source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3910

Last change on this file since 3910 was 3910, checked in by matszpk, 15 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Add tryAddLoopEnd and use in the code.

File size: 118.7 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 LoopSSAIdMap
599{
600    LastSSAIdMap ssaIdMap;
601    bool passed;
602};
603
604struct CLRX_INTERNAL RoutineData
605{
606    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
607    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
608    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
609    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
610    // key - loop block, value - last ssaId map for loop end
611    std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap> loopEnds;
612    bool notFirstReturn;
613    size_t weight_;
614   
615    RoutineData() : notFirstReturn(false), weight_(0)
616    { }
617   
618    void calculateWeight()
619    {
620        weight_ = rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight();
621        for (const auto& entry: loopEnds)
622            weight_ += entry.second.ssaIdMap.weight();
623    }
624   
625    size_t weight() const
626    { return weight_; }
627};
628
629struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
630{
631    size_t blockIndex;
632    size_t nextIndex;
633    bool isCall;
634    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
635};
636
637struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
638{
639    size_t blockIndex;
640    size_t nextIndex;
641};
642
643
644struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
645{
646    size_t callBlock; // index
647    size_t callNextIndex; // index of call next
648    size_t routineBlock;    // routine block
649};
650
651class ResSecondPointsToCache: public std::vector<bool>
652{
653public:
654    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : std::vector<bool>(n<<1, false)
655    { }
656   
657    void increase(size_t i)
658    {
659        if ((*this)[i<<1])
660            (*this)[(i<<1)+1] = true;
661        else
662            (*this)[i<<1] = true;
663    }
664   
665    cxuint count(size_t i) const
666    { return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1]; }
667};
668
669typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
670typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
671
672static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
673              size_t origId, size_t destId)
674{
675    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
676    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
677}
678
679static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
680            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
681            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
682            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
683            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
684{
685    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
686    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
687   
688    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
689    {
690        if (cacheSecPoints != nullptr)
691        {
692            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
693            if (!res.second)
694                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
695        }
696       
697        if (stackVarMap != nullptr)
698        {
699           
700            // resolve conflict for this variable ssaId>.
701            // only if in previous block previous SSAID is
702            // read before all writes
703            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
704           
705            if (it != stackVarMap->end())
706            {
707                // found, resolve by set ssaIdLast
708                for (size_t ssaId: it->second)
709                {
710                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
711                    {
712                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
713                            sentry.first.index  << ": " <<
714                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
715                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
716                                    sinfo.ssaIdBefore);
717                    }
718                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
719                    {
720                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
721                            sentry.first.index  << ": " <<
722                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
723                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
724                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
725                    }
726                    /*else
727                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
728                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
729                }
730            }
731        }
732    }
733}
734
735typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
736
737static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
738        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
739        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
740        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
741        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
742{
743    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
744            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
745    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
746    {
747        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
748        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
749        {
750            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
751            if (!res.second)
752                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
753                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
754        }
755       
756        if (stackVarMap != nullptr)
757        {
758            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
759           
760            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
761            {
762                // found, resolve by set ssaIdLast
763                for (size_t ssaId: it->second)
764                {
765                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
766                    {
767                        if (ssaId > secSSAId)
768                        {
769                            std::cout << "  insertreplace: " <<
770                                sentry.first.regVar << ":" <<
771                                sentry.first.index  << ": " <<
772                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
773                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
774                        }
775                        else if (ssaId < secSSAId)
776                        {
777                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
778                                sentry.first.regVar << ":" <<
779                                sentry.first.index  << ": " <<
780                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
781                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
782                        }
783                        /*else
784                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
785                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
786                    }
787                }
788            }
789        }
790    }
791}
792
793static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
794                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
795                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
796                size_t nextBlock)
797{
798    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
799    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
800    // traverse by graph from next block
801    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
802    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
803    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
804   
805    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
806   
807    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
808   
809    while (!flowStack.empty())
810    {
811        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
812        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
813       
814        if (entry.nextIndex == 0)
815        {
816            // process current block
817            if (!visited[entry.blockIndex])
818            {
819                visited[entry.blockIndex] = true;
820                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
821               
822                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
823                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
824                if (resSecondPoints == nullptr)
825                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
826                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
827                                alreadyReadMap, entry, sentry,
828                                &cacheSecPoints);
829                else // to use cache
830                {
831                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
832                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
833                    flowStack.pop_back();
834                    continue;
835                }
836            }
837            else
838            {
839                // back, already visited
840                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
841                flowStack.pop_back();
842                continue;
843            }
844        }
845       
846        /*if (!callStack.empty() &&
847            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
848            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
849            callStack.pop(); // just return from call
850        */
851        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
852        {
853            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
854                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
855                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
856            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
857            entry.nextIndex++;
858        }
859        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
860                // if have any call then go to next block
861                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
862                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
863        {
864            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
865            for (const auto& next: cblock.nexts)
866                if (next.isCall)
867                {
868                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
869                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
870                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
871                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
872                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
873                }
874           
875            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
876            entry.nextIndex++;
877        }
878        else // back
879        {
880            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
881            // before write (can be different due to earlier visit)
882            for (const auto& next: cblock.nexts)
883                if (next.isCall)
884                {
885                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
886                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
887                    {
888                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
889                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
890                            alreadyReadMap.erase(it);
891                    }
892                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
893                    {
894                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
895                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
896                            alreadyReadMap.erase(it);
897                    }
898                }
899           
900            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
901            {
902                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
903                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
904                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
905                    // before write (can be different due to earlier visit)
906                    alreadyReadMap.erase(it);
907            }
908            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
909            flowStack.pop_back();
910        }
911    }
912   
913    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
914}
915
916
917static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
918        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
919        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
920        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
921        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
922        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
923        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
924        SSAReplacesMap& replacesMap)
925{
926    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
927    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
928    --pfEnd;
929    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
930    LastSSAIdMap stackVarMap;
931   
932    size_t pfStartIndex = 0;
933    {
934        auto pfPrev = pfEnd;
935        --pfPrev;
936        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
937        if (it != prevWaysIndexMap.end())
938        {
939            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
940            if (cached!=nullptr)
941            {
942                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
943                        it->second.second << std::endl;
944                stackVarMap = *cached;
945                pfStartIndex = it->second.second+1;
946            }
947        }
948    }
949   
950    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
951    {
952        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
953        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
954        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
955        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
956        {
957            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
958            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
959                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
960        }
961        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
962            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
963                if (next.isCall)
964                {
965                    std::cout << "  applycall: " << entry.blockIndex << ": " <<
966                            entry.nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
967                    const LastSSAIdMap& regVarMap =
968                            routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
969                    for (const auto& sentry: regVarMap)
970                        stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
971                }
972       
973        // put to first point cache
974        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
975        {
976            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
977            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
978        }
979    }
980   
981    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
982    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
983                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
984   
985    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
986    // traverse by graph from next block
987    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
988    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
989    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
990   
991    // already read in current path
992    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
993    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
994   
995    while (!flowStack.empty())
996    {
997        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
998        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
999       
1000        if (entry.nextIndex == 0)
1001        {
1002            // process current block
1003            if (!visited[entry.blockIndex])
1004            {
1005                visited[entry.blockIndex] = true;
1006                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1007               
1008                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1009                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1010                if (resSecondPoints == nullptr)
1011                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1012                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1013                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1014                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1015                else // to use cache
1016                {
1017                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1018                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1019                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1020                    flowStack.pop_back();
1021                    continue;
1022                }
1023            }
1024            else
1025            {
1026                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1027                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1028                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1029                // back, already visited
1030                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1031                flowStack.pop_back();
1032                continue;
1033            }
1034        }
1035       
1036        /*if (!callStack.empty() &&
1037            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1038            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1039            callStack.pop(); // just return from call
1040        */
1041        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1042        {
1043            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1044                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1045                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1046            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1047            entry.nextIndex++;
1048        }
1049        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1050                // if have any call then go to next block
1051                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1052                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1053        {
1054            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1055            for (const auto& next: cblock.nexts)
1056                if (next.isCall)
1057                {
1058                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1059                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1060                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1061                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1062                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1063                }
1064           
1065            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1066            entry.nextIndex++;
1067        }
1068        else // back
1069        {
1070            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1071            // before write (can be different due to earlier visit)
1072            for (const auto& next: cblock.nexts)
1073                if (next.isCall)
1074                {
1075                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1076                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1077                    {
1078                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1079                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1080                            alreadyReadMap.erase(it);
1081                    }
1082                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1083                    {
1084                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1085                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1086                            alreadyReadMap.erase(it);
1087                    }
1088                }
1089           
1090            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1091            {
1092                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1093                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1094                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1095                    // before write (can be different due to earlier visit)
1096                    alreadyReadMap.erase(it);
1097            }
1098            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1099           
1100            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1101                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1102                // add to cache
1103                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1104                            entry.blockIndex);
1105           
1106            flowStack.pop_back();
1107        }
1108    }
1109   
1110    if (toCache)
1111        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1112}
1113
1114static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1115                size_t routineBlock)
1116{
1117    for (const auto& entry: src)
1118    {
1119        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1120                cxuint(entry.first.index) << ":";
1121        for (size_t v: entry.second)
1122            std::cout << " " << v;
1123        std::cout << std::endl;
1124        // insert if not inserted
1125        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1126        if (res.second)
1127            continue; // added new
1128        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1129        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1130        // add new ways
1131        for (size_t ssaId: entry.second)
1132            destEntry.insertValue(ssaId);
1133        std::cout << "    :";
1134        for (size_t v: destEntry)
1135            std::cout << " " << v;
1136        std::cout << std::endl;
1137    }
1138}
1139
1140static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1141{
1142    for (const auto& entry: src)
1143    {
1144        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1145                cxuint(entry.first.index) << ":";
1146        for (size_t v: entry.second)
1147            std::cout << " " << v;
1148        std::cout << std::endl;
1149        auto res = dest.insert(entry); // find
1150        if (res.second)
1151            continue; // added new
1152        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1153        // add new ways
1154        for (size_t ssaId: entry.second)
1155            destEntry.insertValue(ssaId);
1156        std::cout << "    :";
1157        for (size_t v: destEntry)
1158            std::cout << " " << v;
1159        std::cout << std::endl;
1160    }
1161}
1162
1163static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1164                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1165                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1166{
1167    for (const auto& entry: src)
1168    {
1169        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1170        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1171        {
1172            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1173            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1174            {
1175                // if found in last ssa ID map,
1176                // but has first value (some way do not change SSAId)
1177                // then pass to add new ssaIds before this point
1178                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1179                    continue; // otherwise, skip
1180            }
1181            else
1182                continue;
1183        }
1184        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1185                cxuint(entry.first.index) << ":";
1186        for (size_t v: entry.second)
1187            std::cout << " " << v;
1188        std::cout << std::endl;
1189        auto res = dest.insert(entry); // find
1190        if (res.second)
1191            continue; // added new
1192        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1193        // add new ways
1194        for (size_t ssaId: entry.second)
1195            destEntry.insertValue(ssaId);
1196        std::cout << "    :";
1197        for (size_t v: destEntry)
1198            std::cout << " " << v;
1199        std::cout << std::endl;
1200    }
1201    if (!loop) // do not if loop
1202        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1203}
1204
1205static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1206                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1207{
1208    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1209}
1210
1211
1212static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1213{
1214    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1215    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1216   
1217    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1218   
1219    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1220    {
1221        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1222                cxuint(entry.first.index) << ":";
1223        for (size_t v: entry.second)
1224            std::cout << " " << v;
1225        std::cout << std::endl;
1226        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1227        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1228        if (!res.second)
1229        {
1230            // add new ways
1231            for (size_t ssaId: entry.second)
1232                destEntry.insertValue(ssaId);
1233        }
1234        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1235        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1236            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1237            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1238                      rbwit->second) == entry.second.end())
1239            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1240        std::cout << "    :";
1241        for (size_t v: destEntry)
1242            std::cout << " " << v;
1243        std::cout << std::endl;
1244    }
1245}
1246
1247static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1248            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1249            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1250{
1251    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1252    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1253    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1254    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1255    {
1256        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1257       
1258        if (ssaIds.size() >= 2)
1259        {
1260            // reduce to minimal ssaId from all calls
1261            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1262            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1263            // insert SSA replaces
1264            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1265            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1266                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1267            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1268        }
1269        else if (ssaIds.size() == 1)
1270            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1271       
1272        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1273                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1274        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1275        // reduce SSAIds replaces
1276        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1277            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1278                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1279        // finally remove from container (because obsolete)
1280        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1281        return true;
1282    }
1283    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1284    {
1285        // put before removing to revert for other ways after calls
1286        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1287        if (res.second)
1288            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1289        // just remove, if some change without read before
1290        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1291    }
1292    return false;
1293}
1294
1295static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1296                size_t prevSSAId)
1297{
1298    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1299    bool beforeFirstAccess = true;
1300    // put first SSAId before write
1301    if (sinfo.readBeforeWrite)
1302    {
1303        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1304        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1305            // if already added
1306            beforeFirstAccess = false;
1307    }
1308   
1309    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1310    {
1311        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1312        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1313        // put last SSAId
1314        if (!res.second)
1315        {
1316            beforeFirstAccess = false;
1317            // if not inserted
1318            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1319            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1320            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1321        }
1322        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1323        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1324        {
1325            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1326            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1327                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1328        }
1329    }
1330    else
1331    {
1332        // insert read ssaid if no change
1333        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1334        if (!res.second)
1335        {
1336            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1337            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1338        }
1339    }
1340}
1341
1342static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1343            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1344            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1345            FlowStackEntry& entry)
1346{
1347    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1348    {
1349        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1350        if (!res.second)
1351            continue; // already added, do not change
1352        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1353        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1354            res.first->second = rfit->second;
1355       
1356        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1357        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1358        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1359                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1360    }
1361}
1362
1363static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1364            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1365{
1366    // revert retSSAIdMap
1367    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1368    {
1369        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1370        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1371        {
1372            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1373            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1374                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1375        }
1376       
1377        if (!v.second.ssaIds.empty())
1378        {
1379            // just add if previously present
1380            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1381                rfit->second = v.second;
1382            else
1383                retSSAIdMap.insert(v);
1384        }
1385        else // erase if empty
1386            retSSAIdMap.erase(v.first);
1387       
1388        if (rdata!=nullptr)
1389        {
1390            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1391            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1392                ssaIds.insertValue(ssaId);
1393            if (v.second.ssaIds.empty())
1394            {
1395                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1396                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1397            }
1398           
1399            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1400                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1401            for (size_t v: ssaIds)
1402                std::cout << " " << v;
1403            std::cout << std::endl;
1404        }
1405        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1406    }
1407}
1408
1409static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1410            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1411{
1412    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1413    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1414                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1415    for (size_t v: ssaIds)
1416        std::cout << " " << v;
1417    std::cout << std::endl;
1418   
1419    // if cblock with some children
1420    if (nextSSAId != curSSAId)
1421        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1422   
1423    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1424    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1425            (curSSAId) << std::endl;*/
1426    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1427   
1428    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1429                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1430    for (size_t v: ssaIds)
1431        std::cout << " " << v;
1432    std::cout << std::endl;
1433}
1434
1435static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1436                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1437{
1438    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1439    {
1440        // handle loops
1441        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1442        // add to routine data loopEnds
1443        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1444        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1445        {
1446            if (!loopsit2->second.passed)
1447                // still in loop join ssaid map
1448                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1449        }
1450        else
1451            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1452        return true;
1453    }
1454    return false;
1455}
1456
1457static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1458        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1459        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1460        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1461        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1462        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1463        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1464        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1465{
1466    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1467    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1468    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1469    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1470    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1471        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1472    // last SSA ids map from returns
1473    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1474    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1475    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1476   
1477    while (!flowStack.empty())
1478    {
1479        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1480        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1481       
1482        if (entry.nextIndex == 0)
1483        {
1484            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1485           
1486            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1487            {
1488                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1489               
1490                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1491                flowStack.pop_back();
1492                continue;
1493            }
1494           
1495            // process current block
1496            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1497                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1498            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1499           
1500            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1501            {
1502                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1503                if (cachedRdata == nullptr)
1504                {
1505                    // try in routine map
1506                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1507                    if (rit != routineMap.end())
1508                        cachedRdata = &rit->second;
1509                }
1510                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1511                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1512                {
1513                    RoutineData subrData;
1514                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1515                    const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1516                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1517                    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1518                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1519                        flowStackBlocks);
1520                    flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1521                    if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1522                    {   // leave from loop point
1523                        std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1524                        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1525                        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1526                        {
1527                            std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1528                                    entry.blockIndex << std::endl;
1529                            joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1530                                    loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1531                            std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1532                        }
1533                    }
1534                    subrData.calculateWeight();
1535                    subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1536                   
1537                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1538                }
1539            }
1540           
1541            if (cachedRdata != nullptr)
1542            {
1543                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1544                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1545                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1546               
1547                // join loopEnds
1548                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1549                {
1550                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1551                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1552                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1553                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1554                }
1555                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1556                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1557                flowStack.pop_back();
1558                continue;
1559            }
1560            else if (!visited[entry.blockIndex])
1561            {
1562                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1563                visited[entry.blockIndex] = true;
1564               
1565                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1566                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1567                    {
1568                        // put data to routine data
1569                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1570                       
1571                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1572                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1573                    }
1574            }
1575            else
1576            {
1577                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1578                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1579                flowStack.pop_back();
1580                continue;
1581            }
1582        }
1583       
1584        // join and skip calls
1585        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1586                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1587            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1588                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1589       
1590        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1591        {
1592            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1593            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1594            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1595            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1596            entry.nextIndex++;
1597        }
1598        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1599                // if have any call then go to next block
1600                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1601                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1602        {
1603            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1604            {
1605                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1606                    if (next.isCall)
1607                    {
1608                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1609                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1610                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1611                                    it->second, entry);
1612                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1613                    }
1614            }
1615            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1616            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1617            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1618            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1619            entry.nextIndex++;
1620        }
1621        else
1622        {
1623            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1624            if (cblock.haveReturn)
1625            {
1626                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1627                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1628                std::cout << "procretend" << std::endl;
1629                rdata.notFirstReturn = true;
1630            }
1631           
1632            // revert retSSAIdMap
1633            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1634            //
1635           
1636            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1637            {
1638                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1639                    continue;
1640                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1641                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1642                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1643                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1644               
1645                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1646                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1647                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1648               
1649                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1650            }
1651           
1652            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1653            if (flowStack.size() > 1 && subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1654            { //put to cache
1655                RoutineData subrData;
1656                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1657                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1658                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1659                        subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1660                        flowStackBlocks);
1661                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = true;
1662                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1663                {   // leave from loop point
1664                    std::cout << "   loopfound: " << entry.blockIndex << std::endl;
1665                    if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1666                    {
1667                        std::cout << "   loopssaIdMap: " << entry.blockIndex << std::endl;
1668                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1669                                         subrData, true);
1670                        std::cout << "   loopssaIdMapEnd: " << std::endl;
1671                        // for main routine now
1672                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1673                                        subrData, true);
1674                    }
1675                }
1676                subrData.calculateWeight();
1677                subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1678            }
1679            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1680            {
1681                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1682                {
1683                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1684                                entry.blockIndex << std::endl;
1685                    // mark that loop has passed fully
1686                    loopsit2->second.passed = true;
1687                }
1688                else
1689                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1690                                entry.blockIndex << std::endl;
1691            }
1692           
1693            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1694            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1695            flowStack.pop_back();
1696        }
1697    }
1698    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1699}
1700
1701
1702void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1703{
1704    if (codeBlocks.empty())
1705        return;
1706    usageHandler.rewind();
1707    auto cbit = codeBlocks.begin();
1708    AsmRegVarUsage rvu;
1709    if (!usageHandler.hasNext())
1710        return; // do nothing if no regusages
1711    rvu = usageHandler.nextUsage();
1712   
1713    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1714    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1715    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1716    size_t regTypesNum;
1717    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1718   
1719    while (true)
1720    {
1721        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1722        {
1723            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1724            ++cbit;
1725        }
1726        if (cbit == codeBlocks.end())
1727            break;
1728        // skip rvu's before codeblock
1729        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1730            rvu = usageHandler.nextUsage();
1731        if (rvu.offset < cbit->start)
1732            break;
1733       
1734        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1735        while (rvu.offset < cbit->end)
1736        {
1737            // process rvu
1738            // only if regVar
1739            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1740            {
1741                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1742                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1743               
1744                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1745                if (res.second)
1746                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1747                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1748                    // if first write RVU instead read RVU
1749                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1750                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1751                /* change SSA id only for write-only regvars -
1752                 *   read-write place can not have two different variables */
1753                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1754                    sinfo.ssaIdChange++;
1755                if (rvu.regVar==nullptr)
1756                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1757                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1758            }
1759            // get next rvusage
1760            if (!usageHandler.hasNext())
1761                break;
1762            rvu = usageHandler.nextUsage();
1763        }
1764        ++cbit;
1765    }
1766   
1767    size_t rbwCount = 0;
1768    size_t wrCount = 0;
1769   
1770    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1771   
1772    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1773    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1774    // total SSA count
1775    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1776    // last SSA ids map from returns
1777    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1778    // last SSA ids in current way in code flow
1779    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1780    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1781    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1782    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1783    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1784    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1785    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1786    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1787   
1788    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1789    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1790    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1791    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1792    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1793    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1794    flowStackBlocks[0] = true;
1795    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1796   
1797    while (!flowStack.empty())
1798    {
1799        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1800        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1801       
1802        if (entry.nextIndex == 0)
1803        {
1804            // process current block
1805            if (!visited[entry.blockIndex])
1806            {
1807                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1808                visited[entry.blockIndex] = true;
1809               
1810                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1811                {
1812                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1813                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1814                    {
1815                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1816                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1817                        continue; // no change for registers
1818                    }
1819                   
1820                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1821                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1822                   
1823                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1824                   
1825                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1826                    if (totalSSACount == 0)
1827                    {
1828                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1829                        ssaId++;
1830                        totalSSACount++;
1831                    }
1832                   
1833                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1834                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1835                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1836                   
1837                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1838                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1839                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1840                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1841                        ssaId = totalSSACount;
1842                   
1843                    /*if (!callStack.empty())
1844                        // put data to routine data
1845                        updateRoutineData(routineMap.find(
1846                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1847                       
1848                    // count read before writes (for cache weight)
1849                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1850                        rbwCount++;
1851                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1852                        wrCount++;
1853                }
1854            }
1855            else
1856            {
1857                // TODO: correctly join this path with routine data
1858                // currently does not include further substitutions in visited path
1859                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1860                if (!callStack.empty())
1861                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1862               
1863                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1864                {
1865                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1866                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1867                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1868                }*/
1869               
1870                // handle caching for res second point
1871                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1872                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1873                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1874                // back, already visited
1875                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1876                flowStack.pop_back();
1877               
1878                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1879                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1880                {
1881                    // mark point of way to cache (res first point)
1882                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1883                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1884                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1885                            curWayBIndex << std::endl;
1886                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1887                }
1888                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1889                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1890                continue;
1891            }
1892        }
1893       
1894        if (!callStack.empty() &&
1895            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1896            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1897        {
1898            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1899            RoutineData& prevRdata =
1900                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1901            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1902            {
1903                //RoutineData myRoutineData;
1904                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
1905                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
1906                            callStack.back().routineBlock);
1907                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1908                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1909            }
1910            callStack.pop_back(); // just return from call
1911            if (!callStack.empty())
1912                // put to parent routine
1913                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1914                                    prevRdata);
1915        }
1916       
1917        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1918        {
1919            bool isCall = false;
1920            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1921            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1922            {
1923                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1924                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1925                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
1926                isCall = true;
1927            }
1928           
1929            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
1930            if (flowStackBlocks[nextBlock])
1931            {
1932                loopBlocks.insert(nextBlock);
1933                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
1934            }
1935            else
1936                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
1937            entry.nextIndex++;
1938        }
1939        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1940                // if have any call then go to next block
1941                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1942                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1943        {
1944            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1945            {
1946                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1947                    if (next.isCall)
1948                    {
1949                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1950                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1951                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1952                                    it->second, entry);
1953                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1954                    }
1955            }
1956            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1957            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
1958            {
1959                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
1960                 // keep to inserted in popping
1961                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
1962            }
1963            else
1964                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1965            entry.nextIndex++;
1966        }
1967        else // back
1968        {
1969            RoutineData* rdata = nullptr;
1970            if (!callStack.empty())
1971                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1972           
1973            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1974            {
1975                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1976                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1977                std::cout << "procretend" << std::endl;
1978            }*/
1979           
1980            // revert retSSAIdMap
1981            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1982            //
1983           
1984            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1985            {
1986                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1987                    continue;
1988               
1989                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1990                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1991                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1992               
1993                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1994                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1995                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1996               
1997                /*if (rdata!=nullptr)
1998                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1999                */
2000            }
2001           
2002            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2003            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2004            flowStack.pop_back();
2005            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2006                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2007            {
2008                lastCommonCacheWayPoint =
2009                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2010                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2011            }
2012           
2013        }
2014    }
2015   
2016    /**********
2017     * after that, we find points to resolve conflicts
2018     **********/
2019    flowStack.clear();
2020    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2021   
2022    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2023    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2024   
2025    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2026    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2027   
2028    while (!flowStack2.empty())
2029    {
2030        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2031        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2032       
2033        if (entry.nextIndex == 0)
2034        {
2035            // process current block
2036            if (!visited[entry.blockIndex])
2037                visited[entry.blockIndex] = true;
2038            else
2039            {
2040                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2041                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2042                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2043               
2044                // back, already visited
2045                flowStack2.pop_back();
2046                continue;
2047            }
2048        }
2049       
2050        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2051        {
2052            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2053            entry.nextIndex++;
2054        }
2055        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2056                // if have any call then go to next block
2057                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2058                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2059        {
2060            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2061            entry.nextIndex++;
2062        }
2063        else // back
2064        {
2065            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2066                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2067                // add to cache
2068                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2069                            entry.blockIndex);
2070            flowStack2.pop_back();
2071        }
2072    }
2073}
2074
2075void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2076{
2077    /* prepare SSA id replaces */
2078    struct MinSSAGraphNode
2079    {
2080        size_t minSSAId;
2081        bool visited;
2082        std::unordered_set<size_t> nexts;
2083        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2084    };
2085    struct MinSSAGraphStackEntry
2086    {
2087        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2088        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2089        size_t minSSAId;
2090    };
2091   
2092    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2093    {
2094        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2095        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2096        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2097        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2098       
2099        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2100       
2101        auto it = replaces.begin();
2102        while (it != replaces.end())
2103        {
2104            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2105                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2106            {
2107                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2108                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2109                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2110                    node.nexts.insert(it->second);
2111            }
2112            it = itEnd;
2113        }
2114        // propagate min value
2115        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2116        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2117                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2118        {
2119            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2120            // traverse with minimalize SSA id
2121            while (!minSSAStack.empty())
2122            {
2123                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2124                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2125                bool toPop = false;
2126                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2127                {
2128                    if (!node.visited)
2129                        node.visited = true;
2130                    else
2131                        toPop = true;
2132                }
2133                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2134                {
2135                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2136                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2137                    {
2138                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2139                                nodeIt->second.minSSAId });
2140                    }
2141                    ++entry.nextIt;
2142                }
2143                else
2144                {
2145                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2146                    minSSAStack.pop();
2147                    if (!minSSAStack.empty())
2148                    {
2149                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2150                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2151                    }
2152                }
2153            }
2154            // skip visited nodes
2155            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2156                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2157                    break;
2158        }
2159       
2160        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2161            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2162       
2163        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2164        entry.second = newReplaces;
2165    }
2166   
2167    /* apply SSA id replaces */
2168    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2169        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2170        {
2171            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2172            if (it == ssaReplacesMap.end())
2173                continue;
2174            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2175            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2176            if (sinfo.readBeforeWrite)
2177            {
2178                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2179                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2180                if (rit != replaces.end())
2181                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2182            }
2183            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2184            {
2185                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2186                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2187                if (rit != replaces.end())
2188                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2189            }
2190            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2191            {
2192                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2193                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2194                if (rit != replaces.end())
2195                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2196            }
2197        }
2198}
2199
2200struct Liveness
2201{
2202    std::map<size_t, size_t> l;
2203   
2204    Liveness() { }
2205   
2206    void clear()
2207    { l.clear(); }
2208   
2209    void expand(size_t k)
2210    {
2211        if (l.empty())
2212            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2213        else
2214        {
2215            auto it = l.end();
2216            --it;
2217            it->second = k+1;
2218        }
2219    }
2220    void newRegion(size_t k)
2221    {
2222        if (l.empty())
2223            l.insert(std::make_pair(k, k));
2224        else
2225        {
2226            auto it = l.end();
2227            --it;
2228            if (it->first != k && it->second != k)
2229                l.insert(std::make_pair(k, k));
2230        }
2231    }
2232   
2233    void insert(size_t k, size_t k2)
2234    {
2235        auto it1 = l.lower_bound(k);
2236        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2237            --it1;
2238        if (it1->second < k)
2239            ++it1;
2240        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2241        if (it1!=it2)
2242        {
2243            k = std::min(k, it1->first);
2244            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2245            l.erase(it1, it2);
2246        }
2247        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2248    }
2249   
2250    bool contain(size_t t) const
2251    {
2252        auto it = l.lower_bound(t);
2253        if (it==l.begin() && it->first>t)
2254            return false;
2255        if (it==l.end() || it->first>t)
2256            --it;
2257        return it->first<=t && t<it->second;
2258    }
2259   
2260    bool common(const Liveness& b) const
2261    {
2262        auto i = l.begin();
2263        auto j = b.l.begin();
2264        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2265        {
2266            if (i->first==i->second)
2267            {
2268                ++i;
2269                continue;
2270            }
2271            if (j->first==j->second)
2272            {
2273                ++j;
2274                continue;
2275            }
2276            if (i->first<j->first)
2277            {
2278                if (i->second > j->first)
2279                    return true; // common place
2280                ++i;
2281            }
2282            else
2283            {
2284                if (i->first < j->second)
2285                    return true; // common place
2286                ++j;
2287            }
2288        }
2289        return false;
2290    }
2291};
2292
2293typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2294
2295static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2296            const AsmSingleVReg& svreg)
2297{
2298    cxuint regType; // regtype
2299    if (svreg.regVar!=nullptr)
2300        regType = svreg.regVar->type;
2301    else
2302        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2303            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2304                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2305                break;
2306    return regType;
2307}
2308
2309static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2310        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2311        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2312{
2313    size_t ssaId;
2314    if (svreg.regVar==nullptr)
2315        ssaId = 0;
2316    else if (ssaIdIdx==0)
2317        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2318    else if (ssaIdIdx==1)
2319        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2320    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2321        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2322    else // last
2323        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2324   
2325    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2326    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2327    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2328                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2329    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2330}
2331
2332typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2333
2334struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2335{
2336    size_t ssaId; // last SSA id
2337    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2338};
2339
2340/* TODO: add handling calls
2341 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2342 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2343 */
2344
2345typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2346
2347static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2348        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2349        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2350        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2351        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2352{
2353    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2354    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2355        if (entry.second.readBeforeWrite)
2356        {
2357            // find last
2358            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2359            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2360                continue; // not found
2361            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2362            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2363            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2364            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2365            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2366                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2367            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2368            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2369            --flitEnd; // before last element
2370            // insert live time to last seen position
2371            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2372            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2373            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2374                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2375            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2376            {
2377                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2378                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2379                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2380            }
2381        }
2382}
2383
2384static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2385        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2386        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2387        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2388        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2389{
2390    auto flitStart = flowStack.end();
2391    --flitStart;
2392    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2393    // find step in way
2394    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2395    auto flitEnd = flowStack.end();
2396    --flitEnd;
2397    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2398   
2399    // collect var to check
2400    size_t flowPos = 0;
2401    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2402    {
2403        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2404        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2405        {
2406            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2407            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2408                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2409            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2410        }
2411    }
2412    // find connections
2413    flowPos = 0;
2414    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2415    {
2416        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2417        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2418        {
2419            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2420            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2421            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2422                flowPos > varMapIt->second.second ||
2423                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2424                continue;
2425            // just connect
2426           
2427            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2428            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2429            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2430                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2431            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2432           
2433            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2434            {
2435                // fill whole loop
2436                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2437                {
2438                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2439                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2440                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2441                }
2442                continue;
2443            }
2444           
2445            size_t flowPos2 = 0;
2446            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2447            {
2448                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2449                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2450                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2451            }
2452            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2453            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2454            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2455            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2456            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2457                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2458            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2459            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2460            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2461            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2462            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2463                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2464            // fill up loop end
2465            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2466            {
2467                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2468                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2469                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2470            }
2471        }
2472    }
2473}
2474
2475struct LiveBlock
2476{
2477    size_t start;
2478    size_t end;
2479    size_t vidx;
2480   
2481    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2482    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2483   
2484    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2485    { return start<b.start || (start==b.start &&
2486            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2487};
2488
2489typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2490typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2491typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2492typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2493
2494static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2495            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2496            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2497            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2498            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2499{
2500    // add linear deps
2501    cxuint count = ldeps[0];
2502    cxuint pos = 1;
2503    cxbyte rvuAdded = 0;
2504    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2505    {
2506        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2507        std::vector<size_t> vidxes;
2508        cxuint regType = UINT_MAX;
2509        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2510        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2511        {
2512            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2513            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
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        }
2527        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2528        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2529        {
2530            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2531            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2532        }
2533    }
2534    // add single arg linear dependencies
2535    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2536        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2537        {
2538            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2539            std::vector<size_t> vidxes;
2540            cxuint regType = UINT_MAX;
2541            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2542            {
2543                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2544                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2545                if (regType==UINT_MAX)
2546                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2547                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2548                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2549                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2550                // push variable index
2551                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2552            }
2553            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2554            {
2555                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2556                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2557            }
2558        }
2559       
2560    /* equalTo dependencies */
2561    count = edeps[0];
2562    pos = 1;
2563    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2564    {
2565        cxuint ccount = edeps[pos++];
2566        std::vector<size_t> vidxes;
2567        cxuint regType = UINT_MAX;
2568        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2569        {
2570            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2571            // only one register should be set for equalTo depencencies
2572            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2573            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2574            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2575            if (regType==UINT_MAX)
2576                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2577            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2578            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2579                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2580            // push variable index
2581            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2582        }
2583        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2584        {
2585            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2586            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2587        }
2588    }
2589}
2590
2591typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2592
2593struct EqualStackEntry
2594{
2595    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2596    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2597};
2598
2599void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2600{
2601    // construct var index maps
2602    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2603    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2604    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2605    size_t regTypesNum;
2606    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2607   
2608    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2609        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2610        {
2611            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2612            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2613            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2614            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2615            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2616            size_t ssaIdCount = 0;
2617            if (sinfo.readBeforeWrite)
2618                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2619            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2620            {
2621                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2622                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2623            }
2624            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2625                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2626           
2627            if (sinfo.readBeforeWrite)
2628                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2629            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2630            {
2631                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2632                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2633                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2634                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2635                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2636                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2637            }
2638        }
2639   
2640    // construct vreg liveness
2641    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2642    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2643    // hold last vreg ssaId and position
2644    LastVRegMap lastVRegMap;
2645    // hold start live time position for every code block
2646    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2647    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2648   
2649    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2650   
2651    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2652        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2653   
2654    size_t curLiveTime = 0;
2655   
2656    while (!flowStack.empty())
2657    {
2658        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2659        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2660       
2661        if (entry.nextIndex == 0)
2662        {
2663            // process current block
2664            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2665            {
2666                // if loop
2667                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2668                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2669                flowStack.pop_back();
2670                continue;
2671            }
2672           
2673            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2674            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2675                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2676           
2677            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2678            {
2679                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2680                // update
2681                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2682                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2683                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2684                --flit; // to last position
2685                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2686                            { lastSSAId, { flit } } });
2687                if (!res.second) // if not first seen, just update
2688                {
2689                    // update last
2690                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2691                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2692                }
2693            }
2694           
2695            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2696            if (!visited[entry.blockIndex])
2697            {
2698                visited[entry.blockIndex] = true;
2699                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2700                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2701                cxuint instrRVUsCount = 0;
2702               
2703                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2704                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2705                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2706               
2707                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2708                // register in liveness
2709                while (true)
2710                {
2711                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2712                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2713                    if (usageHandler.hasNext())
2714                    {
2715                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2716                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2717                            break;
2718                        if (!rvu.useRegMode)
2719                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2720                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2721                                cblock.start + curLiveTime;
2722                    }
2723                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2724                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2725                    {
2726                        // apply to liveness
2727                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2728                        {
2729                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2730                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2731                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2732                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2733                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2734                            lv.expand(liveTime);
2735                        }
2736                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2737                        {
2738                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2739                            ssaIdIdx++;
2740                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2741                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2742                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2743                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2744                                // because live after this instr
2745                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2746                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2747                        }
2748                        // get linear deps and equal to
2749                        cxbyte lDeps[16];
2750                        cxbyte eDeps[16];
2751                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2752                                        lDeps, eDeps);
2753                       
2754                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2755                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2756                                regTypesNum, regRanges);
2757                       
2758                        readSVRegs.clear();
2759                        writtenSVRegs.clear();
2760                        if (!usageHandler.hasNext())
2761                            break; // end
2762                        oldOffset = rvu.offset;
2763                        instrRVUsCount = 0;
2764                    }
2765                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2766                        break;
2767                   
2768                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2769                    {
2770                        // per register/singlvreg
2771                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2772                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2773                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2774                        else // read or treat as reading // expand previous region
2775                            readSVRegs.push_back(svreg);
2776                    }
2777                }
2778                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2779            }
2780            else
2781            {
2782                // back, already visited
2783                flowStack.pop_back();
2784                continue;
2785            }
2786        }
2787        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2788        {
2789            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2790            entry.nextIndex++;
2791        }
2792        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2793        {
2794            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2795            entry.nextIndex++;
2796        }
2797        else // back
2798        {
2799            // revert lastSSAIdMap
2800            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2801            flowStack.pop_back();
2802            if (!flowStack.empty())
2803            {
2804                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2805                {
2806                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2807                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2808                    {
2809                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2810                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2811                        lastPos.blockChain.pop_back();
2812                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2813                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2814                    }
2815                }
2816            }
2817        }
2818    }
2819   
2820    /// construct liveBlockMaps
2821    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2822    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2823    {
2824        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2825        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2826        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2827        {
2828            Liveness& lv = liveness[li];
2829            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2830                if (blk.first != blk.second)
2831                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2832            lv.clear();
2833        }
2834        liveness.clear();
2835    }
2836   
2837    // create interference graphs
2838    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2839    {
2840        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2841        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2842        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2843       
2844        auto lit = liveBlockMap.begin();
2845        size_t rangeStart = 0;
2846        if (lit != liveBlockMap.end())
2847            rangeStart = lit->start;
2848        while (lit != liveBlockMap.end())
2849        {
2850            const size_t blkStart = lit->start;
2851            const size_t blkEnd = lit->end;
2852            size_t rangeEnd = blkEnd;
2853            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2854            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2855            // collect from this range, variable indices
2856            std::set<size_t> varIndices;
2857            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2858                varIndices.insert(lit2->vidx);
2859            // push to intergraph as full subgGraph
2860            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2861                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2862                    if (vit != vit2)
2863                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2864            // go to next live blocks
2865            rangeStart = rangeEnd;
2866            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2867                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2868                    break;
2869            if (lit == liveBlockMap.end())
2870                break; //
2871            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2872        }
2873    }
2874   
2875    /*
2876     * resolve equalSets
2877     */
2878    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2879    {
2880        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2881        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2882        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2883        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2884        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2885       
2886        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2887        {
2888            auto it = etoDepMap.find(v);
2889            if (it == etoDepMap.end())
2890            {
2891                // is not regvar in equalTo dependencies
2892                v++;
2893                continue;
2894            }
2895           
2896            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2897            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2898           
2899            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2900            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2901            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2902            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2903           
2904            // traverse by this
2905            while (!etoStack.empty())
2906            {
2907                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2908                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2909                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2910                if (entry.nextIdx == 0)
2911                {
2912                    if (!visited[vidx])
2913                    {
2914                        // push to this equalSet
2915                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2916                        equalSet.push_back(vidx);
2917                    }
2918                    else
2919                    {
2920                        // already visited
2921                        etoStack.pop();
2922                        continue;
2923                    }
2924                }
2925               
2926                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2927                {
2928                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2929                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2930                    entry.nextIdx++;
2931                }
2932                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2933                {
2934                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2935                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2936                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2937                    entry.nextIdx++;
2938                }
2939                else
2940                    etoStack.pop();
2941            }
2942           
2943            // to first already added node (var)
2944            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2945        }
2946    }
2947}
2948
2949typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2950
2951struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2952{
2953    const InterGraph& interGraph;
2954    const Array<size_t>& sdoCounts;
2955   
2956    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2957        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2958    { }
2959   
2960    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2961    {
2962        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2963            return true;
2964        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2965    }
2966};
2967
2968/* algorithm to allocate regranges:
2969 * from smallest regranges to greatest regranges:
2970 *   choosing free register: from smallest free regranges
2971 *      to greatest regranges:
2972 *         in this same regrange:
2973 *               try to find free regs in regranges
2974 *               try to link free ends of two distinct regranges
2975 */
2976
2977void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2978{
2979    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2980                    assembler.deviceType);
2981   
2982    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2983    {
2984        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2985        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2986        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2987        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2988        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2989        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2990       
2991        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2992        gcMap.resize(nodesNum);
2993        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2994        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2995        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2996       
2997        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2998        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2999        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3000            nodeSet.insert(i);
3001       
3002        cxuint colorsNum = 0;
3003        // firstly, allocate real registers
3004        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3005            if (entry.first.regVar == nullptr)
3006                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3007       
3008        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3009        {
3010            size_t node = *nodeSet.begin();
3011            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3012                continue; // already colored
3013            size_t color = 0;
3014            std::vector<size_t> equalNodes;
3015            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3016            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3017            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3018                // found, get equal set from equalSetList
3019                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3020           
3021            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3022            {
3023                // find first usable color
3024                bool thisSame = false;
3025                for (size_t nb: interGraph[node])
3026                    if (gcMap[nb] == color)
3027                    {
3028                        thisSame = true;
3029                        break;
3030                    }
3031                if (!thisSame)
3032                    break;
3033            }
3034            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3035            {
3036                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3037                    throw AsmException("Too many register is needed");
3038                colorsNum++;
3039            }
3040           
3041            for (size_t nextNode: equalNodes)
3042                gcMap[nextNode] = color;
3043            // update SDO for node
3044            bool colorExists = false;
3045            for (size_t node: equalNodes)
3046            {
3047                for (size_t nb: interGraph[node])
3048                    if (gcMap[nb] == color)
3049                    {
3050                        colorExists = true;
3051                        break;
3052                    }
3053                if (!colorExists)
3054                    sdoCounts[node]++;
3055            }
3056            // update SDO for neighbors
3057            for (size_t node: equalNodes)
3058                for (size_t nb: interGraph[node])
3059                {
3060                    colorExists = false;
3061                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3062                        if (gcMap[nb2] == color)
3063                        {
3064                            colorExists = true;
3065                            break;
3066                        }
3067                    if (!colorExists)
3068                    {
3069                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3070                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3071                        sdoCounts[nb]++;
3072                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3073                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3074                    }
3075                }
3076           
3077            for (size_t nextNode: equalNodes)
3078                gcMap[nextNode] = color;
3079        }
3080    }
3081}
3082
3083void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3084{
3085    // before any operation, clear all
3086    codeBlocks.clear();
3087    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3088    {
3089        vregIndexMaps[i].clear();
3090        interGraphs[i].clear();
3091        linearDepMaps[i].clear();
3092        equalToDepMaps[i].clear();
3093        graphColorMaps[i].clear();
3094        equalSetMaps[i].clear();
3095        equalSetLists[i].clear();
3096    }
3097    ssaReplacesMap.clear();
3098    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3099    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3100   
3101    // set up
3102    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3103    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3104    createSSAData(*section.usageHandler);
3105    applySSAReplaces();
3106    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3107    colorInterferenceGraph();
3108}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.