source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3913

Last change on this file since 3913 was 3913, checked in by matszpk, 13 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: yet another stupid bug in joinLastSSAIdMap (skipping inserting src ssaIds if no src in later routine part) has been fixed.
Add new testcase to test loops inside routines.

File size: 117.7 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        }
1182        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1183                cxuint(entry.first.index) << ":";
1184        for (size_t v: entry.second)
1185            std::cout << " " << v;
1186        std::cout << std::endl;
1187        auto res = dest.insert(entry); // find
1188        if (res.second)
1189            continue; // added new
1190        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1191        // add new ways
1192        for (size_t ssaId: entry.second)
1193            destEntry.insertValue(ssaId);
1194        std::cout << "    :";
1195        for (size_t v: destEntry)
1196            std::cout << " " << v;
1197        std::cout << std::endl;
1198    }
1199    if (!loop) // do not if loop
1200        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1201}
1202
1203static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1204                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1205{
1206    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1207}
1208
1209
1210static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1211{
1212    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1213    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1214   
1215    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1216   
1217    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1218    {
1219        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1220                cxuint(entry.first.index) << ":";
1221        for (size_t v: entry.second)
1222            std::cout << " " << v;
1223        std::cout << std::endl;
1224        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1225        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1226        if (!res.second)
1227        {
1228            // add new ways
1229            for (size_t ssaId: entry.second)
1230                destEntry.insertValue(ssaId);
1231        }
1232        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1233        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1234            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1235            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1236                      rbwit->second) == entry.second.end())
1237            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1238        std::cout << "    :";
1239        for (size_t v: destEntry)
1240            std::cout << " " << v;
1241        std::cout << std::endl;
1242    }
1243}
1244
1245static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1246            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1247            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1248{
1249    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1250    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1251    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1252    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1253    {
1254        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1255       
1256        if (ssaIds.size() >= 2)
1257        {
1258            // reduce to minimal ssaId from all calls
1259            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1260            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1261            // insert SSA replaces
1262            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1263            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1264                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1265            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1266        }
1267        else if (ssaIds.size() == 1)
1268            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1269       
1270        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1271                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1272        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1273        // reduce SSAIds replaces
1274        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1275            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1276                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1277        // finally remove from container (because obsolete)
1278        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1279        return true;
1280    }
1281    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1282    {
1283        // put before removing to revert for other ways after calls
1284        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1285        if (res.second)
1286            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1287        // just remove, if some change without read before
1288        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1289    }
1290    return false;
1291}
1292
1293static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1294                size_t prevSSAId)
1295{
1296    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1297    bool beforeFirstAccess = true;
1298    // put first SSAId before write
1299    if (sinfo.readBeforeWrite)
1300    {
1301        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1302        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1303            // if already added
1304            beforeFirstAccess = false;
1305    }
1306   
1307    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1308    {
1309        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1310        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1311        // put last SSAId
1312        if (!res.second)
1313        {
1314            beforeFirstAccess = false;
1315            // if not inserted
1316            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1317            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1318            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1319        }
1320        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1321        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1322        {
1323            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1324            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1325                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1326        }
1327    }
1328    else
1329    {
1330        // insert read ssaid if no change
1331        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1332        if (!res.second)
1333        {
1334            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1335            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1336        }
1337    }
1338}
1339
1340static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1341            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1342            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1343            FlowStackEntry& entry)
1344{
1345    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1346    {
1347        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1348        if (!res.second)
1349            continue; // already added, do not change
1350        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1351        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1352            res.first->second = rfit->second;
1353       
1354        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1355        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1356        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1357                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1358    }
1359}
1360
1361static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1362            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1363{
1364    // revert retSSAIdMap
1365    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1366    {
1367        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1368        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1369        {
1370            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1371            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1372                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1373        }
1374       
1375        if (!v.second.ssaIds.empty())
1376        {
1377            // just add if previously present
1378            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1379                rfit->second = v.second;
1380            else
1381                retSSAIdMap.insert(v);
1382        }
1383        else // erase if empty
1384            retSSAIdMap.erase(v.first);
1385       
1386        if (rdata!=nullptr)
1387        {
1388            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1389            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1390                ssaIds.insertValue(ssaId);
1391            if (v.second.ssaIds.empty())
1392            {
1393                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1394                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1395            }
1396           
1397            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1398                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1399            for (size_t v: ssaIds)
1400                std::cout << " " << v;
1401            std::cout << std::endl;
1402        }
1403        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1404    }
1405}
1406
1407static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1408            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1409{
1410    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1411    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1412                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1413    for (size_t v: ssaIds)
1414        std::cout << " " << v;
1415    std::cout << std::endl;
1416   
1417    // if cblock with some children
1418    if (nextSSAId != curSSAId)
1419        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1420   
1421    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1422    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1423            (curSSAId) << std::endl;*/
1424    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1425   
1426    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1427                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1428    for (size_t v: ssaIds)
1429        std::cout << " " << v;
1430    std::cout << std::endl;
1431}
1432
1433static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1434                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1435{
1436    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1437    {
1438        // handle loops
1439        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1440        // add to routine data loopEnds
1441        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1442        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1443        {
1444            if (!loopsit2->second.passed)
1445                // still in loop join ssaid map
1446                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1447        }
1448        else
1449            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1450        return true;
1451    }
1452    return false;
1453}
1454
1455
1456static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1457        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1458        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1459        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1460        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1461        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1462        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1463        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1464{
1465    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1466    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1467    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1468    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1469    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1470        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1471    // last SSA ids map from returns
1472    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1473    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1474    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1475   
1476    while (!flowStack.empty())
1477    {
1478        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1479        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1480       
1481        auto addSubroutine = [&](
1482            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1483            bool applyToMainRoutine)
1484        {
1485            RoutineData subrData;
1486            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1487            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1488            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1489                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1490                flowStackBlocks);
1491            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1492            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1493            {   // leave from loop point
1494                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1495                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1496                {
1497                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1498                            entry.blockIndex << std::endl;
1499                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1500                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1501                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1502                    if (applyToMainRoutine)
1503                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1504                                        subrData, true);
1505                }
1506            }
1507            subrData.calculateWeight();
1508            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1509        };
1510       
1511        if (entry.nextIndex == 0)
1512        {
1513            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1514           
1515            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1516            {
1517                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1518               
1519                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1520                flowStack.pop_back();
1521                continue;
1522            }
1523           
1524            // process current block
1525            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1526                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1527            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1528           
1529            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1530            {
1531                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1532                if (cachedRdata == nullptr)
1533                {
1534                    // try in routine map
1535                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1536                    if (rit != routineMap.end())
1537                        cachedRdata = &rit->second;
1538                }
1539                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1540                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1541                {
1542                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1543                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1544                    addSubroutine(loopsit2, false);
1545                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1546                }
1547            }
1548           
1549            if (cachedRdata != nullptr)
1550            {
1551                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1552                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1553                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1554               
1555                // join loopEnds
1556                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1557                {
1558                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1559                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1560                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1561                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1562                }
1563                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1564                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1565                flowStack.pop_back();
1566                continue;
1567            }
1568            else if (!visited[entry.blockIndex])
1569            {
1570                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1571                visited[entry.blockIndex] = true;
1572               
1573                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1574                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1575                    {
1576                        // put data to routine data
1577                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1578                       
1579                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1580                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1581                    }
1582            }
1583            else
1584            {
1585                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1586                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1587                flowStack.pop_back();
1588                continue;
1589            }
1590        }
1591       
1592        // join and skip calls
1593        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1594                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1595            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1596                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1597       
1598        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1599        {
1600            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1601            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1602            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1603            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1604            entry.nextIndex++;
1605        }
1606        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1607                // if have any call then go to next block
1608                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1609                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1610        {
1611            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1612            {
1613                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1614                    if (next.isCall)
1615                    {
1616                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1617                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1618                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1619                                    it->second, entry);
1620                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1621                    }
1622            }
1623            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1624            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1625            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1626            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1627            entry.nextIndex++;
1628        }
1629        else
1630        {
1631            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1632            if (cblock.haveReturn)
1633            {
1634                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1635                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1636                std::cout << "procretend" << std::endl;
1637                rdata.notFirstReturn = true;
1638            }
1639           
1640            // revert retSSAIdMap
1641            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1642            //
1643           
1644            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1645            {
1646                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1647                    continue;
1648                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1649                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1650                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1651                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1652               
1653                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1654                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1655                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1656               
1657                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1658            }
1659           
1660            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1661            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1662                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1663            { //put to cache
1664                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1665                addSubroutine(loopsit2, true);
1666            }
1667            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1668            {
1669                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1670                {
1671                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1672                                entry.blockIndex << std::endl;
1673                    // mark that loop has passed fully
1674                    loopsit2->second.passed = true;
1675                }
1676                else
1677                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1678                                entry.blockIndex << std::endl;
1679            }
1680           
1681            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1682            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1683            flowStack.pop_back();
1684        }
1685    }
1686    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1687}
1688
1689
1690void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1691{
1692    if (codeBlocks.empty())
1693        return;
1694    usageHandler.rewind();
1695    auto cbit = codeBlocks.begin();
1696    AsmRegVarUsage rvu;
1697    if (!usageHandler.hasNext())
1698        return; // do nothing if no regusages
1699    rvu = usageHandler.nextUsage();
1700   
1701    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1702    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1703    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1704    size_t regTypesNum;
1705    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1706   
1707    while (true)
1708    {
1709        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1710        {
1711            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1712            ++cbit;
1713        }
1714        if (cbit == codeBlocks.end())
1715            break;
1716        // skip rvu's before codeblock
1717        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1718            rvu = usageHandler.nextUsage();
1719        if (rvu.offset < cbit->start)
1720            break;
1721       
1722        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1723        while (rvu.offset < cbit->end)
1724        {
1725            // process rvu
1726            // only if regVar
1727            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1728            {
1729                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1730                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1731               
1732                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1733                if (res.second)
1734                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1735                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1736                    // if first write RVU instead read RVU
1737                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1738                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1739                /* change SSA id only for write-only regvars -
1740                 *   read-write place can not have two different variables */
1741                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1742                    sinfo.ssaIdChange++;
1743                if (rvu.regVar==nullptr)
1744                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1745                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1746            }
1747            // get next rvusage
1748            if (!usageHandler.hasNext())
1749                break;
1750            rvu = usageHandler.nextUsage();
1751        }
1752        ++cbit;
1753    }
1754   
1755    size_t rbwCount = 0;
1756    size_t wrCount = 0;
1757   
1758    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1759   
1760    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1761    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1762    // total SSA count
1763    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1764    // last SSA ids map from returns
1765    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1766    // last SSA ids in current way in code flow
1767    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1768    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1769    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1770    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1771    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1772    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1773    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1774    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1775   
1776    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1777    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1778    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1779    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1780    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1781    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1782    flowStackBlocks[0] = true;
1783    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1784   
1785    while (!flowStack.empty())
1786    {
1787        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1788        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1789       
1790        if (entry.nextIndex == 0)
1791        {
1792            // process current block
1793            if (!visited[entry.blockIndex])
1794            {
1795                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1796                visited[entry.blockIndex] = true;
1797               
1798                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1799                {
1800                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1801                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1802                    {
1803                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1804                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1805                        continue; // no change for registers
1806                    }
1807                   
1808                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1809                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1810                   
1811                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1812                   
1813                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1814                    if (totalSSACount == 0)
1815                    {
1816                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1817                        ssaId++;
1818                        totalSSACount++;
1819                    }
1820                   
1821                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1822                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1823                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1824                   
1825                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1826                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1827                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1828                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1829                        ssaId = totalSSACount;
1830                   
1831                    /*if (!callStack.empty())
1832                        // put data to routine data
1833                        updateRoutineData(routineMap.find(
1834                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1835                       
1836                    // count read before writes (for cache weight)
1837                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1838                        rbwCount++;
1839                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1840                        wrCount++;
1841                }
1842            }
1843            else
1844            {
1845                // TODO: correctly join this path with routine data
1846                // currently does not include further substitutions in visited path
1847                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1848                if (!callStack.empty())
1849                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1850               
1851                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1852                {
1853                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1854                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1855                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1856                }*/
1857               
1858                // handle caching for res second point
1859                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1860                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1861                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1862                // back, already visited
1863                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1864                flowStack.pop_back();
1865               
1866                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1867                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1868                {
1869                    // mark point of way to cache (res first point)
1870                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1871                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1872                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1873                            curWayBIndex << std::endl;
1874                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1875                }
1876                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1877                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1878                continue;
1879            }
1880        }
1881       
1882        if (!callStack.empty() &&
1883            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1884            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1885        {
1886            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1887            RoutineData& prevRdata =
1888                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1889            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1890            {
1891                //RoutineData myRoutineData;
1892                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
1893                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
1894                            callStack.back().routineBlock);
1895                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1896                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
1897            }
1898            callStack.pop_back(); // just return from call
1899            if (!callStack.empty())
1900                // put to parent routine
1901                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
1902                                    prevRdata);
1903        }
1904       
1905        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1906        {
1907            bool isCall = false;
1908            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1909            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1910            {
1911                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
1912                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
1913                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
1914                isCall = true;
1915            }
1916           
1917            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
1918            if (flowStackBlocks[nextBlock])
1919            {
1920                loopBlocks.insert(nextBlock);
1921                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
1922            }
1923            else
1924                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
1925            entry.nextIndex++;
1926        }
1927        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1928                // if have any call then go to next block
1929                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1930                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1931        {
1932            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1933            {
1934                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1935                    if (next.isCall)
1936                    {
1937                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1938                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1939                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1940                                    it->second, entry);
1941                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1942                    }
1943            }
1944            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
1945            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
1946            {
1947                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
1948                 // keep to inserted in popping
1949                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
1950            }
1951            else
1952                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
1953            entry.nextIndex++;
1954        }
1955        else // back
1956        {
1957            RoutineData* rdata = nullptr;
1958            if (!callStack.empty())
1959                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1960           
1961            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
1962            {
1963                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1964                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1965                std::cout << "procretend" << std::endl;
1966            }*/
1967           
1968            // revert retSSAIdMap
1969            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
1970            //
1971           
1972            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1973            {
1974                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1975                    continue;
1976               
1977                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1978                const size_t nextSSAId = curSSAId;
1979                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1980               
1981                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1982                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1983                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1984               
1985                /*if (rdata!=nullptr)
1986                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1987                */
1988            }
1989           
1990            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1991            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1992            flowStack.pop_back();
1993            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
1994                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
1995            {
1996                lastCommonCacheWayPoint =
1997                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
1998                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
1999            }
2000           
2001        }
2002    }
2003   
2004    /**********
2005     * after that, we find points to resolve conflicts
2006     **********/
2007    flowStack.clear();
2008    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2009   
2010    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2011    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2012   
2013    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2014    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2015   
2016    while (!flowStack2.empty())
2017    {
2018        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2019        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2020       
2021        if (entry.nextIndex == 0)
2022        {
2023            // process current block
2024            if (!visited[entry.blockIndex])
2025                visited[entry.blockIndex] = true;
2026            else
2027            {
2028                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2029                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2030                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2031               
2032                // back, already visited
2033                flowStack2.pop_back();
2034                continue;
2035            }
2036        }
2037       
2038        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2039        {
2040            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2041            entry.nextIndex++;
2042        }
2043        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2044                // if have any call then go to next block
2045                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2046                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2047        {
2048            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2049            entry.nextIndex++;
2050        }
2051        else // back
2052        {
2053            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2054                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2055                // add to cache
2056                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2057                            entry.blockIndex);
2058            flowStack2.pop_back();
2059        }
2060    }
2061}
2062
2063void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2064{
2065    /* prepare SSA id replaces */
2066    struct MinSSAGraphNode
2067    {
2068        size_t minSSAId;
2069        bool visited;
2070        std::unordered_set<size_t> nexts;
2071        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2072    };
2073    struct MinSSAGraphStackEntry
2074    {
2075        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2076        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2077        size_t minSSAId;
2078    };
2079   
2080    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2081    {
2082        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2083        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2084        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2085        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2086       
2087        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2088       
2089        auto it = replaces.begin();
2090        while (it != replaces.end())
2091        {
2092            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2093                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2094            {
2095                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2096                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2097                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2098                    node.nexts.insert(it->second);
2099            }
2100            it = itEnd;
2101        }
2102        // propagate min value
2103        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2104        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2105                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2106        {
2107            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2108            // traverse with minimalize SSA id
2109            while (!minSSAStack.empty())
2110            {
2111                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2112                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2113                bool toPop = false;
2114                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2115                {
2116                    if (!node.visited)
2117                        node.visited = true;
2118                    else
2119                        toPop = true;
2120                }
2121                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2122                {
2123                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2124                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2125                    {
2126                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2127                                nodeIt->second.minSSAId });
2128                    }
2129                    ++entry.nextIt;
2130                }
2131                else
2132                {
2133                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2134                    minSSAStack.pop();
2135                    if (!minSSAStack.empty())
2136                    {
2137                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2138                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2139                    }
2140                }
2141            }
2142            // skip visited nodes
2143            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2144                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2145                    break;
2146        }
2147       
2148        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2149            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2150       
2151        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2152        entry.second = newReplaces;
2153    }
2154   
2155    /* apply SSA id replaces */
2156    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2157        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2158        {
2159            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2160            if (it == ssaReplacesMap.end())
2161                continue;
2162            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2163            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2164            if (sinfo.readBeforeWrite)
2165            {
2166                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2167                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2168                if (rit != replaces.end())
2169                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2170            }
2171            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2172            {
2173                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2174                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2175                if (rit != replaces.end())
2176                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2177            }
2178            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2179            {
2180                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2181                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2182                if (rit != replaces.end())
2183                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2184            }
2185        }
2186}
2187
2188struct Liveness
2189{
2190    std::map<size_t, size_t> l;
2191   
2192    Liveness() { }
2193   
2194    void clear()
2195    { l.clear(); }
2196   
2197    void expand(size_t k)
2198    {
2199        if (l.empty())
2200            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2201        else
2202        {
2203            auto it = l.end();
2204            --it;
2205            it->second = k+1;
2206        }
2207    }
2208    void newRegion(size_t k)
2209    {
2210        if (l.empty())
2211            l.insert(std::make_pair(k, k));
2212        else
2213        {
2214            auto it = l.end();
2215            --it;
2216            if (it->first != k && it->second != k)
2217                l.insert(std::make_pair(k, k));
2218        }
2219    }
2220   
2221    void insert(size_t k, size_t k2)
2222    {
2223        auto it1 = l.lower_bound(k);
2224        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2225            --it1;
2226        if (it1->second < k)
2227            ++it1;
2228        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2229        if (it1!=it2)
2230        {
2231            k = std::min(k, it1->first);
2232            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2233            l.erase(it1, it2);
2234        }
2235        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2236    }
2237   
2238    bool contain(size_t t) const
2239    {
2240        auto it = l.lower_bound(t);
2241        if (it==l.begin() && it->first>t)
2242            return false;
2243        if (it==l.end() || it->first>t)
2244            --it;
2245        return it->first<=t && t<it->second;
2246    }
2247   
2248    bool common(const Liveness& b) const
2249    {
2250        auto i = l.begin();
2251        auto j = b.l.begin();
2252        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2253        {
2254            if (i->first==i->second)
2255            {
2256                ++i;
2257                continue;
2258            }
2259            if (j->first==j->second)
2260            {
2261                ++j;
2262                continue;
2263            }
2264            if (i->first<j->first)
2265            {
2266                if (i->second > j->first)
2267                    return true; // common place
2268                ++i;
2269            }
2270            else
2271            {
2272                if (i->first < j->second)
2273                    return true; // common place
2274                ++j;
2275            }
2276        }
2277        return false;
2278    }
2279};
2280
2281typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2282
2283static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2284            const AsmSingleVReg& svreg)
2285{
2286    cxuint regType; // regtype
2287    if (svreg.regVar!=nullptr)
2288        regType = svreg.regVar->type;
2289    else
2290        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2291            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2292                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2293                break;
2294    return regType;
2295}
2296
2297static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2298        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2299        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2300{
2301    size_t ssaId;
2302    if (svreg.regVar==nullptr)
2303        ssaId = 0;
2304    else if (ssaIdIdx==0)
2305        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2306    else if (ssaIdIdx==1)
2307        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2308    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2309        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2310    else // last
2311        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2312   
2313    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2314    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2315    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2316                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2317    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2318}
2319
2320typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2321
2322struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2323{
2324    size_t ssaId; // last SSA id
2325    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2326};
2327
2328/* TODO: add handling calls
2329 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2330 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2331 */
2332
2333typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2334
2335static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2336        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2337        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2338        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2339        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2340{
2341    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2342    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2343        if (entry.second.readBeforeWrite)
2344        {
2345            // find last
2346            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2347            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2348                continue; // not found
2349            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2350            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2351            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2352            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2353            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2354                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2355            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2356            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2357            --flitEnd; // before last element
2358            // insert live time to last seen position
2359            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2360            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2361            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2362                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2363            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2364            {
2365                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2366                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2367                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2368            }
2369        }
2370}
2371
2372static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2373        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2374        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2375        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2376        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2377{
2378    auto flitStart = flowStack.end();
2379    --flitStart;
2380    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2381    // find step in way
2382    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2383    auto flitEnd = flowStack.end();
2384    --flitEnd;
2385    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2386   
2387    // collect var to check
2388    size_t flowPos = 0;
2389    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2390    {
2391        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2392        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2393        {
2394            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2395            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2396                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2397            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2398        }
2399    }
2400    // find connections
2401    flowPos = 0;
2402    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2403    {
2404        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2405        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2406        {
2407            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2408            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2409            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2410                flowPos > varMapIt->second.second ||
2411                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2412                continue;
2413            // just connect
2414           
2415            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2416            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2417            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2418                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2419            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2420           
2421            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2422            {
2423                // fill whole loop
2424                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2425                {
2426                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2427                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2428                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2429                }
2430                continue;
2431            }
2432           
2433            size_t flowPos2 = 0;
2434            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2435            {
2436                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2437                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2438                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2439            }
2440            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2441            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2442            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2443            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2444            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2445                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2446            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2447            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2448            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2449            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2450            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2451                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2452            // fill up loop end
2453            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2454            {
2455                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2456                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2457                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2458            }
2459        }
2460    }
2461}
2462
2463struct LiveBlock
2464{
2465    size_t start;
2466    size_t end;
2467    size_t vidx;
2468   
2469    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2470    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2471   
2472    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2473    { return start<b.start || (start==b.start &&
2474            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2475};
2476
2477typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2478typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2479typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2480typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2481
2482static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2483            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2484            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2485            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2486            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2487{
2488    // add linear deps
2489    cxuint count = ldeps[0];
2490    cxuint pos = 1;
2491    cxbyte rvuAdded = 0;
2492    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2493    {
2494        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2495        std::vector<size_t> vidxes;
2496        cxuint regType = UINT_MAX;
2497        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2498        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2499        {
2500            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2501            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2502            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2503            {
2504                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2505                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2506                if (regType==UINT_MAX)
2507                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2508                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2509                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2510                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2511                // push variable index
2512                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2513            }
2514        }
2515        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2516        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2517        {
2518            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2519            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2520        }
2521    }
2522    // add single arg linear dependencies
2523    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2524        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2525        {
2526            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2527            std::vector<size_t> vidxes;
2528            cxuint regType = UINT_MAX;
2529            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2530            {
2531                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2532                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2533                if (regType==UINT_MAX)
2534                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2535                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2536                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2537                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2538                // push variable index
2539                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2540            }
2541            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2542            {
2543                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2544                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2545            }
2546        }
2547       
2548    /* equalTo dependencies */
2549    count = edeps[0];
2550    pos = 1;
2551    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2552    {
2553        cxuint ccount = edeps[pos++];
2554        std::vector<size_t> vidxes;
2555        cxuint regType = UINT_MAX;
2556        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2557        {
2558            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2559            // only one register should be set for equalTo depencencies
2560            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2561            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2562            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2563            if (regType==UINT_MAX)
2564                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2565            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2566            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2567                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2568            // push variable index
2569            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2570        }
2571        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2572        {
2573            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2574            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2575        }
2576    }
2577}
2578
2579typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2580
2581struct EqualStackEntry
2582{
2583    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2584    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2585};
2586
2587void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2588{
2589    // construct var index maps
2590    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2591    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2592    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2593    size_t regTypesNum;
2594    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2595   
2596    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2597        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2598        {
2599            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2600            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2601            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2602            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2603            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2604            size_t ssaIdCount = 0;
2605            if (sinfo.readBeforeWrite)
2606                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2607            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2608            {
2609                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2610                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2611            }
2612            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2613                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2614           
2615            if (sinfo.readBeforeWrite)
2616                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2617            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2618            {
2619                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2620                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2621                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2622                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2623                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2624                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2625            }
2626        }
2627   
2628    // construct vreg liveness
2629    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2630    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2631    // hold last vreg ssaId and position
2632    LastVRegMap lastVRegMap;
2633    // hold start live time position for every code block
2634    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2635    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2636   
2637    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2638   
2639    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2640        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2641   
2642    size_t curLiveTime = 0;
2643   
2644    while (!flowStack.empty())
2645    {
2646        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2647        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2648       
2649        if (entry.nextIndex == 0)
2650        {
2651            // process current block
2652            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2653            {
2654                // if loop
2655                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2656                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2657                flowStack.pop_back();
2658                continue;
2659            }
2660           
2661            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2662            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2663                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2664           
2665            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2666            {
2667                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2668                // update
2669                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2670                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2671                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2672                --flit; // to last position
2673                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2674                            { lastSSAId, { flit } } });
2675                if (!res.second) // if not first seen, just update
2676                {
2677                    // update last
2678                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2679                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2680                }
2681            }
2682           
2683            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2684            if (!visited[entry.blockIndex])
2685            {
2686                visited[entry.blockIndex] = true;
2687                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2688                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2689                cxuint instrRVUsCount = 0;
2690               
2691                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2692                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2693                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2694               
2695                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2696                // register in liveness
2697                while (true)
2698                {
2699                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2700                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2701                    if (usageHandler.hasNext())
2702                    {
2703                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2704                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2705                            break;
2706                        if (!rvu.useRegMode)
2707                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2708                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2709                                cblock.start + curLiveTime;
2710                    }
2711                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2712                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2713                    {
2714                        // apply to liveness
2715                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2716                        {
2717                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2718                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2719                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2720                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2721                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2722                            lv.expand(liveTime);
2723                        }
2724                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2725                        {
2726                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2727                            ssaIdIdx++;
2728                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2729                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2730                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2731                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2732                                // because live after this instr
2733                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2734                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2735                        }
2736                        // get linear deps and equal to
2737                        cxbyte lDeps[16];
2738                        cxbyte eDeps[16];
2739                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2740                                        lDeps, eDeps);
2741                       
2742                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2743                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2744                                regTypesNum, regRanges);
2745                       
2746                        readSVRegs.clear();
2747                        writtenSVRegs.clear();
2748                        if (!usageHandler.hasNext())
2749                            break; // end
2750                        oldOffset = rvu.offset;
2751                        instrRVUsCount = 0;
2752                    }
2753                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2754                        break;
2755                   
2756                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2757                    {
2758                        // per register/singlvreg
2759                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2760                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2761                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2762                        else // read or treat as reading // expand previous region
2763                            readSVRegs.push_back(svreg);
2764                    }
2765                }
2766                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2767            }
2768            else
2769            {
2770                // back, already visited
2771                flowStack.pop_back();
2772                continue;
2773            }
2774        }
2775        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2776        {
2777            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2778            entry.nextIndex++;
2779        }
2780        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2781        {
2782            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2783            entry.nextIndex++;
2784        }
2785        else // back
2786        {
2787            // revert lastSSAIdMap
2788            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2789            flowStack.pop_back();
2790            if (!flowStack.empty())
2791            {
2792                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2793                {
2794                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2795                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2796                    {
2797                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2798                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2799                        lastPos.blockChain.pop_back();
2800                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2801                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2802                    }
2803                }
2804            }
2805        }
2806    }
2807   
2808    /// construct liveBlockMaps
2809    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2810    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2811    {
2812        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2813        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2814        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2815        {
2816            Liveness& lv = liveness[li];
2817            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2818                if (blk.first != blk.second)
2819                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2820            lv.clear();
2821        }
2822        liveness.clear();
2823    }
2824   
2825    // create interference graphs
2826    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2827    {
2828        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2829        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2830        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2831       
2832        auto lit = liveBlockMap.begin();
2833        size_t rangeStart = 0;
2834        if (lit != liveBlockMap.end())
2835            rangeStart = lit->start;
2836        while (lit != liveBlockMap.end())
2837        {
2838            const size_t blkStart = lit->start;
2839            const size_t blkEnd = lit->end;
2840            size_t rangeEnd = blkEnd;
2841            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2842            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2843            // collect from this range, variable indices
2844            std::set<size_t> varIndices;
2845            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2846                varIndices.insert(lit2->vidx);
2847            // push to intergraph as full subgGraph
2848            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2849                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2850                    if (vit != vit2)
2851                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2852            // go to next live blocks
2853            rangeStart = rangeEnd;
2854            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2855                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2856                    break;
2857            if (lit == liveBlockMap.end())
2858                break; //
2859            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2860        }
2861    }
2862   
2863    /*
2864     * resolve equalSets
2865     */
2866    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2867    {
2868        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2869        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2870        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2871        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2872        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2873       
2874        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2875        {
2876            auto it = etoDepMap.find(v);
2877            if (it == etoDepMap.end())
2878            {
2879                // is not regvar in equalTo dependencies
2880                v++;
2881                continue;
2882            }
2883           
2884            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2885            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
2886           
2887            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2888            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
2889            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
2890            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
2891           
2892            // traverse by this
2893            while (!etoStack.empty())
2894            {
2895                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
2896                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
2897                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
2898                if (entry.nextIdx == 0)
2899                {
2900                    if (!visited[vidx])
2901                    {
2902                        // push to this equalSet
2903                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
2904                        equalSet.push_back(vidx);
2905                    }
2906                    else
2907                    {
2908                        // already visited
2909                        etoStack.pop();
2910                        continue;
2911                    }
2912                }
2913               
2914                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
2915                {
2916                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
2917                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2918                    entry.nextIdx++;
2919                }
2920                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
2921                {
2922                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
2923                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
2924                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
2925                    entry.nextIdx++;
2926                }
2927                else
2928                    etoStack.pop();
2929            }
2930           
2931            // to first already added node (var)
2932            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
2933        }
2934    }
2935}
2936
2937typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
2938
2939struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
2940{
2941    const InterGraph& interGraph;
2942    const Array<size_t>& sdoCounts;
2943   
2944    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
2945        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
2946    { }
2947   
2948    bool operator()(size_t a, size_t b) const
2949    {
2950        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
2951            return true;
2952        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
2953    }
2954};
2955
2956/* algorithm to allocate regranges:
2957 * from smallest regranges to greatest regranges:
2958 *   choosing free register: from smallest free regranges
2959 *      to greatest regranges:
2960 *         in this same regrange:
2961 *               try to find free regs in regranges
2962 *               try to link free ends of two distinct regranges
2963 */
2964
2965void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
2966{
2967    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
2968                    assembler.deviceType);
2969   
2970    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2971    {
2972        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
2973        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2974        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2975        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
2976        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2977        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
2978       
2979        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2980        gcMap.resize(nodesNum);
2981        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
2982        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
2983        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
2984       
2985        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
2986        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
2987        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
2988            nodeSet.insert(i);
2989       
2990        cxuint colorsNum = 0;
2991        // firstly, allocate real registers
2992        for (const auto& entry: vregIndexMap)
2993            if (entry.first.regVar == nullptr)
2994                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
2995       
2996        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
2997        {
2998            size_t node = *nodeSet.begin();
2999            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3000                continue; // already colored
3001            size_t color = 0;
3002            std::vector<size_t> equalNodes;
3003            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3004            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3005            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3006                // found, get equal set from equalSetList
3007                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3008           
3009            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3010            {
3011                // find first usable color
3012                bool thisSame = false;
3013                for (size_t nb: interGraph[node])
3014                    if (gcMap[nb] == color)
3015                    {
3016                        thisSame = true;
3017                        break;
3018                    }
3019                if (!thisSame)
3020                    break;
3021            }
3022            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3023            {
3024                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3025                    throw AsmException("Too many register is needed");
3026                colorsNum++;
3027            }
3028           
3029            for (size_t nextNode: equalNodes)
3030                gcMap[nextNode] = color;
3031            // update SDO for node
3032            bool colorExists = false;
3033            for (size_t node: equalNodes)
3034            {
3035                for (size_t nb: interGraph[node])
3036                    if (gcMap[nb] == color)
3037                    {
3038                        colorExists = true;
3039                        break;
3040                    }
3041                if (!colorExists)
3042                    sdoCounts[node]++;
3043            }
3044            // update SDO for neighbors
3045            for (size_t node: equalNodes)
3046                for (size_t nb: interGraph[node])
3047                {
3048                    colorExists = false;
3049                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3050                        if (gcMap[nb2] == color)
3051                        {
3052                            colorExists = true;
3053                            break;
3054                        }
3055                    if (!colorExists)
3056                    {
3057                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3058                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3059                        sdoCounts[nb]++;
3060                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3061                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3062                    }
3063                }
3064           
3065            for (size_t nextNode: equalNodes)
3066                gcMap[nextNode] = color;
3067        }
3068    }
3069}
3070
3071void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3072{
3073    // before any operation, clear all
3074    codeBlocks.clear();
3075    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3076    {
3077        vregIndexMaps[i].clear();
3078        interGraphs[i].clear();
3079        linearDepMaps[i].clear();
3080        equalToDepMaps[i].clear();
3081        graphColorMaps[i].clear();
3082        equalSetMaps[i].clear();
3083        equalSetLists[i].clear();
3084    }
3085    ssaReplacesMap.clear();
3086    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3087    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3088   
3089    // set up
3090    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3091    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3092    createSSAData(*section.usageHandler);
3093    applySSAReplaces();
3094    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3095    colorInterferenceGraph();
3096}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.