        {
2684                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2685                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2686                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2687                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2688                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2689                            lv.expand(liveTime);
2690                        }
2691                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2692                        {
2693                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2694                            ssaIdIdx++;
2695                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2696                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2697                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2698                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2699                                // because live after this instr
2700                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2701                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2702                        }
2703                        // get linear deps and equal to
2704                        cxbyte lDeps[16];
2705                        cxbyte eDeps[16];
2706                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2707                                        lDeps, eDeps);
2708                       
2709                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2710                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2711                                regTypesNum, regRanges);
2712                       
2713                        readSVRegs.clear();
2714                        writtenSVRegs.clear();
2715                        if (!usageHandler.hasNext())
2716                            break; // end
2717                        oldOffset = rvu.offset;
2718                        instrRVUsCount = 0;
2719                    }
2720                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2721                        break;
2722                   
2723                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2724                    {
2725                        // per register/singlvreg
2726                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2727                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2728                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2729                        else // read or treat as reading // expand previous region
2730                            readSVRegs.push_back(svreg);
2731                    }
2732                }
2733                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2734            }
2735            else
2736            {
2737                // back, already visited
2738                flowStack.pop_back();
2739                continue;
2740            }
2741        }
2742        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2743        {
2744            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2745            entry.nextIndex++;
2746        }
2747        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2748        {
2749            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2750            entry.nextIndex++;
2751        }
2752        else // back
2753        {
2754            // revert lastSSAIdMap
2755            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2756            flowStack.pop_back();
2757            if (!flowStack.empty())
2758            {
2759                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2760                {
2761                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2762                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2763                    {
2764                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2765                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2766                        lastPos.blockChain.pop_back();
2767                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2768                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2769                    }
2770                }
2771            }
2772        }
2773    }
2774   
2775    /// construct liveBlockMaps
2776    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2777    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2778    {
2779        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2780        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2781        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2782        {
2783            Liveness& lv = liveness[li];
2784            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2785                if (blk.first != blk.second)
2786                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2787            lv.clear();
2788        }
2789        liveness.clear();
2790    }
2791   
2792    // create interference graphs
2793    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2794    {
2795        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2796        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2797        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2798       
2799        auto lit = liveBlockMap.begin();
2800        size_t rangeStart = 0;
2801        if (lit != liveBlockMap.end())
2802            rangeStart = lit->start;
2803        while (lit != liveBlockMap.end())
2804        {
2805            const size_t blkStart = lit->start;
2806            const size_t blkEnd = lit->end;
2807            size_t rangeEnd = blkEnd;
2808            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2809            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2810            // collect from this range, variable indices
2811            std::set<size_t> varIndices;
2812            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2813                varIndices.insert(lit2->vidx);
2814            // push to intergraph as full subgGraph
2815            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2816                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2817                    if (vit != vit2)
2818                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2819            // go to next live blocks
2820            rangeStart = rangeEnd;
2821            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2822                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2823                    break;
2824            if (lit == liveBlockMap.end())
2825                break; //
2826            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2827        }
2828    }
2829   
2830    /*
2831     * resolve equalSets
2832     */
2833    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2834    {
2835        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2836        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2837        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2838        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2839        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2840       
2841        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2842        {
2843            auto it = etoDepMap.find(v);
2844            if (it == etoDepMap.end())
2845            {
2846                // is not regvar in equalTo dependencies
2847                v++;
2848                continue;
2849            }
2850           
2851            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2852            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2853           
2854            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2855            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2856            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2857            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2858           
2859            // traverse by this
2860            while (!etoStack.empty())
2861            {
2862                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2863                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2864                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2865                if (entry.nextIdx == 0)
2866                {
2867                    if (!visited[vidx])
2868                    {
2869                        // push to this equalSet
2870                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2871                        equalSet.push_back(vidx);
2872                    }
2873                    else
2874                    {
2875                        // already visited
2876                        etoStack.pop();
2877                        continue;
2878                    }
2879                }
2880               
2881                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2882                {
2883                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2884                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2885                    entry.nextIdx++;
2886                }
2887                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2888                {
2889                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2890                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2891                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2892                    entry.nextIdx++;
2893                }
2894                else
2895                    etoStack.pop();
2896            }
2897           
2898            // to first already added node (var)
2899            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2900        }
2901    }
2902}
2903
2904typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2905
2906struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2907{
2908    const InterGraph& interGraph;
2909    const Array<size_t>& sdoCounts;
2910   
2911    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2912        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2913    { }
2914   
2915    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2916    {
2917        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2918            return true;
2919        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2920    }
2921};
2922
2923/* algorithm to allocate regranges:
2924 * from smallest regranges to greatest regranges:
2925 *   choosing free register: from smallest free regranges
2926 *      to greatest regranges:
2927 *         in this same regrange:
2928 *               try to find free regs in regranges
2929 *               try to link free ends of two distinct regranges
2930 */
2931
2932void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2933{
2934    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2935                    assembler.deviceType);
2936   
2937    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2938    {
2939        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2940        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2941        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2942        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2943        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2944        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2945       
2946        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2947        gcMap.resize(nodesNum);
2948        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2949        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2950        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2951       
2952        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2953        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2954        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2955            nodeSet.insert(i);
2956       
2957        cxuint colorsNum = 0;
2958        // firstly, allocate real registers
2959        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2960            if (entry.first.regVar == nullptr)
2961                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2962       
2963        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2964        {
2965            size_t node = *nodeSet.begin();
2966            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2967                continue; // already colored
2968            size_t color = 0;
2969            std::vector<size_t> equalNodes;
2970            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
2971            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
2972            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
2973                // found, get equal set from equalSetList
2974                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
2975           
2976            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2977            {
2978                // find first usable color
2979                bool thisSame = false;
2980                for (size_t nb: interGraph[node])
2981                    if (gcMap[nb] == color)
2982                    {
2983                        thisSame = true;
2984                        break;
2985                    }
2986                if (!thisSame)
2987                    break;
2988            }
2989            if (color==colorsNum) // add new color if needed
2990            {
2991                if (colorsNum >= maxColorsNum)
2992                    throw AsmException("Too many register is needed");
2993                colorsNum++;
2994            }
2995           
2996            for (size_t nextNode: equalNodes)
2997                gcMap[nextNode] = color;
2998            // update SDO for node
2999            bool colorExists = false;
3000            for (size_t node: equalNodes)
3001            {
3002                for (size_t nb: interGraph[node])
3003                    if (gcMap[nb] == color)
3004                    {
3005                        colorExists = true;
3006                        break;
3007                    }
3008                if (!colorExists)
3009                    sdoCounts[node]++;
3010            }
3011            // update SDO for neighbors
3012            for (size_t node: equalNodes)
3013                for (size_t nb: interGraph[node])
3014                {
3015                    colorExists = false;
3016                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3017                        if (gcMap[nb2] == color)
3018                        {
3019                            colorExists = true;
3020                            break;
3021                        }
3022                    if (!colorExists)
3023                    {
3024                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3025                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3026                        sdoCounts[nb]++;
3027                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3028                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3029                    }
3030                }
3031           
3032            for (size_t nextNode: equalNodes)
3033                gcMap[nextNode] = color;
3034        }
3035    }
3036}
3037
3038void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3039{
3040    // before any operation, clear all
3041    codeBlocks.clear();
3042    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3043    {
3044        vregIndexMaps[i].clear();
3045        interGraphs[i].clear();
3046        linearDepMaps[i].clear();
3047        equalToDepMaps[i].clear();
3048        graphColorMaps[i].clear();
3049        equalSetMaps[i].clear();
3050        equalSetLists[i].clear();
3051    }
3052    ssaReplacesMap.clear();
3053    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3054    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3055   
3056    // set up
3057    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3058    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3059    createSSAData(*section.usageHandler);
3060    applySSAReplaces();
3061    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3062    colorInterferenceGraph();
3063}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.