source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3902

Last change on this file since 3902 was 3902, checked in by matszpk, 16 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Fixing controlling flowStackBlocks (keep state after popping from already block in flowStack).
Get use prevFlowBlocks as current (keep state of flow blocks in stack).

File size: 117.8 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558/** Simple cache **/
559
560// map of last SSAId for routine, key - varid, value - last SSA ids
561class CLRX_INTERNAL LastSSAIdMap: public
562            std::unordered_map<AsmSingleVReg, VectorSet<size_t> >
563{
564public:
565    LastSSAIdMap()
566    { }
567   
568    iterator insertSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
569    {
570        auto res = insert({ vreg, { ssaId } });
571        if (!res.second)
572            res.first->second.insertValue(ssaId);
573        return res.first;
574    }
575   
576    void eraseSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
577    {
578        auto it = find(vreg);
579        if (it != end())
580             it->second.eraseValue(ssaId);
581    }
582   
583    size_t weight() const
584    { return size(); }
585};
586
587typedef LastSSAIdMap RBWSSAIdMap;
588
589struct CLRX_INTERNAL RetSSAEntry
590{
591    std::vector<size_t> routines;
592    VectorSet<size_t> ssaIds;
593    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    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1429        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1430    // last SSA ids map from returns
1431    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1432    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1433    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1434   
1435    std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap> loopSSAIdMap;
1436   
1437    while (!flowStack.empty())
1438    {
1439        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1440        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1441       
1442        if (entry.nextIndex == 0)
1443        {
1444            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1445            {
1446                flowStack.pop_back();
1447                continue;
1448            }
1449           
1450            // process current block
1451            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1452                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1453            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1454           
1455            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1456            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1457            {
1458                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1459                if (cachedRdata == nullptr)
1460                {
1461                    // try in routine map
1462                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1463                    if (rit != routineMap.end())
1464                        cachedRdata = &rit->second;
1465                }
1466                if (!isLoop && cachedRdata == nullptr &&
1467                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1468                {
1469                    RoutineData subrData;
1470                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1471                    const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1472                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1473                    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1474                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1475                        flowStackBlocks);
1476                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1477                    if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1478                    {   // leave from loop point
1479                        std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1480                        auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1481                        if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1482                        {
1483                            std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1484                                    entry.blockIndex << std::endl;
1485                            joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1486                                    loopsit->second.ssaIdMap, subrData, true);
1487                            std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1488                        }
1489                    }
1490                    subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1491                   
1492                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1493                }
1494            }
1495           
1496            if (cachedRdata != nullptr)
1497            {
1498                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1499                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1500                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1501                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1502                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1503                flowStack.pop_back();
1504                continue;
1505            }
1506            else if (!visited[entry.blockIndex])
1507            {
1508                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1509                visited[entry.blockIndex] = true;
1510               
1511                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1512                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1513                    {
1514                        // put data to routine data
1515                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1516                       
1517                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1518                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1519                    }
1520            }
1521            else if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1522            {
1523                // handle loops
1524                std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1525                auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1526                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1527                {
1528                    if (!loopsit->second.passed)
1529                        // still in loop join ssaid map
1530                        joinLastSSAIdMap(loopsit->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1531                }
1532                else // insert new
1533                    loopSSAIdMap.insert({ entry.blockIndex,
1534                                { rdata.curSSAIdMap, false } });
1535               
1536                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1537                flowStack.pop_back();
1538                continue;
1539            }
1540            else
1541            {
1542                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1543                flowStack.pop_back();
1544                continue;
1545            }
1546        }
1547       
1548        // join and skip calls
1549        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1550                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1551            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1552                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1553       
1554        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1555        {
1556            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1557            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1558            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1559            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1560            entry.nextIndex++;
1561        }
1562        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1563                // if have any call then go to next block
1564                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1565                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1566        {
1567            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1568            {
1569                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1570                    if (next.isCall)
1571                    {
1572                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1573                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1574                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1575                                    it->second, entry);
1576                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1577                    }
1578            }
1579            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1580            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1581            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1582            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1583            entry.nextIndex++;
1584        }
1585        else
1586        {
1587            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1588            if (cblock.haveReturn)
1589            {
1590                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1591                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1592                std::cout << "procretend" << std::endl;
1593                rdata.notFirstReturn = true;
1594            }
1595           
1596            // revert retSSAIdMap
1597            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1598            //
1599           
1600            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1601            {
1602                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1603                    continue;
1604                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1605                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1606                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1607                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1608               
1609                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1610                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1611                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1612               
1613                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1614            }
1615           
1616            auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1617            if (flowStack.size() > 1 && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1618            { //put to cache
1619                RoutineData subrData;
1620                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1621                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1622                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1623                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1624                        flowStackBlocks);
1625                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = true;
1626                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1627                {   // leave from loop point
1628                    std::cout << "   loopfound: " << entry.blockIndex << std::endl;
1629                    if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1630                    {
1631                        std::cout << "   loopssaIdMap: " << entry.blockIndex << std::endl;
1632                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1633                                         subrData, true);
1634                        std::cout << "   loopssaIdMapEnd: " << std::endl;
1635                        // for main routine now
1636                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1637                                        subrData, true);
1638                    }
1639                }
1640                subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1641            }
1642            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1643            {
1644                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1645                {
1646                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1647                                entry.blockIndex << std::endl;
1648                    // mark that loop has passed fully
1649                    loopsit->second.passed = true;
1650                }
1651                else
1652                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1653                                entry.blockIndex << std::endl;
1654            }
1655           
1656            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1657            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1658            flowStack.pop_back();
1659        }
1660    }
1661    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1662}
1663
1664
1665void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1666{
1667    if (codeBlocks.empty())
1668        return;
1669    usageHandler.rewind();
1670    auto cbit = codeBlocks.begin();
1671    AsmRegVarUsage rvu;
1672    if (!usageHandler.hasNext())
1673        return; // do nothing if no regusages
1674    rvu = usageHandler.nextUsage();
1675   
1676    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1677    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1678    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1679    size_t regTypesNum;
1680    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1681   
1682    while (true)
1683    {
1684        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1685        {
1686            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1687            ++cbit;
1688        }
1689        if (cbit == codeBlocks.end())
1690            break;
1691        // skip rvu's before codeblock
1692        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1693            rvu = usageHandler.nextUsage();
1694        if (rvu.offset < cbit->start)
1695            break;
1696       
1697        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1698        while (rvu.offset < cbit->end)
1699        {
1700            // process rvu
1701            // only if regVar
1702            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1703            {
1704                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1705                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1706               
1707                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1708                if (res.second)
1709                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1710                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1711                    // if first write RVU instead read RVU
1712                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1713                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1714                /* change SSA id only for write-only regvars -
1715                 *   read-write place can not have two different variables */
1716                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1717                    sinfo.ssaIdChange++;
1718                if (rvu.regVar==nullptr)
1719                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1720                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1721            }
1722            // get next rvusage
1723            if (!usageHandler.hasNext())
1724                break;
1725            rvu = usageHandler.nextUsage();
1726        }
1727        ++cbit;
1728    }
1729   
1730    size_t rbwCount = 0;
1731    size_t wrCount = 0;
1732   
1733    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1734   
1735    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1736    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1737    // total SSA count
1738    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1739    // last SSA ids map from returns
1740    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1741    // last SSA ids in current way in code flow
1742    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1743    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1744    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1745    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1746    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1747    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1748    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1749    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1750   
1751    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1752    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1753    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1754    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1755    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1756    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1757    flowStackBlocks[0] = true;
1758    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1759   
1760    while (!flowStack.empty())
1761    {
1762        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1763        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1764       
1765        if (entry.nextIndex == 0)
1766        {
1767            // process current block
1768            if (!visited[entry.blockIndex])
1769            {
1770                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1771                visited[entry.blockIndex] = true;
1772               
1773                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1774                {
1775                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1776                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1777                    {
1778                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1779                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1780                        continue; // no change for registers
1781                    }
1782                   
1783                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1784                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1785                   
1786                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1787                   
1788                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1789                    if (totalSSACount == 0)
1790                    {
1791                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1792                        ssaId++;
1793                        totalSSACount++;
1794                    }
1795                   
1796                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1797                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1798                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1799                   
1800                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1801                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1802                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1803                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1804                        ssaId = totalSSACount;
1805                   
1806                    /*if (!callStack.empty())
1807                        // put data to routine data
1808                        updateRoutineData(routineMap.find(
1809                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1810                       
1811                    // count read before writes (for cache weight)
1812                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1813                        rbwCount++;
1814                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1815                        wrCount++;
1816                }
1817            }
1818            else
1819            {
1820                // TODO: correctly join this path with routine data
1821                // currently does not include further substitutions in visited path
1822                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1823                if (!callStack.empty())
1824                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1825               
1826                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1827                {
1828                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1829                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1830                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1831                }*/
1832               
1833                // handle caching for res second point
1834                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1835                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1836                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1837                // back, already visited
1838                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1839                flowStack.pop_back();
1840               
1841                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1842                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1843                {
1844                    // mark point of way to cache (res first point)
1845                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1846                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1847                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1848                            curWayBIndex << std::endl;
1849                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1850                }
1851                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1852                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1853                continue;
1854            }
1855        }
1856       
1857        if (!callStack.empty() &&
1858            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1859            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1860        {
1861            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1862            RoutineData& prevRdata =
1863                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1864            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1865            {
1866                //RoutineData myRoutineData;
1867                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
1868                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
1869                            callStack.back().routineBlock);
1870                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1871                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1872            }
1873            callStack.pop_back(); // just return from call
1874            if (!callStack.empty())
1875                // put to parent routine
1876                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1877                                    prevRdata);
1878        }
1879       
1880        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1881        {
1882            bool isCall = false;
1883            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1884            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1885            {
1886                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1887                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1888                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
1889                isCall = true;
1890            }
1891           
1892            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
1893            if (flowStackBlocks[nextBlock])
1894            {
1895                loopBlocks.insert(nextBlock);
1896                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
1897            }
1898            else
1899                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
1900            entry.nextIndex++;
1901        }
1902        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1903                // if have any call then go to next block
1904                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1905                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1906        {
1907            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1908            {
1909                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1910                    if (next.isCall)
1911                    {
1912                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1913                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1914                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1915                                    it->second, entry);
1916                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1917                    }
1918            }
1919            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1920            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
1921            {
1922                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
1923                 // keep to inserted in popping
1924                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
1925            }
1926            else
1927                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1928            entry.nextIndex++;
1929        }
1930        else // back
1931        {
1932            RoutineData* rdata = nullptr;
1933            if (!callStack.empty())
1934                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1935           
1936            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1937            {
1938                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1939                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1940                std::cout << "procretend" << std::endl;
1941            }*/
1942           
1943            // revert retSSAIdMap
1944            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1945            //
1946           
1947            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1948            {
1949                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1950                    continue;
1951               
1952                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1953                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1954                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1955               
1956                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1957                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1958                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1959               
1960                /*if (rdata!=nullptr)
1961                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1962                */
1963            }
1964           
1965            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1966            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1967            flowStack.pop_back();
1968            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1969                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1970            {
1971                lastCommonCacheWayPoint =
1972                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1973                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
1974            }
1975           
1976        }
1977    }
1978   
1979    /**********
1980     * after that, we find points to resolve conflicts
1981     **********/
1982    flowStack.clear();
1983    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
1984   
1985    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1986    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
1987   
1988    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
1989    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1990   
1991    while (!flowStack2.empty())
1992    {
1993        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
1994        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1995       
1996        if (entry.nextIndex == 0)
1997        {
1998            // process current block
1999            if (!visited[entry.blockIndex])
2000                visited[entry.blockIndex] = true;
2001            else
2002            {
2003                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2004                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2005                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2006               
2007                // join routine data
2008                /*auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
2009                if (rit != routineMap.end())
2010                    // just join with current routine data
2011                    joinRoutineData(routineMap.find(
2012                            callStack.back().routineBlock)->second, rit->second);*/
2013                /*if (!callStack.empty())
2014                    collectSSAIdsForCall(flowStack2, callStack, visited,
2015                            routineMap, codeBlocks);*/
2016                // back, already visited
2017                flowStack2.pop_back();
2018                continue;
2019            }
2020        }
2021       
2022        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2023        {
2024            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2025            entry.nextIndex++;
2026        }
2027        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2028                // if have any call then go to next block
2029                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2030                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2031        {
2032            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2033            entry.nextIndex++;
2034        }
2035        else // back
2036        {
2037            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2038                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2039                // add to cache
2040                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2041                            entry.blockIndex);
2042            flowStack2.pop_back();
2043        }
2044    }
2045}
2046
2047void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2048{
2049    /* prepare SSA id replaces */
2050    struct MinSSAGraphNode
2051    {
2052        size_t minSSAId;
2053        bool visited;
2054        std::unordered_set<size_t> nexts;
2055        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2056    };
2057    struct MinSSAGraphStackEntry
2058    {
2059        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2060        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2061        size_t minSSAId;
2062    };
2063   
2064    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2065    {
2066        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2067        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2068        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2069        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2070       
2071        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2072       
2073        auto it = replaces.begin();
2074        while (it != replaces.end())
2075        {
2076            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2077                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2078            {
2079                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2080                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2081                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2082                    node.nexts.insert(it->second);
2083            }
2084            it = itEnd;
2085        }
2086        // propagate min value
2087        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2088        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2089                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2090        {
2091            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2092            // traverse with minimalize SSA id
2093            while (!minSSAStack.empty())
2094            {
2095                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2096                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2097                bool toPop = false;
2098                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2099                {
2100                    if (!node.visited)
2101                        node.visited = true;
2102                    else
2103                        toPop = true;
2104                }
2105                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2106                {
2107                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2108                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2109                    {
2110                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2111                                nodeIt->second.minSSAId });
2112                    }
2113                    ++entry.nextIt;
2114                }
2115                else
2116                {
2117                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2118                    minSSAStack.pop();
2119                    if (!minSSAStack.empty())
2120                    {
2121                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2122                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2123                    }
2124                }
2125            }
2126            // skip visited nodes
2127            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2128                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2129                    break;
2130        }
2131       
2132        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2133            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2134       
2135        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2136        entry.second = newReplaces;
2137    }
2138   
2139    /* apply SSA id replaces */
2140    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2141        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2142        {
2143            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2144            if (it == ssaReplacesMap.end())
2145                continue;
2146            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2147            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2148            if (sinfo.readBeforeWrite)
2149            {
2150                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2151                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2152                if (rit != replaces.end())
2153                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2154            }
2155            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2156            {
2157                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2158                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2159                if (rit != replaces.end())
2160                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2161            }
2162            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2163            {
2164                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2165                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2166                if (rit != replaces.end())
2167                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2168            }
2169        }
2170}
2171
2172struct Liveness
2173{
2174    std::map<size_t, size_t> l;
2175   
2176    Liveness() { }
2177   
2178    void clear()
2179    { l.clear(); }
2180   
2181    void expand(size_t k)
2182    {
2183        if (l.empty())
2184            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2185        else
2186        {
2187            auto it = l.end();
2188            --it;
2189            it->second = k+1;
2190        }
2191    }
2192    void newRegion(size_t k)
2193    {
2194        if (l.empty())
2195            l.insert(std::make_pair(k, k));
2196        else
2197        {
2198            auto it = l.end();
2199            --it;
2200            if (it->first != k && it->second != k)
2201                l.insert(std::make_pair(k, k));
2202        }
2203    }
2204   
2205    void insert(size_t k, size_t k2)
2206    {
2207        auto it1 = l.lower_bound(k);
2208        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2209            --it1;
2210        if (it1->second < k)
2211            ++it1;
2212        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2213        if (it1!=it2)
2214        {
2215            k = std::min(k, it1->first);
2216            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2217            l.erase(it1, it2);
2218        }
2219        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2220    }
2221   
2222    bool contain(size_t t) const
2223    {
2224        auto it = l.lower_bound(t);
2225        if (it==l.begin() && it->first>t)
2226            return false;
2227        if (it==l.end() || it->first>t)
2228            --it;
2229        return it->first<=t && t<it->second;
2230    }
2231   
2232    bool common(const Liveness& b) const
2233    {
2234        auto i = l.begin();
2235        auto j = b.l.begin();
2236        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2237        {
2238            if (i->first==i->second)
2239            {
2240                ++i;
2241                continue;
2242            }
2243            if (j->first==j->second)
2244            {
2245                ++j;
2246                continue;
2247            }
2248            if (i->first<j->first)
2249            {
2250                if (i->second > j->first)
2251                    return true; // common place
2252                ++i;
2253            }
2254            else
2255            {
2256                if (i->first < j->second)
2257                    return true; // common place
2258                ++j;
2259            }
2260        }
2261        return false;
2262    }
2263};
2264
2265typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2266
2267static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2268            const AsmSingleVReg& svreg)
2269{
2270    cxuint regType; // regtype
2271    if (svreg.regVar!=nullptr)
2272        regType = svreg.regVar->type;
2273    else
2274        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2275            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2276                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2277                break;
2278    return regType;
2279}
2280
2281static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2282        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2283        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2284{
2285    size_t ssaId;
2286    if (svreg.regVar==nullptr)
2287        ssaId = 0;
2288    else if (ssaIdIdx==0)
2289        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2290    else if (ssaIdIdx==1)
2291        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2292    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2293        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2294    else // last
2295        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2296   
2297    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2298    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2299    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2300                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2301    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2302}
2303
2304typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2305
2306struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2307{
2308    size_t ssaId; // last SSA id
2309    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2310};
2311
2312/* TODO: add handling calls
2313 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2314 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2315 */
2316
2317typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2318
2319static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2320        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2321        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2322        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2323        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2324{
2325    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2326    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2327        if (entry.second.readBeforeWrite)
2328        {
2329            // find last
2330            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2331            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2332                continue; // not found
2333            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2334            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2335            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2336            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2337            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2338                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2339            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2340            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2341            --flitEnd; // before last element
2342            // insert live time to last seen position
2343            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2344            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2345            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2346                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2347            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2348            {
2349                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2350                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2351                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2352            }
2353        }
2354}
2355
2356static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2357        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2358        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2359        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2360        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2361{
2362    auto flitStart = flowStack.end();
2363    --flitStart;
2364    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2365    // find step in way
2366    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2367    auto flitEnd = flowStack.end();
2368    --flitEnd;
2369    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2370   
2371    // collect var to check
2372    size_t flowPos = 0;
2373    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2374    {
2375        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2376        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2377        {
2378            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2379            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2380                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2381            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2382        }
2383    }
2384    // find connections
2385    flowPos = 0;
2386    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2387    {
2388        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2389        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2390        {
2391            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2392            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2393            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2394                flowPos > varMapIt->second.second ||
2395                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2396                continue;
2397            // just connect
2398           
2399            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2400            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2401            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2402                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2403            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2404           
2405            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2406            {
2407                // fill whole loop
2408                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2409                {
2410                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2411                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2412                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2413                }
2414                continue;
2415            }
2416           
2417            size_t flowPos2 = 0;
2418            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2419            {
2420                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2421                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2422                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2423            }
2424            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2425            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2426            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2427            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2428            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2429                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2430            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2431            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2432            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2433            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2434            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2435                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2436            // fill up loop end
2437            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2438            {
2439                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2440                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2441                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2442            }
2443        }
2444    }
2445}
2446
2447struct LiveBlock
2448{
2449    size_t start;
2450    size_t end;
2451    size_t vidx;
2452   
2453    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2454    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2455   
2456    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2457    { return start<b.start || (start==b.start &&
2458            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2459};
2460
2461typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2462typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2463typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2464typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2465
2466static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2467            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2468            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2469            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2470            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2471{
2472    // add linear deps
2473    cxuint count = ldeps[0];
2474    cxuint pos = 1;
2475    cxbyte rvuAdded = 0;
2476    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2477    {
2478        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2479        std::vector<size_t> vidxes;
2480        cxuint regType = UINT_MAX;
2481        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2482        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2483        {
2484            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2485            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2486            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2487            {
2488                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2489                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2490                if (regType==UINT_MAX)
2491                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2492                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2493                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2494                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2495                // push variable index
2496                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2497            }
2498        }
2499        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2500        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2501        {
2502            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2503            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2504        }
2505    }
2506    // add single arg linear dependencies
2507    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2508        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2509        {
2510            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2511            std::vector<size_t> vidxes;
2512            cxuint regType = UINT_MAX;
2513            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2514            {
2515                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2516                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2517                if (regType==UINT_MAX)
2518                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2519                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2520                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2521                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2522                // push variable index
2523                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2524            }
2525            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2526            {
2527                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2528                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2529            }
2530        }
2531       
2532    /* equalTo dependencies */
2533    count = edeps[0];
2534    pos = 1;
2535    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2536    {
2537        cxuint ccount = edeps[pos++];
2538        std::vector<size_t> vidxes;
2539        cxuint regType = UINT_MAX;
2540        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2541        {
2542            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2543            // only one register should be set for equalTo depencencies
2544            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2545            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2546            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2547            if (regType==UINT_MAX)
2548                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2549            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2550            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2551                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2552            // push variable index
2553            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2554        }
2555        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2556        {
2557            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2558            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2559        }
2560    }
2561}
2562
2563typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2564
2565struct EqualStackEntry
2566{
2567    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2568    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2569};
2570
2571void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2572{
2573    // construct var index maps
2574    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2575    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2576    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2577    size_t regTypesNum;
2578    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2579   
2580    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2581        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2582        {
2583            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2584            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2585            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2586            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2587            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2588            size_t ssaIdCount = 0;
2589            if (sinfo.readBeforeWrite)
2590                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2591            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2592            {
2593                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2594                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2595            }
2596            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2597                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2598           
2599            if (sinfo.readBeforeWrite)
2600                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2601            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2602            {
2603                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2604                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2605                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2606                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2607                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2608                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2609            }
2610        }
2611   
2612    // construct vreg liveness
2613    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2614    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2615    // hold last vreg ssaId and position
2616    LastVRegMap lastVRegMap;
2617    // hold start live time position for every code block
2618    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2619    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2620   
2621    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2622   
2623    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2624        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2625   
2626    size_t curLiveTime = 0;
2627   
2628    while (!flowStack.empty())
2629    {
2630        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2631        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2632       
2633        if (entry.nextIndex == 0)
2634        {
2635            // process current block
2636            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2637            {
2638                // if loop
2639                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2640                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2641                flowStack.pop_back();
2642                continue;
2643            }
2644           
2645            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2646            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2647                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2648           
2649            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2650            {
2651                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2652                // update
2653                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2654                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2655                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2656                --flit; // to last position
2657                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2658                            { lastSSAId, { flit } } });
2659                if (!res.second) // if not first seen, just update
2660                {
2661                    // update last
2662                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2663                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2664                }
2665            }
2666           
2667            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2668            if (!visited[entry.blockIndex])
2669            {
2670                visited[entry.blockIndex] = true;
2671                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2672                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2673                cxuint instrRVUsCount = 0;
2674               
2675                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2676                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2677                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2678               
2679                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2680                // register in liveness
2681                while (true)
2682                {
2683                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2684                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2685                    if (usageHandler.hasNext())
2686                    {
2687                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2688                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2689                            break;
2690                        if (!rvu.useRegMode)
2691                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2692                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2693                                cblock.start + curLiveTime;
2694                    }
2695                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2696                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2697                    {
2698                        // apply to liveness
2699                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2700                        {
2701                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2702                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2703                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2704                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2705                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2706                            lv.expand(liveTime);
2707                        }
2708                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2709                        {
2710                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2711                            ssaIdIdx++;
2712                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2713                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2714                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2715                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2716                                // because live after this instr
2717                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2718                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2719                        }
2720                        // get linear deps and equal to
2721                        cxbyte lDeps[16];
2722                        cxbyte eDeps[16];
2723                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2724                                        lDeps, eDeps);
2725                       
2726                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2727                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2728                                regTypesNum, regRanges);
2729                       
2730                        readSVRegs.clear();
2731                        writtenSVRegs.clear();
2732                        if (!usageHandler.hasNext())
2733                            break; // end
2734                        oldOffset = rvu.offset;
2735                        instrRVUsCount = 0;
2736                    }
2737                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2738                        break;
2739                   
2740                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2741                    {
2742                        // per register/singlvreg
2743                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2744                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2745                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2746                        else // read or treat as reading // expand previous region
2747                            readSVRegs.push_back(svreg);
2748                    }
2749                }
2750                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2751            }
2752            else
2753            {
2754                // back, already visited
2755                flowStack.pop_back();
2756                continue;
2757            }
2758        }
2759        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2760        {
2761            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2762            entry.nextIndex++;
2763        }
2764        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2765        {
2766            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2767            entry.nextIndex++;
2768        }
2769        else // back
2770        {
2771            // revert lastSSAIdMap
2772            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2773            flowStack.pop_back();
2774            if (!flowStack.empty())
2775            {
2776                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2777                {
2778                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2779                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2780                    {
2781                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2782                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2783                        lastPos.blockChain.pop_back();
2784                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2785                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2786                    }
2787                }
2788            }
2789        }
2790    }
2791   
2792    /// construct liveBlockMaps
2793    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2794    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2795    {
2796        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2797        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2798        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2799        {
2800            Liveness& lv = liveness[li];
2801            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2802                if (blk.first != blk.second)
2803                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2804            lv.clear();
2805        }
2806        liveness.clear();
2807    }
2808   
2809    // create interference graphs
2810    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2811    {
2812        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2813        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2814        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2815       
2816        auto lit = liveBlockMap.begin();
2817        size_t rangeStart = 0;
2818        if (lit != liveBlockMap.end())
2819            rangeStart = lit->start;
2820        while (lit != liveBlockMap.end())
2821        {
2822            const size_t blkStart = lit->start;
2823            const size_t blkEnd = lit->end;
2824            size_t rangeEnd = blkEnd;
2825            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2826            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2827            // collect from this range, variable indices
2828            std::set<size_t> varIndices;
2829            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2830                varIndices.insert(lit2->vidx);
2831            // push to intergraph as full subgGraph
2832            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2833                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2834                    if (vit != vit2)
2835                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2836            // go to next live blocks
2837            rangeStart = rangeEnd;
2838            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2839                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2840                    break;
2841            if (lit == liveBlockMap.end())
2842                break; //
2843            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2844        }
2845    }
2846   
2847    /*
2848     * resolve equalSets
2849     */
2850    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2851    {
2852        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2853        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2854        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2855        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2856        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2857       
2858        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2859        {
2860            auto it = etoDepMap.find(v);
2861            if (it == etoDepMap.end())
2862            {
2863                // is not regvar in equalTo dependencies
2864                v++;
2865                continue;
2866            }
2867           
2868            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2869            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2870           
2871            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2872            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2873            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2874            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2875           
2876            // traverse by this
2877            while (!etoStack.empty())
2878            {
2879                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2880                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2881                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2882                if (entry.nextIdx == 0)
2883                {
2884                    if (!visited[vidx])
2885                    {
2886                        // push to this equalSet
2887                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2888                        equalSet.push_back(vidx);
2889                    }
2890                    else
2891                    {
2892                        // already visited
2893                        etoStack.pop();
2894                        continue;
2895                    }
2896                }
2897               
2898                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2899                {
2900                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2901                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2902                    entry.nextIdx++;
2903                }
2904                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2905                {
2906                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2907                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2908                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2909                    entry.nextIdx++;
2910                }
2911                else
2912                    etoStack.pop();
2913            }
2914           
2915            // to first already added node (var)
2916            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2917        }
2918    }
2919}
2920
2921typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2922
2923struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2924{
2925    const InterGraph& interGraph;
2926    const Array<size_t>& sdoCounts;
2927   
2928    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2929        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2930    { }
2931   
2932    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2933    {
2934        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2935            return true;
2936        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2937    }
2938};
2939
2940/* algorithm to allocate regranges:
2941 * from smallest regranges to greatest regranges:
2942 *   choosing free register: from smallest free regranges
2943 *      to greatest regranges:
2944 *         in this same regrange:
2945 *               try to find free regs in regranges
2946 *               try to link free ends of two distinct regranges
2947 */
2948
2949void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2950{
2951    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2952                    assembler.deviceType);
2953   
2954    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2955    {
2956        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2957        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2958        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2959        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2960        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2961        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2962       
2963        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2964        gcMap.resize(nodesNum);
2965        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2966        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2967        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2968       
2969        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2970        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2971        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2972            nodeSet.insert(i);
2973       
2974        cxuint colorsNum = 0;
2975        // firstly, allocate real registers
2976        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2977            if (entry.first.regVar == nullptr)
2978                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2979       
2980        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2981        {
2982            size_t node = *nodeSet.begin();
2983            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2984                continue; // already colored
2985            size_t color = 0;
2986            std::vector<size_t> equalNodes;
2987            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
2988            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
2989            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
2990                // found, get equal set from equalSetList
2991                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
2992           
2993            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2994            {
2995                // find first usable color
2996                bool thisSame = false;
2997                for (size_t nb: interGraph[node])
2998                    if (gcMap[nb] == color)
2999                    {
3000                        thisSame = true;
3001                        break;
3002                    }
3003                if (!thisSame)
3004                    break;
3005            }
3006            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3007            {
3008                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3009                    throw AsmException("Too many register is needed");
3010                colorsNum++;
3011            }
3012           
3013            for (size_t nextNode: equalNodes)
3014                gcMap[nextNode] = color;
3015            // update SDO for node
3016            bool colorExists = false;
3017            for (size_t node: equalNodes)
3018            {
3019                for (size_t nb: interGraph[node])
3020                    if (gcMap[nb] == color)
3021                    {
3022                        colorExists = true;
3023                        break;
3024                    }
3025                if (!colorExists)
3026                    sdoCounts[node]++;
3027            }
3028            // update SDO for neighbors
3029            for (size_t node: equalNodes)
3030                for (size_t nb: interGraph[node])
3031                {
3032                    colorExists = false;
3033                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3034                        if (gcMap[nb2] == color)
3035                        {
3036                            colorExists = true;
3037                            break;
3038                        }
3039                    if (!colorExists)
3040                    {
3041                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3042                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3043                        sdoCounts[nb]++;
3044                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3045                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3046                    }
3047                }
3048           
3049            for (size_t nextNode: equalNodes)
3050                gcMap[nextNode] = color;
3051        }
3052    }
3053}
3054
3055void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3056{
3057    // before any operation, clear all
3058    codeBlocks.clear();
3059    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3060    {
3061        vregIndexMaps[i].clear();
3062        interGraphs[i].clear();
3063        linearDepMaps[i].clear();
3064        equalToDepMaps[i].clear();
3065        graphColorMaps[i].clear();
3066        equalSetMaps[i].clear();
3067        equalSetLists[i].clear();
3068    }
3069    ssaReplacesMap.clear();
3070    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3071    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3072   
3073    // set up
3074    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3075    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3076    createSSAData(*section.usageHandler);
3077    applySSAReplaces();
3078    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3079    colorInterferenceGraph();
3080}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.