source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3903

Last change on this file since 3903 was 3903, checked in by matszpk, 19 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Small fix in createRoutineData (handling go back when block in prevFlowBlocks visited).

File size: 117.9 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558/** Simple cache **/
559
560// map of last SSAId for routine, key - varid, value - last SSA ids
561class CLRX_INTERNAL LastSSAIdMap: public
562            std::unordered_map<AsmSingleVReg, VectorSet<size_t> >
563{
564public:
565    LastSSAIdMap()
566    { }
567   
568    iterator insertSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
569    {
570        auto res = insert({ vreg, { ssaId } });
571        if (!res.second)
572            res.first->second.insertValue(ssaId);
573        return res.first;
574    }
575   
576    void eraseSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
577    {
578        auto it = find(vreg);
579        if (it != end())
580             it->second.eraseValue(ssaId);
581    }
582   
583    size_t weight() const
584    { return size(); }
585};
586
587typedef LastSSAIdMap RBWSSAIdMap;
588
589struct CLRX_INTERNAL RetSSAEntry
590{
591    std::vector<size_t> routines;
592    VectorSet<size_t> ssaIds;
593    size_t prevSSAId; // for curSSAId
594};
595
596typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, RetSSAEntry> RetSSAIdMap;
597
598struct CLRX_INTERNAL RoutineData
599{
600    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
601    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
602    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
603    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
604    bool notFirstReturn;
605   
606    RoutineData() : notFirstReturn(false)
607    { }
608   
609    size_t weight() const
610    { return rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight(); }
611};
612
613struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
614{
615    size_t blockIndex;
616    size_t nextIndex;
617    bool isCall;
618    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
619};
620
621struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
622{
623    size_t blockIndex;
624    size_t nextIndex;
625};
626
627
628struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
629{
630    size_t callBlock; // index
631    size_t callNextIndex; // index of call next
632    size_t routineBlock;    // routine block
633};
634
635class ResSecondPointsToCache: public std::vector<bool>
636{
637public:
638    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : std::vector<bool>(n<<1, false)
639    { }
640   
641    void increase(size_t i)
642    {
643        if ((*this)[i<<1])
644            (*this)[(i<<1)+1] = true;
645        else
646            (*this)[i<<1] = true;
647    }
648   
649    cxuint count(size_t i) const
650    { return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1]; }
651};
652
653typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
654typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
655
656static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
657              size_t origId, size_t destId)
658{
659    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
660    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
661}
662
663static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
664            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
665            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
666            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
667            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
668{
669    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
670    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
671   
672    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
673    {
674        if (cacheSecPoints != nullptr)
675        {
676            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
677            if (!res.second)
678                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
679        }
680       
681        if (stackVarMap != nullptr)
682        {
683           
684            // resolve conflict for this variable ssaId>.
685            // only if in previous block previous SSAID is
686            // read before all writes
687            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
688           
689            if (it != stackVarMap->end())
690            {
691                // found, resolve by set ssaIdLast
692                for (size_t ssaId: it->second)
693                {
694                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
695                    {
696                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
697                            sentry.first.index  << ": " <<
698                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
699                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
700                                    sinfo.ssaIdBefore);
701                    }
702                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
703                    {
704                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
705                            sentry.first.index  << ": " <<
706                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
707                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
708                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
709                    }
710                    /*else
711                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
712                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
713                }
714            }
715        }
716    }
717}
718
719typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
720
721static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
722        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
723        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
724        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
725        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
726{
727    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
728            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
729    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
730    {
731        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
732        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
733        {
734            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
735            if (!res.second)
736                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
737                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
738        }
739       
740        if (stackVarMap != nullptr)
741        {
742            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
743           
744            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
745            {
746                // found, resolve by set ssaIdLast
747                for (size_t ssaId: it->second)
748                {
749                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
750                    {
751                        if (ssaId > secSSAId)
752                        {
753                            std::cout << "  insertreplace: " <<
754                                sentry.first.regVar << ":" <<
755                                sentry.first.index  << ": " <<
756                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
757                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
758                        }
759                        else if (ssaId < secSSAId)
760                        {
761                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
762                                sentry.first.regVar << ":" <<
763                                sentry.first.index  << ": " <<
764                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
765                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
766                        }
767                        /*else
768                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
769                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
770                    }
771                }
772            }
773        }
774    }
775}
776
777static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
778                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
779                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
780                size_t nextBlock)
781{
782    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
783    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
784    // traverse by graph from next block
785    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
786    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
787    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
788   
789    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
790   
791    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
792   
793    while (!flowStack.empty())
794    {
795        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
796        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
797       
798        if (entry.nextIndex == 0)
799        {
800            // process current block
801            if (!visited[entry.blockIndex])
802            {
803                visited[entry.blockIndex] = true;
804                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
805               
806                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
807                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
808                if (resSecondPoints == nullptr)
809                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
810                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
811                                alreadyReadMap, entry, sentry,
812                                &cacheSecPoints);
813                else // to use cache
814                {
815                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
816                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
817                    flowStack.pop_back();
818                    continue;
819                }
820            }
821            else
822            {
823                // back, already visited
824                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
825                flowStack.pop_back();
826                continue;
827            }
828        }
829       
830        /*if (!callStack.empty() &&
831            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
832            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
833            callStack.pop(); // just return from call
834        */
835        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
836        {
837            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
838                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
839                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
840            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
841            entry.nextIndex++;
842        }
843        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
844                // if have any call then go to next block
845                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
846                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
847        {
848            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
849            for (const auto& next: cblock.nexts)
850                if (next.isCall)
851                {
852                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
853                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
854                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
855                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
856                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
857                }
858           
859            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
860            entry.nextIndex++;
861        }
862        else // back
863        {
864            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
865            // before write (can be different due to earlier visit)
866            for (const auto& next: cblock.nexts)
867                if (next.isCall)
868                {
869                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
870                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
871                    {
872                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
873                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
874                            alreadyReadMap.erase(it);
875                    }
876                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
877                    {
878                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
879                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
880                            alreadyReadMap.erase(it);
881                    }
882                }
883           
884            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
885            {
886                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
887                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
888                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
889                    // before write (can be different due to earlier visit)
890                    alreadyReadMap.erase(it);
891            }
892            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
893            flowStack.pop_back();
894        }
895    }
896   
897    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
898}
899
900
901static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
902        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
903        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
904        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
905        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
906        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
907        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
908        SSAReplacesMap& replacesMap)
909{
910    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
911    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
912    --pfEnd;
913    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
914    LastSSAIdMap stackVarMap;
915   
916    size_t pfStartIndex = 0;
917    {
918        auto pfPrev = pfEnd;
919        --pfPrev;
920        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
921        if (it != prevWaysIndexMap.end())
922        {
923            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
924            if (cached!=nullptr)
925            {
926                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
927                        it->second.second << std::endl;
928                stackVarMap = *cached;
929                pfStartIndex = it->second.second+1;
930            }
931        }
932    }
933   
934    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
935    {
936        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
937        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
938        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
939        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
940        {
941            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
942            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
943                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
944        }
945        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
946            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
947                if (next.isCall)
948                {
949                    std::cout << "  applycall: " << entry.blockIndex << ": " <<
950                            entry.nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
951                    const LastSSAIdMap& regVarMap =
952                            routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
953                    for (const auto& sentry: regVarMap)
954                        stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
955                }
956       
957        // put to first point cache
958        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
959        {
960            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
961            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
962        }
963    }
964   
965    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
966    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
967                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
968   
969    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
970    // traverse by graph from next block
971    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
972    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
973    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
974   
975    // already read in current path
976    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
977    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
978   
979    while (!flowStack.empty())
980    {
981        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
982        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
983       
984        if (entry.nextIndex == 0)
985        {
986            // process current block
987            if (!visited[entry.blockIndex])
988            {
989                visited[entry.blockIndex] = true;
990                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
991               
992                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
993                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
994                if (resSecondPoints == nullptr)
995                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
996                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
997                                alreadyReadMap, entry, sentry,
998                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
999                else // to use cache
1000                {
1001                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1002                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1003                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1004                    flowStack.pop_back();
1005                    continue;
1006                }
1007            }
1008            else
1009            {
1010                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1011                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1012                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1013                // back, already visited
1014                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1015                flowStack.pop_back();
1016                continue;
1017            }
1018        }
1019       
1020        /*if (!callStack.empty() &&
1021            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1022            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1023            callStack.pop(); // just return from call
1024        */
1025        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1026        {
1027            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1028                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1029                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1030            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1031            entry.nextIndex++;
1032        }
1033        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1034                // if have any call then go to next block
1035                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1036                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1037        {
1038            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1039            for (const auto& next: cblock.nexts)
1040                if (next.isCall)
1041                {
1042                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1043                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1044                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1045                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1046                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1047                }
1048           
1049            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1050            entry.nextIndex++;
1051        }
1052        else // back
1053        {
1054            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1055            // before write (can be different due to earlier visit)
1056            for (const auto& next: cblock.nexts)
1057                if (next.isCall)
1058                {
1059                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1060                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1061                    {
1062                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1063                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1064                            alreadyReadMap.erase(it);
1065                    }
1066                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1067                    {
1068                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1069                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1070                            alreadyReadMap.erase(it);
1071                    }
1072                }
1073           
1074            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1075            {
1076                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1077                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1078                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1079                    // before write (can be different due to earlier visit)
1080                    alreadyReadMap.erase(it);
1081            }
1082            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1083           
1084            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1085                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1086                // add to cache
1087                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1088                            entry.blockIndex);
1089           
1090            flowStack.pop_back();
1091        }
1092    }
1093   
1094    if (toCache)
1095        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1096}
1097
1098static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1099                size_t routineBlock)
1100{
1101    for (const auto& entry: src)
1102    {
1103        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1104                cxuint(entry.first.index) << ":";
1105        for (size_t v: entry.second)
1106            std::cout << " " << v;
1107        std::cout << std::endl;
1108        // insert if not inserted
1109        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1110        if (res.second)
1111            continue; // added new
1112        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1113        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1114        // add new ways
1115        for (size_t ssaId: entry.second)
1116            destEntry.insertValue(ssaId);
1117        std::cout << "    :";
1118        for (size_t v: destEntry)
1119            std::cout << " " << v;
1120        std::cout << std::endl;
1121    }
1122}
1123
1124static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1125{
1126    for (const auto& entry: src)
1127    {
1128        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1129                cxuint(entry.first.index) << ":";
1130        for (size_t v: entry.second)
1131            std::cout << " " << v;
1132        std::cout << std::endl;
1133        auto res = dest.insert(entry); // find
1134        if (res.second)
1135            continue; // added new
1136        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1137        // add new ways
1138        for (size_t ssaId: entry.second)
1139            destEntry.insertValue(ssaId);
1140        std::cout << "    :";
1141        for (size_t v: destEntry)
1142            std::cout << " " << v;
1143        std::cout << std::endl;
1144    }
1145}
1146
1147static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1148                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1149{
1150    for (const auto& entry: src)
1151    {
1152        auto lsit = laterRdata.lastSSAIdMap.find(entry.first);
1153        if (lsit != laterRdata.lastSSAIdMap.end())
1154        {
1155            auto csit = laterRdata.curSSAIdMap.find(entry.first);
1156            if (csit != laterRdata.curSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1157            {
1158                // if found in last ssa ID map,
1159                // but has first value (some way do not change SSAId)
1160                // then pass to add new ssaIds before this point
1161                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1162                    continue; // otherwise, skip
1163            }
1164            else
1165                continue;
1166        }
1167        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1168                cxuint(entry.first.index) << ":";
1169        for (size_t v: entry.second)
1170            std::cout << " " << v;
1171        std::cout << std::endl;
1172        auto res = dest.insert(entry); // find
1173        if (res.second)
1174            continue; // added new
1175        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1176        // add new ways
1177        for (size_t ssaId: entry.second)
1178            destEntry.insertValue(ssaId);
1179        std::cout << "    :";
1180        for (size_t v: destEntry)
1181            std::cout << " " << v;
1182        std::cout << std::endl;
1183    }
1184    if (!loop) // do not if loop
1185        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdata.lastSSAIdMap);
1186}
1187
1188
1189static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1190{
1191    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1192    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1193   
1194    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1195   
1196    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1197    {
1198        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1199                cxuint(entry.first.index) << ":";
1200        for (size_t v: entry.second)
1201            std::cout << " " << v;
1202        std::cout << std::endl;
1203        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1204        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1205        if (!res.second)
1206        {
1207            // add new ways
1208            for (size_t ssaId: entry.second)
1209                destEntry.insertValue(ssaId);
1210        }
1211        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1212        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1213            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1214            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1215                      rbwit->second) == entry.second.end())
1216            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1217        std::cout << "    :";
1218        for (size_t v: destEntry)
1219            std::cout << " " << v;
1220        std::cout << std::endl;
1221    }
1222}
1223
1224static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1225            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1226            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1227{
1228    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1229    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1230    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1231    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1232    {
1233        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1234       
1235        if (ssaIds.size() >= 2)
1236        {
1237            // reduce to minimal ssaId from all calls
1238            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1239            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1240            // insert SSA replaces
1241            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1242            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1243                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1244            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1245        }
1246        else if (ssaIds.size() == 1)
1247            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1248       
1249        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1250                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1251        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1252        // reduce SSAIds replaces
1253        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1254            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1255                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1256        // finally remove from container (because obsolete)
1257        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1258        return true;
1259    }
1260    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1261    {
1262        // put before removing to revert for other ways after calls
1263        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1264        if (res.second)
1265            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1266        // just remove, if some change without read before
1267        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1268    }
1269    return false;
1270}
1271
1272static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1273                size_t prevSSAId)
1274{
1275    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1276    bool beforeFirstAccess = true;
1277    // put first SSAId before write
1278    if (sinfo.readBeforeWrite)
1279    {
1280        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1281        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1282            // if already added
1283            beforeFirstAccess = false;
1284    }
1285   
1286    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1287    {
1288        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1289        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1290        // put last SSAId
1291        if (!res.second)
1292        {
1293            beforeFirstAccess = false;
1294            // if not inserted
1295            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1296            if (sinfo.readBeforeWrite)
1297                ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1298            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1299        }
1300        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1301        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1302            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1303    }
1304    else
1305    {
1306        // insert read ssaid if no change
1307        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1308        if (!res.second)
1309        {
1310            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1311            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1312        }
1313    }
1314}
1315
1316static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1317            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1318            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1319            FlowStackEntry& entry)
1320{
1321    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1322    {
1323        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1324        if (!res.second)
1325            continue; // already added, do not change
1326        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1327        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1328            res.first->second = rfit->second;
1329       
1330        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1331        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1332        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1333                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1334    }
1335}
1336
1337static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1338            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1339{
1340    // revert retSSAIdMap
1341    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1342    {
1343        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1344        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1345        {
1346            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1347            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1348                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1349        }
1350       
1351        if (!v.second.ssaIds.empty())
1352        {
1353            // just add if previously present
1354            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1355                rfit->second = v.second;
1356            else
1357                retSSAIdMap.insert(v);
1358        }
1359        else // erase if empty
1360            retSSAIdMap.erase(v.first);
1361       
1362        if (rdata!=nullptr)
1363        {
1364            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1365            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1366                ssaIds.insertValue(ssaId);
1367            if (v.second.ssaIds.empty())
1368            {
1369                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1370                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1371            }
1372           
1373            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1374                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1375            for (size_t v: ssaIds)
1376                std::cout << " " << v;
1377            std::cout << std::endl;
1378        }
1379        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1380    }
1381}
1382
1383static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1384            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1385{
1386    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1387    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1388                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1389    for (size_t v: ssaIds)
1390        std::cout << " " << v;
1391    std::cout << std::endl;
1392   
1393    // if cblock with some children
1394    if (nextSSAId != curSSAId)
1395        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1396   
1397    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1398    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1399            (curSSAId) << std::endl;*/
1400    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1401   
1402    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1403                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1404    for (size_t v: ssaIds)
1405        std::cout << " " << v;
1406    std::cout << std::endl;
1407}
1408
1409struct CLRX_INTERNAL LoopSSAIdMap
1410{
1411    LastSSAIdMap ssaIdMap;
1412    bool passed;
1413};
1414
1415static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1416        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1417        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1418        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1419        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1420        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1421        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1422        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1423{
1424    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1425    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1426    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1427    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1428    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                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1447                flowStack.pop_back();
1448                continue;
1449            }
1450           
1451            // process current block
1452            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1453                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1454            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1455           
1456            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1457            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1458            {
1459                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1460                if (cachedRdata == nullptr)
1461                {
1462                    // try in routine map
1463                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1464                    if (rit != routineMap.end())
1465                        cachedRdata = &rit->second;
1466                }
1467                if (!isLoop && cachedRdata == nullptr &&
1468                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1469                {
1470                    RoutineData subrData;
1471                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1472                    const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1473                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1474                    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1475                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1476                        flowStackBlocks);
1477                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1478                    if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1479                    {   // leave from loop point
1480                        std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1481                        auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1482                        if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1483                        {
1484                            std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1485                                    entry.blockIndex << std::endl;
1486                            joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1487                                    loopsit->second.ssaIdMap, subrData, true);
1488                            std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1489                        }
1490                    }
1491                    subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1492                   
1493                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1494                }
1495            }
1496           
1497            if (cachedRdata != nullptr)
1498            {
1499                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1500                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1501                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1502                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1503                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1504                flowStack.pop_back();
1505                continue;
1506            }
1507            else if (!visited[entry.blockIndex])
1508            {
1509                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1510                visited[entry.blockIndex] = true;
1511               
1512                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1513                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1514                    {
1515                        // put data to routine data
1516                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1517                       
1518                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1519                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1520                    }
1521            }
1522            else if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1523            {
1524                // handle loops
1525                std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1526                auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1527                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1528                {
1529                    if (!loopsit->second.passed)
1530                        // still in loop join ssaid map
1531                        joinLastSSAIdMap(loopsit->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1532                }
1533                else // insert new
1534                    loopSSAIdMap.insert({ entry.blockIndex,
1535                                { rdata.curSSAIdMap, false } });
1536               
1537                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1538                flowStack.pop_back();
1539                continue;
1540            }
1541            else
1542            {
1543                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1544                flowStack.pop_back();
1545                continue;
1546            }
1547        }
1548       
1549        // join and skip calls
1550        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1551                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1552            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1553                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1554       
1555        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1556        {
1557            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1558            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1559            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1560            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1561            entry.nextIndex++;
1562        }
1563        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1564                // if have any call then go to next block
1565                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1566                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1567        {
1568            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1569            {
1570                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1571                    if (next.isCall)
1572                    {
1573                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1574                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1575                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1576                                    it->second, entry);
1577                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1578                    }
1579            }
1580            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1581            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1582            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1583            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1584            entry.nextIndex++;
1585        }
1586        else
1587        {
1588            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1589            if (cblock.haveReturn)
1590            {
1591                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1592                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1593                std::cout << "procretend" << std::endl;
1594                rdata.notFirstReturn = true;
1595            }
1596           
1597            // revert retSSAIdMap
1598            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1599            //
1600           
1601            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1602            {
1603                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1604                    continue;
1605                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1606                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1607                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1608                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1609               
1610                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1611                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1612                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1613               
1614                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1615            }
1616           
1617            auto loopsit = loopSSAIdMap.find(entry.blockIndex);
1618            if (flowStack.size() > 1 && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1619            { //put to cache
1620                RoutineData subrData;
1621                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1622                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1623                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1624                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1625                        flowStackBlocks);
1626                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = true;
1627                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1628                {   // leave from loop point
1629                    std::cout << "   loopfound: " << entry.blockIndex << std::endl;
1630                    if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1631                    {
1632                        std::cout << "   loopssaIdMap: " << entry.blockIndex << std::endl;
1633                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1634                                         subrData, true);
1635                        std::cout << "   loopssaIdMapEnd: " << std::endl;
1636                        // for main routine now
1637                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit->second.ssaIdMap,
1638                                        subrData, true);
1639                    }
1640                }
1641                subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1642            }
1643            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1644            {
1645                if (loopsit != loopSSAIdMap.end())
1646                {
1647                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1648                                entry.blockIndex << std::endl;
1649                    // mark that loop has passed fully
1650                    loopsit->second.passed = true;
1651                }
1652                else
1653                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1654                                entry.blockIndex << std::endl;
1655            }
1656           
1657            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1658            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1659            flowStack.pop_back();
1660        }
1661    }
1662    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1663}
1664
1665
1666void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1667{
1668    if (codeBlocks.empty())
1669        return;
1670    usageHandler.rewind();
1671    auto cbit = codeBlocks.begin();
1672    AsmRegVarUsage rvu;
1673    if (!usageHandler.hasNext())
1674        return; // do nothing if no regusages
1675    rvu = usageHandler.nextUsage();
1676   
1677    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1678    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1679    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1680    size_t regTypesNum;
1681    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1682   
1683    while (true)
1684    {
1685        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1686        {
1687            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1688            ++cbit;
1689        }
1690        if (cbit == codeBlocks.end())
1691            break;
1692        // skip rvu's before codeblock
1693        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1694            rvu = usageHandler.nextUsage();
1695        if (rvu.offset < cbit->start)
1696            break;
1697       
1698        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1699        while (rvu.offset < cbit->end)
1700        {
1701            // process rvu
1702            // only if regVar
1703            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1704            {
1705                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1706                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1707               
1708                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1709                if (res.second)
1710                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1711                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1712                    // if first write RVU instead read RVU
1713                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1714                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1715                /* change SSA id only for write-only regvars -
1716                 *   read-write place can not have two different variables */
1717                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1718                    sinfo.ssaIdChange++;
1719                if (rvu.regVar==nullptr)
1720                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1721                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1722            }
1723            // get next rvusage
1724            if (!usageHandler.hasNext())
1725                break;
1726            rvu = usageHandler.nextUsage();
1727        }
1728        ++cbit;
1729    }
1730   
1731    size_t rbwCount = 0;
1732    size_t wrCount = 0;
1733   
1734    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1735   
1736    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1737    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1738    // total SSA count
1739    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1740    // last SSA ids map from returns
1741    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1742    // last SSA ids in current way in code flow
1743    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1744    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1745    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1746    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1747    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1748    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1749    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1750    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1751   
1752    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1753    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1754    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1755    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1756    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1757    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1758    flowStackBlocks[0] = true;
1759    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1760   
1761    while (!flowStack.empty())
1762    {
1763        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1764        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1765       
1766        if (entry.nextIndex == 0)
1767        {
1768            // process current block
1769            if (!visited[entry.blockIndex])
1770            {
1771                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1772                visited[entry.blockIndex] = true;
1773               
1774                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1775                {
1776                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1777                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1778                    {
1779                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1780                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1781                        continue; // no change for registers
1782                    }
1783                   
1784                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1785                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1786                   
1787                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1788                   
1789                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1790                    if (totalSSACount == 0)
1791                    {
1792                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1793                        ssaId++;
1794                        totalSSACount++;
1795                    }
1796                   
1797                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1798                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1799                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1800                   
1801                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1802                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1803                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1804                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1805                        ssaId = totalSSACount;
1806                   
1807                    /*if (!callStack.empty())
1808                        // put data to routine data
1809                        updateRoutineData(routineMap.find(
1810                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1811                       
1812                    // count read before writes (for cache weight)
1813                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1814                        rbwCount++;
1815                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1816                        wrCount++;
1817                }
1818            }
1819            else
1820            {
1821                // TODO: correctly join this path with routine data
1822                // currently does not include further substitutions in visited path
1823                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1824                if (!callStack.empty())
1825                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1826               
1827                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1828                {
1829                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1830                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1831                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1832                }*/
1833               
1834                // handle caching for res second point
1835                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1836                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1837                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1838                // back, already visited
1839                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1840                flowStack.pop_back();
1841               
1842                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1843                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1844                {
1845                    // mark point of way to cache (res first point)
1846                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1847                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1848                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1849                            curWayBIndex << std::endl;
1850                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1851                }
1852                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1853                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1854                continue;
1855            }
1856        }
1857       
1858        if (!callStack.empty() &&
1859            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1860            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1861        {
1862            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1863            RoutineData& prevRdata =
1864                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1865            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1866            {
1867                //RoutineData myRoutineData;
1868                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
1869                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
1870                            callStack.back().routineBlock);
1871                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1872                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1873            }
1874            callStack.pop_back(); // just return from call
1875            if (!callStack.empty())
1876                // put to parent routine
1877                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1878                                    prevRdata);
1879        }
1880       
1881        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1882        {
1883            bool isCall = false;
1884            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1885            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1886            {
1887                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1888                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1889                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
1890                isCall = true;
1891            }
1892           
1893            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
1894            if (flowStackBlocks[nextBlock])
1895            {
1896                loopBlocks.insert(nextBlock);
1897                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
1898            }
1899            else
1900                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
1901            entry.nextIndex++;
1902        }
1903        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1904                // if have any call then go to next block
1905                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1906                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1907        {
1908            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1909            {
1910                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1911                    if (next.isCall)
1912                    {
1913                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1914                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1915                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1916                                    it->second, entry);
1917                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1918                    }
1919            }
1920            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1921            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
1922            {
1923                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
1924                 // keep to inserted in popping
1925                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
1926            }
1927            else
1928                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1929            entry.nextIndex++;
1930        }
1931        else // back
1932        {
1933            RoutineData* rdata = nullptr;
1934            if (!callStack.empty())
1935                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1936           
1937            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1938            {
1939                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1940                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1941                std::cout << "procretend" << std::endl;
1942            }*/
1943           
1944            // revert retSSAIdMap
1945            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1946            //
1947           
1948            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1949            {
1950                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1951                    continue;
1952               
1953                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1954                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1955                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1956               
1957                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1958                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1959                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1960               
1961                /*if (rdata!=nullptr)
1962                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1963                */
1964            }
1965           
1966            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1967            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1968            flowStack.pop_back();
1969            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1970                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1971            {
1972                lastCommonCacheWayPoint =
1973                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1974                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
1975            }
1976           
1977        }
1978    }
1979   
1980    /**********
1981     * after that, we find points to resolve conflicts
1982     **********/
1983    flowStack.clear();
1984    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
1985   
1986    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
1987    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
1988   
1989    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
1990    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
1991   
1992    while (!flowStack2.empty())
1993    {
1994        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
1995        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1996       
1997        if (entry.nextIndex == 0)
1998        {
1999            // process current block
2000            if (!visited[entry.blockIndex])
2001                visited[entry.blockIndex] = true;
2002            else
2003            {
2004                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2005                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2006                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2007               
2008                // join routine data
2009                /*auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
2010                if (rit != routineMap.end())
2011                    // just join with current routine data
2012                    joinRoutineData(routineMap.find(
2013                            callStack.back().routineBlock)->second, rit->second);*/
2014                /*if (!callStack.empty())
2015                    collectSSAIdsForCall(flowStack2, callStack, visited,
2016                            routineMap, codeBlocks);*/
2017                // back, already visited
2018                flowStack2.pop_back();
2019                continue;
2020            }
2021        }
2022       
2023        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2024        {
2025            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2026            entry.nextIndex++;
2027        }
2028        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2029                // if have any call then go to next block
2030                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2031                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2032        {
2033            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2034            entry.nextIndex++;
2035        }
2036        else // back
2037        {
2038            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2039                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2040                // add to cache
2041                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2042                            entry.blockIndex);
2043            flowStack2.pop_back();
2044        }
2045    }
2046}
2047
2048void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2049{
2050    /* prepare SSA id replaces */
2051    struct MinSSAGraphNode
2052    {
2053        size_t minSSAId;
2054        bool visited;
2055        std::unordered_set<size_t> nexts;
2056        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2057    };
2058    struct MinSSAGraphStackEntry
2059    {
2060        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2061        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2062        size_t minSSAId;
2063    };
2064   
2065    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2066    {
2067        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2068        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2069        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2070        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2071       
2072        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2073       
2074        auto it = replaces.begin();
2075        while (it != replaces.end())
2076        {
2077            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2078                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2079            {
2080                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2081                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2082                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2083                    node.nexts.insert(it->second);
2084            }
2085            it = itEnd;
2086        }
2087        // propagate min value
2088        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2089        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2090                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2091        {
2092            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2093            // traverse with minimalize SSA id
2094            while (!minSSAStack.empty())
2095            {
2096                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2097                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2098                bool toPop = false;
2099                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2100                {
2101                    if (!node.visited)
2102                        node.visited = true;
2103                    else
2104                        toPop = true;
2105                }
2106                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2107                {
2108                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2109                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2110                    {
2111                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2112                                nodeIt->second.minSSAId });
2113                    }
2114                    ++entry.nextIt;
2115                }
2116                else
2117                {
2118                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2119                    minSSAStack.pop();
2120                    if (!minSSAStack.empty())
2121                    {
2122                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2123                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2124                    }
2125                }
2126            }
2127            // skip visited nodes
2128            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2129                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2130                    break;
2131        }
2132       
2133        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2134            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2135       
2136        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2137        entry.second = newReplaces;
2138    }
2139   
2140    /* apply SSA id replaces */
2141    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2142        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2143        {
2144            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2145            if (it == ssaReplacesMap.end())
2146                continue;
2147            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2148            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2149            if (sinfo.readBeforeWrite)
2150            {
2151                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2152                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2153                if (rit != replaces.end())
2154                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2155            }
2156            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2157            {
2158                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2159                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2160                if (rit != replaces.end())
2161                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2162            }
2163            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2164            {
2165                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2166                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2167                if (rit != replaces.end())
2168                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2169            }
2170        }
2171}
2172
2173struct Liveness
2174{
2175    std::map<size_t, size_t> l;
2176   
2177    Liveness() { }
2178   
2179    void clear()
2180    { l.clear(); }
2181   
2182    void expand(size_t k)
2183    {
2184        if (l.empty())
2185            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2186        else
2187        {
2188            auto it = l.end();
2189            --it;
2190            it->second = k+1;
2191        }
2192    }
2193    void newRegion(size_t k)
2194    {
2195        if (l.empty())
2196            l.insert(std::make_pair(k, k));
2197        else
2198        {
2199            auto it = l.end();
2200            --it;
2201            if (it->first != k && it->second != k)
2202                l.insert(std::make_pair(k, k));
2203        }
2204    }
2205   
2206    void insert(size_t k, size_t k2)
2207    {
2208        auto it1 = l.lower_bound(k);
2209        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2210            --it1;
2211        if (it1->second < k)
2212            ++it1;
2213        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2214        if (it1!=it2)
2215        {
2216            k = std::min(k, it1->first);
2217            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2218            l.erase(it1, it2);
2219        }
2220        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2221    }
2222   
2223    bool contain(size_t t) const
2224    {
2225        auto it = l.lower_bound(t);
2226        if (it==l.begin() && it->first>t)
2227            return false;
2228        if (it==l.end() || it->first>t)
2229            --it;
2230        return it->first<=t && t<it->second;
2231    }
2232   
2233    bool common(const Liveness& b) const
2234    {
2235        auto i = l.begin();
2236        auto j = b.l.begin();
2237        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2238        {
2239            if (i->first==i->second)
2240            {
2241                ++i;
2242                continue;
2243            }
2244            if (j->first==j->second)
2245            {
2246                ++j;
2247                continue;
2248            }
2249            if (i->first<j->first)
2250            {
2251                if (i->second > j->first)
2252                    return true; // common place
2253                ++i;
2254            }
2255            else
2256            {
2257                if (i->first < j->second)
2258                    return true; // common place
2259                ++j;
2260            }
2261        }
2262        return false;
2263    }
2264};
2265
2266typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2267
2268static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2269            const AsmSingleVReg& svreg)
2270{
2271    cxuint regType; // regtype
2272    if (svreg.regVar!=nullptr)
2273        regType = svreg.regVar->type;
2274    else
2275        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2276            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2277                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2278                break;
2279    return regType;
2280}
2281
2282static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2283        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2284        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2285{
2286    size_t ssaId;
2287    if (svreg.regVar==nullptr)
2288        ssaId = 0;
2289    else if (ssaIdIdx==0)
2290        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2291    else if (ssaIdIdx==1)
2292        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2293    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2294        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2295    else // last
2296        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2297   
2298    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2299    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2300    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2301                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2302    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2303}
2304
2305typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2306
2307struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2308{
2309    size_t ssaId; // last SSA id
2310    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2311};
2312
2313/* TODO: add handling calls
2314 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2315 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2316 */
2317
2318typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2319
2320static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2321        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2322        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2323        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2324        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2325{
2326    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2327    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2328        if (entry.second.readBeforeWrite)
2329        {
2330            // find last
2331            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2332            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2333                continue; // not found
2334            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2335            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2336            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2337            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2338            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2339                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2340            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2341            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2342            --flitEnd; // before last element
2343            // insert live time to last seen position
2344            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2345            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2346            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2347                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2348            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2349            {
2350                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2351                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2352                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2353            }
2354        }
2355}
2356
2357static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2358        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2359        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2360        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2361        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2362{
2363    auto flitStart = flowStack.end();
2364    --flitStart;
2365    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2366    // find step in way
2367    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2368    auto flitEnd = flowStack.end();
2369    --flitEnd;
2370    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2371   
2372    // collect var to check
2373    size_t flowPos = 0;
2374    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2375    {
2376        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2377        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2378        {
2379            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2380            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2381                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2382            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2383        }
2384    }
2385    // find connections
2386    flowPos = 0;
2387    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2388    {
2389        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2390        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2391        {
2392            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2393            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2394            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2395                flowPos > varMapIt->second.second ||
2396                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2397                continue;
2398            // just connect
2399           
2400            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2401            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2402            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2403                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2404            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2405           
2406            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2407            {
2408                // fill whole loop
2409                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2410                {
2411                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2412                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2413                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2414                }
2415                continue;
2416            }
2417           
2418            size_t flowPos2 = 0;
2419            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2420            {
2421                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2422                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2423                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2424            }
2425            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2426            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2427            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2428            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2429            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2430                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2431            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2432            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2433            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2434            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2435            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2436                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2437            // fill up loop end
2438            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2439            {
2440                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2441                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2442                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2443            }
2444        }
2445    }
2446}
2447
2448struct LiveBlock
2449{
2450    size_t start;
2451    size_t end;
2452    size_t vidx;
2453   
2454    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2455    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2456   
2457    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2458    { return start<b.start || (start==b.start &&
2459            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2460};
2461
2462typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2463typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2464typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2465typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2466
2467static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2468            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2469            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2470            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2471            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2472{
2473    // add linear deps
2474    cxuint count = ldeps[0];
2475    cxuint pos = 1;
2476    cxbyte rvuAdded = 0;
2477    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2478    {
2479        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2480        std::vector<size_t> vidxes;
2481        cxuint regType = UINT_MAX;
2482        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2483        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2484        {
2485            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2486            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2487            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2488            {
2489                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2490                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2491                if (regType==UINT_MAX)
2492                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2493                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2494                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2495                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2496                // push variable index
2497                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2498            }
2499        }
2500        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2501        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2502        {
2503            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2504            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2505        }
2506    }
2507    // add single arg linear dependencies
2508    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2509        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2510        {
2511            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2512            std::vector<size_t> vidxes;
2513            cxuint regType = UINT_MAX;
2514            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2515            {
2516                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2517                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2518                if (regType==UINT_MAX)
2519                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2520                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2521                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2522                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2523                // push variable index
2524                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2525            }
2526            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2527            {
2528                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2529                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2530            }
2531        }
2532       
2533    /* equalTo dependencies */
2534    count = edeps[0];
2535    pos = 1;
2536    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2537    {
2538        cxuint ccount = edeps[pos++];
2539        std::vector<size_t> vidxes;
2540        cxuint regType = UINT_MAX;
2541        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2542        {
2543            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2544            // only one register should be set for equalTo depencencies
2545            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2546            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2547            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2548            if (regType==UINT_MAX)
2549                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2550            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2551            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2552                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2553            // push variable index
2554            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2555        }
2556        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2557        {
2558            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2559            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2560        }
2561    }
2562}
2563
2564typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2565
2566struct EqualStackEntry
2567{
2568    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2569    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2570};
2571
2572void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2573{
2574    // construct var index maps
2575    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2576    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2577    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2578    size_t regTypesNum;
2579    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2580   
2581    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2582        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2583        {
2584            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2585            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2586            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2587            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2588            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2589            size_t ssaIdCount = 0;
2590            if (sinfo.readBeforeWrite)
2591                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2592            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2593            {
2594                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2595                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2596            }
2597            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2598                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2599           
2600            if (sinfo.readBeforeWrite)
2601                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2602            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2603            {
2604                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2605                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2606                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2607                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2608                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2609                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2610            }
2611        }
2612   
2613    // construct vreg liveness
2614    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2615    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2616    // hold last vreg ssaId and position
2617    LastVRegMap lastVRegMap;
2618    // hold start live time position for every code block
2619    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2620    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2621   
2622    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2623   
2624    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2625        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2626   
2627    size_t curLiveTime = 0;
2628   
2629    while (!flowStack.empty())
2630    {
2631        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2632        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2633       
2634        if (entry.nextIndex == 0)
2635        {
2636            // process current block
2637            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2638            {
2639                // if loop
2640                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2641                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2642                flowStack.pop_back();
2643                continue;
2644            }
2645           
2646            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2647            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2648                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2649           
2650            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2651            {
2652                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2653                // update
2654                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2655                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2656                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2657                --flit; // to last position
2658                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2659                            { lastSSAId, { flit } } });
2660                if (!res.second) // if not first seen, just update
2661                {
2662                    // update last
2663                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2664                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2665                }
2666            }
2667           
2668            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2669            if (!visited[entry.blockIndex])
2670            {
2671                visited[entry.blockIndex] = true;
2672                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2673                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2674                cxuint instrRVUsCount = 0;
2675               
2676                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2677                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2678                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2679               
2680                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2681                // register in liveness
2682                while (true)
2683                {
2684                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2685                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2686                    if (usageHandler.hasNext())
2687                    {
2688                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2689                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2690                            break;
2691                        if (!rvu.useRegMode)
2692                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2693                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2694                                cblock.start + curLiveTime;
2695                    }
2696                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2697                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2698                    {
2699                        // apply to liveness
2700                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2701                        {
2702                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2703                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2704                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2705                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2706                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2707                            lv.expand(liveTime);
2708                        }
2709                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2710                        {
2711                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2712                            ssaIdIdx++;
2713                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2714                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2715                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2716                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2717                                // because live after this instr
2718                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2719                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2720                        }
2721                        // get linear deps and equal to
2722                        cxbyte lDeps[16];
2723                        cxbyte eDeps[16];
2724                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2725                                        lDeps, eDeps);
2726                       
2727                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2728                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2729                                regTypesNum, regRanges);
2730                       
2731                        readSVRegs.clear();
2732                        writtenSVRegs.clear();
2733                        if (!usageHandler.hasNext())
2734                            break; // end
2735                        oldOffset = rvu.offset;
2736                        instrRVUsCount = 0;
2737                    }
2738                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2739                        break;
2740                   
2741                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2742                    {
2743                        // per register/singlvreg
2744                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2745                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2746                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2747                        else // read or treat as reading // expand previous region
2748                            readSVRegs.push_back(svreg);
2749                    }
2750                }
2751                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2752            }
2753            else
2754            {
2755                // back, already visited
2756                flowStack.pop_back();
2757                continue;
2758            }
2759        }
2760        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2761        {
2762            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2763            entry.nextIndex++;
2764        }
2765        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2766        {
2767            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2768            entry.nextIndex++;
2769        }
2770        else // back
2771        {
2772            // revert lastSSAIdMap
2773            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2774            flowStack.pop_back();
2775            if (!flowStack.empty())
2776            {
2777                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2778                {
2779                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2780                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2781                    {
2782                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2783                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2784                        lastPos.blockChain.pop_back();
2785                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2786                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2787                    }
2788                }
2789            }
2790        }
2791    }
2792   
2793    /// construct liveBlockMaps
2794    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2795    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2796    {
2797        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2798        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2799        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2800        {
2801            Liveness& lv = liveness[li];
2802            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2803                if (blk.first != blk.second)
2804                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2805            lv.clear();
2806        }
2807        liveness.clear();
2808    }
2809   
2810    // create interference graphs
2811    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2812    {
2813        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2814        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2815        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2816       
2817        auto lit = liveBlockMap.begin();
2818        size_t rangeStart = 0;
2819        if (lit != liveBlockMap.end())
2820            rangeStart = lit->start;
2821        while (lit != liveBlockMap.end())
2822        {
2823            const size_t blkStart = lit->start;
2824            const size_t blkEnd = lit->end;
2825            size_t rangeEnd = blkEnd;
2826            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2827            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2828            // collect from this range, variable indices
2829            std::set<size_t> varIndices;
2830            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2831                varIndices.insert(lit2->vidx);
2832            // push to intergraph as full subgGraph
2833            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2834                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2835                    if (vit != vit2)
2836                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2837            // go to next live blocks
2838            rangeStart = rangeEnd;
2839            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2840                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2841                    break;
2842            if (lit == liveBlockMap.end())
2843                break; //
2844            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2845        }
2846    }
2847   
2848    /*
2849     * resolve equalSets
2850     */
2851    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2852    {
2853        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2854        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2855        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2856        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2857        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2858       
2859        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2860        {
2861            auto it = etoDepMap.find(v);
2862            if (it == etoDepMap.end())
2863            {
2864                // is not regvar in equalTo dependencies
2865                v++;
2866                continue;
2867            }
2868           
2869            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2870            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2871           
2872            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2873            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2874            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2875            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2876           
2877            // traverse by this
2878            while (!etoStack.empty())
2879            {
2880                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2881                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2882                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2883                if (entry.nextIdx == 0)
2884                {
2885                    if (!visited[vidx])
2886                    {
2887                        // push to this equalSet
2888                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2889                        equalSet.push_back(vidx);
2890                    }
2891                    else
2892                    {
2893                        // already visited
2894                        etoStack.pop();
2895                        continue;
2896                    }
2897                }
2898               
2899                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2900                {
2901                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2902                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2903                    entry.nextIdx++;
2904                }
2905                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2906                {
2907                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2908                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2909                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2910                    entry.nextIdx++;
2911                }
2912                else
2913                    etoStack.pop();
2914            }
2915           
2916            // to first already added node (var)
2917            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2918        }
2919    }
2920}
2921
2922typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2923
2924struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2925{
2926    const InterGraph& interGraph;
2927    const Array<size_t>& sdoCounts;
2928   
2929    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2930        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2931    { }
2932   
2933    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2934    {
2935        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2936            return true;
2937        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2938    }
2939};
2940
2941/* algorithm to allocate regranges:
2942 * from smallest regranges to greatest regranges:
2943 *   choosing free register: from smallest free regranges
2944 *      to greatest regranges:
2945 *         in this same regrange:
2946 *               try to find free regs in regranges
2947 *               try to link free ends of two distinct regranges
2948 */
2949
2950void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2951{
2952    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2953                    assembler.deviceType);
2954   
2955    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2956    {
2957        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2958        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2959        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2960        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2961        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2962        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2963       
2964        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2965        gcMap.resize(nodesNum);
2966        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2967        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2968        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2969       
2970        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2971        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2972        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2973            nodeSet.insert(i);
2974       
2975        cxuint colorsNum = 0;
2976        // firstly, allocate real registers
2977        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2978            if (entry.first.regVar == nullptr)
2979                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2980       
2981        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2982        {
2983            size_t node = *nodeSet.begin();
2984            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
2985                continue; // already colored
2986            size_t color = 0;
2987            std::vector<size_t> equalNodes;
2988            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
2989            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
2990            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
2991                // found, get equal set from equalSetList
2992                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
2993           
2994            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
2995            {
2996                // find first usable color
2997                bool thisSame = false;
2998                for (size_t nb: interGraph[node])
2999                    if (gcMap[nb] == color)
3000                    {
3001                        thisSame = true;
3002                        break;
3003                    }
3004                if (!thisSame)
3005                    break;
3006            }
3007            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3008            {
3009                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3010                    throw AsmException("Too many register is needed");
3011                colorsNum++;
3012            }
3013           
3014            for (size_t nextNode: equalNodes)
3015                gcMap[nextNode] = color;
3016            // update SDO for node
3017            bool colorExists = false;
3018            for (size_t node: equalNodes)
3019            {
3020                for (size_t nb: interGraph[node])
3021                    if (gcMap[nb] == color)
3022                    {
3023                        colorExists = true;
3024                        break;
3025                    }
3026                if (!colorExists)
3027                    sdoCounts[node]++;
3028            }
3029            // update SDO for neighbors
3030            for (size_t node: equalNodes)
3031                for (size_t nb: interGraph[node])
3032                {
3033                    colorExists = false;
3034                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3035                        if (gcMap[nb2] == color)
3036                        {
3037                            colorExists = true;
3038                            break;
3039                        }
3040                    if (!colorExists)
3041                    {
3042                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3043                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3044                        sdoCounts[nb]++;
3045                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3046                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3047                    }
3048                }
3049           
3050            for (size_t nextNode: equalNodes)
3051                gcMap[nextNode] = color;
3052        }
3053    }
3054}
3055
3056void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3057{
3058    // before any operation, clear all
3059    codeBlocks.clear();
3060    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3061    {
3062        vregIndexMaps[i].clear();
3063        interGraphs[i].clear();
3064        linearDepMaps[i].clear();
3065        equalToDepMaps[i].clear();
3066        graphColorMaps[i].clear();
3067        equalSetMaps[i].clear();
3068        equalSetLists[i].clear();
3069    }
3070    ssaReplacesMap.clear();
3071    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3072    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3073   
3074    // set up
3075    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3076    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3077    createSSAData(*section.usageHandler);
3078    applySSAReplaces();
3079    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3080    colorInterferenceGraph();
3081}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.