source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3917

Last change on this file since 3917 was 3917, checked in by matszpk, 15 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Apply calls from last entry position to stackVarMap (resolveSSAConflicts). Update testcases.

File size: 122.3 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                // apply missing calls at end of the cached
948                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
949                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
950                    if (next.isCall)
951                    {
952                        std::cout << "  applycall (cache): " << it->second.first << ": " <<
953                                next.block << std::endl;
954                        const LastSSAIdMap& regVarMap =
955                                routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
956                        for (const auto& sentry: regVarMap)
957                            stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
958                    }
959            }
960        }
961    }
962   
963    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
964    {
965        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
966        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
967        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
968        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
969        {
970            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
971            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
972                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
973        }
974        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
975            for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
976                if (next.isCall)
977                {
978                    std::cout << "  applycall: " << entry.blockIndex << ": " <<
979                            entry.nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
980                    const LastSSAIdMap& regVarMap =
981                            routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
982                    for (const auto& sentry: regVarMap)
983                        stackVarMap[sentry.first] = sentry.second;
984                }
985       
986        // put to first point cache
987        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
988        {
989            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
990            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
991        }
992    }
993   
994    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
995    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
996                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
997   
998    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
999    // traverse by graph from next block
1000    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1001    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1002    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1003   
1004    // already read in current path
1005    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1006    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
1007   
1008    while (!flowStack.empty())
1009    {
1010        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1011        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1012       
1013        if (entry.nextIndex == 0)
1014        {
1015            // process current block
1016            if (!visited[entry.blockIndex])
1017            {
1018                visited[entry.blockIndex] = true;
1019                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1020               
1021                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1022                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1023                if (resSecondPoints == nullptr)
1024                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1025                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1026                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1027                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1028                else // to use cache
1029                {
1030                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1031                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1032                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1033                    flowStack.pop_back();
1034                    continue;
1035                }
1036            }
1037            else
1038            {
1039                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1040                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1041                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1042                // back, already visited
1043                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1044                flowStack.pop_back();
1045                continue;
1046            }
1047        }
1048       
1049        /*if (!callStack.empty() &&
1050            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1051            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1052            callStack.pop(); // just return from call
1053        */
1054        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1055        {
1056            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1057                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1058                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1059            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1060            entry.nextIndex++;
1061        }
1062        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1063                // if have any call then go to next block
1064                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1065                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1066        {
1067            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1068            for (const auto& next: cblock.nexts)
1069                if (next.isCall)
1070                {
1071                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1072                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1073                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1074                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1075                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1076                }
1077           
1078            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1079            entry.nextIndex++;
1080        }
1081        else // back
1082        {
1083            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1084            // before write (can be different due to earlier visit)
1085            for (const auto& next: cblock.nexts)
1086                if (next.isCall)
1087                {
1088                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1089                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1090                    {
1091                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1092                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1093                            alreadyReadMap.erase(it);
1094                    }
1095                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1096                    {
1097                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1098                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1099                            alreadyReadMap.erase(it);
1100                    }
1101                }
1102           
1103            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1104            {
1105                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1106                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1107                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1108                    // before write (can be different due to earlier visit)
1109                    alreadyReadMap.erase(it);
1110            }
1111            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1112           
1113            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1114                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1115                // add to cache
1116                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1117                            entry.blockIndex);
1118           
1119            flowStack.pop_back();
1120        }
1121    }
1122   
1123    if (toCache)
1124        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1125}
1126
1127static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1128                size_t routineBlock)
1129{
1130    for (const auto& entry: src)
1131    {
1132        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1133                cxuint(entry.first.index) << ":";
1134        for (size_t v: entry.second)
1135            std::cout << " " << v;
1136        std::cout << std::endl;
1137        // insert if not inserted
1138        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1139        if (res.second)
1140            continue; // added new
1141        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1142        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1143        // add new ways
1144        for (size_t ssaId: entry.second)
1145            destEntry.insertValue(ssaId);
1146        std::cout << "    :";
1147        for (size_t v: destEntry)
1148            std::cout << " " << v;
1149        std::cout << std::endl;
1150    }
1151}
1152
1153static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1154{
1155    for (const auto& entry: src)
1156    {
1157        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1158                cxuint(entry.first.index) << ":";
1159        for (size_t v: entry.second)
1160            std::cout << " " << v;
1161        std::cout << std::endl;
1162        auto res = dest.insert(entry); // find
1163        if (res.second)
1164            continue; // added new
1165        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1166        // add new ways
1167        for (size_t ssaId: entry.second)
1168            destEntry.insertValue(ssaId);
1169        std::cout << "    :";
1170        for (size_t v: destEntry)
1171            std::cout << " " << v;
1172        std::cout << std::endl;
1173    }
1174}
1175
1176static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1177                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1178                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1179{
1180    for (const auto& entry: src)
1181    {
1182        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1183        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1184        {
1185            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1186            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1187            {
1188                // if found in last ssa ID map,
1189                // but has first value (some way do not change SSAId)
1190                // then pass to add new ssaIds before this point
1191                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1192                    continue; // otherwise, skip
1193            }
1194        }
1195        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1196                cxuint(entry.first.index) << ":";
1197        for (size_t v: entry.second)
1198            std::cout << " " << v;
1199        std::cout << std::endl;
1200        auto res = dest.insert(entry); // find
1201        if (res.second)
1202            continue; // added new
1203        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1204        // add new ways
1205        for (size_t ssaId: entry.second)
1206            destEntry.insertValue(ssaId);
1207        std::cout << "    :";
1208        for (size_t v: destEntry)
1209            std::cout << " " << v;
1210        std::cout << std::endl;
1211    }
1212    if (!loop) // do not if loop
1213        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1214}
1215
1216static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1217                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1218{
1219    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1220}
1221
1222
1223static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1224{
1225    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1226    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1227   
1228    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1229   
1230    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1231    {
1232        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1233                cxuint(entry.first.index) << ":";
1234        for (size_t v: entry.second)
1235            std::cout << " " << v;
1236        std::cout << std::endl;
1237        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1238        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1239        if (!res.second)
1240        {
1241            // add new ways
1242            for (size_t ssaId: entry.second)
1243                destEntry.insertValue(ssaId);
1244        }
1245        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1246        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1247            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1248            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1249                      rbwit->second) == entry.second.end())
1250            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1251        std::cout << "    :";
1252        for (size_t v: destEntry)
1253            std::cout << " " << v;
1254        std::cout << std::endl;
1255    }
1256}
1257
1258static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1259            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1260            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1261            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1262{
1263    if (retSSAIdMap.empty())
1264        return;
1265    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1266    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1267    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1268    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1269    // collect rbw SSAIds
1270    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1271        if (next.isCall)
1272        {
1273            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1274            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1275                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1276           
1277        }
1278    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1279        if (next.isCall)
1280        {
1281            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1282            // add changed
1283            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1284                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1285                    changed.insert(lentry.first);
1286        }
1287   
1288    // reduce SSAIds
1289    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1290    {
1291        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1292        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1293        {
1294            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1295            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1296            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1297            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1298            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1299           
1300            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1301            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1302                        outSSAIds.begin());
1303            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1304            if (outSSAIds.size() >= 2)
1305            {
1306                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1307                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1308               
1309                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1310                        rentry.first.index << std::endl;
1311            }
1312           
1313            for (size_t rblock: rentry.second.routines)
1314                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1315                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1316            reduced.insert(rentry.first);
1317        }
1318    }
1319    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1320        retSSAIdMap.erase(vreg);
1321    reduced.clear();
1322       
1323    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1324    {
1325        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1326        if (rit != retSSAIdMap.end())
1327        {
1328            // if modified
1329            // put before removing to revert for other ways after calls
1330            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1331            if (res.second)
1332                res.first->second = rit->second;
1333            // just remove, if some change without read before
1334            retSSAIdMap.erase(rit);
1335        }
1336    }
1337}
1338
1339static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1340            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1341            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1342{
1343    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1344    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1345    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1346    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1347    {
1348        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1349       
1350        if (ssaIds.size() >= 2)
1351        {
1352            // reduce to minimal ssaId from all calls
1353            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1354            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1355            // insert SSA replaces
1356            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1357            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1358                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1359            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1360        }
1361        else if (ssaIds.size() == 1)
1362            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1363       
1364        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1365                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1366        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1367        // reduce SSAIds replaces
1368        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1369            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1370                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1371        // finally remove from container (because obsolete)
1372        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1373        return true;
1374    }
1375    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1376    {
1377        // put before removing to revert for other ways after calls
1378        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1379        if (res.second)
1380            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1381        // just remove, if some change without read before
1382        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1383    }
1384    return false;
1385}
1386
1387static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1388                size_t prevSSAId)
1389{
1390    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1391    bool beforeFirstAccess = true;
1392    // put first SSAId before write
1393    if (sinfo.readBeforeWrite)
1394    {
1395        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1396        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1397            // if already added
1398            beforeFirstAccess = false;
1399    }
1400   
1401    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1402    {
1403        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1404        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1405        // put last SSAId
1406        if (!res.second)
1407        {
1408            beforeFirstAccess = false;
1409            // if not inserted
1410            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1411            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1412            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1413        }
1414        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1415        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1416        {
1417            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1418            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1419                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1420        }
1421    }
1422    else
1423    {
1424        // insert read ssaid if no change
1425        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1426        if (!res.second)
1427        {
1428            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1429            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1430        }
1431    }
1432}
1433
1434static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1435            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1436            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1437            FlowStackEntry& entry)
1438{
1439    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1440    {
1441        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1442        if (!res.second)
1443            continue; // already added, do not change
1444        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1445        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1446            res.first->second = rfit->second;
1447       
1448        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1449        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1450        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1451                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1452    }
1453}
1454
1455static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1456            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1457{
1458    // revert retSSAIdMap
1459    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1460    {
1461        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1462        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1463        {
1464            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1465            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1466                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1467        }
1468       
1469        if (!v.second.ssaIds.empty())
1470        {
1471            // just add if previously present
1472            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1473                rfit->second = v.second;
1474            else
1475                retSSAIdMap.insert(v);
1476        }
1477        else // erase if empty
1478            retSSAIdMap.erase(v.first);
1479       
1480        if (rdata!=nullptr)
1481        {
1482            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1483            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1484                ssaIds.insertValue(ssaId);
1485            if (v.second.ssaIds.empty())
1486            {
1487                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1488                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1489            }
1490           
1491            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1492                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1493            for (size_t v: ssaIds)
1494                std::cout << " " << v;
1495            std::cout << std::endl;
1496        }
1497        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1498    }
1499}
1500
1501static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1502            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1503{
1504    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1505    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1506                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1507    for (size_t v: ssaIds)
1508        std::cout << " " << v;
1509    std::cout << std::endl;
1510   
1511    // if cblock with some children
1512    if (nextSSAId != curSSAId)
1513        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1514   
1515    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1516    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1517            (curSSAId) << std::endl;*/
1518    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1519   
1520    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1521                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1522    for (size_t v: ssaIds)
1523        std::cout << " " << v;
1524    std::cout << std::endl;
1525}
1526
1527static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1528                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1529{
1530    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1531    {
1532        // handle loops
1533        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1534        // add to routine data loopEnds
1535        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1536        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1537        {
1538            if (!loopsit2->second.passed)
1539                // still in loop join ssaid map
1540                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1541        }
1542        else
1543            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1544        return true;
1545    }
1546    return false;
1547}
1548
1549
1550static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1551        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1552        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1553        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1554        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1555        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1556        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1557        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1558{
1559    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1560    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1561    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1562    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1563    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1564        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1565    // last SSA ids map from returns
1566    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1567    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1568    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1569   
1570    while (!flowStack.empty())
1571    {
1572        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1573        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1574       
1575        auto addSubroutine = [&](
1576            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1577            bool applyToMainRoutine)
1578        {
1579            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1580            {
1581                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1582                if (applyToMainRoutine &&
1583                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1584                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1585                {
1586                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1587                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1588                                        *subRdata, true);
1589                }
1590                return;
1591            }
1592           
1593            RoutineData subrData;
1594            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1595            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1596            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1597                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1598                flowStackBlocks);
1599            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1600            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1601            {   // leave from loop point
1602                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1603                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1604                {
1605                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1606                            entry.blockIndex << std::endl;
1607                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1608                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1609                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1610                    if (applyToMainRoutine)
1611                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1612                                        subrData, true);
1613                }
1614            }
1615            subrData.calculateWeight();
1616            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1617        };
1618       
1619        if (entry.nextIndex == 0)
1620        {
1621            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1622           
1623            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1624            {
1625                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1626               
1627                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1628                flowStack.pop_back();
1629                continue;
1630            }
1631           
1632            // process current block
1633            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1634                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1635            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1636           
1637            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1638            {
1639                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1640                if (cachedRdata == nullptr)
1641                {
1642                    // try in routine map
1643                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1644                    if (rit != routineMap.end())
1645                        cachedRdata = &rit->second;
1646                }
1647                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1648                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1649                {
1650                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1651                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1652                    addSubroutine(loopsit2, false);
1653                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1654                }
1655            }
1656           
1657            if (cachedRdata != nullptr)
1658            {
1659                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1660                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1661                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1662               
1663                // join loopEnds
1664                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1665                {
1666                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1667                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1668                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1669                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1670                }
1671                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1672                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1673                flowStack.pop_back();
1674                continue;
1675            }
1676            else if (!visited[entry.blockIndex])
1677            {
1678                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1679                visited[entry.blockIndex] = true;
1680               
1681                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1682                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1683                    {
1684                        // put data to routine data
1685                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1686                       
1687                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1688                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1689                    }
1690            }
1691            else
1692            {
1693                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1694                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1695                flowStack.pop_back();
1696                continue;
1697            }
1698        }
1699       
1700        // join and skip calls
1701        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1702                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1703            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1704                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1705       
1706        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1707        {
1708            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1709            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1710            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1711            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1712            entry.nextIndex++;
1713        }
1714        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1715                // if have any call then go to next block
1716                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1717                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1718        {
1719            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1720            {
1721                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1722                    if (next.isCall)
1723                    {
1724                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1725                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1726                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1727                                    it->second, entry);
1728                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1729                    }
1730            }
1731            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1732            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1733            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1734            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1735            entry.nextIndex++;
1736        }
1737        else
1738        {
1739            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1740            if (cblock.haveReturn)
1741            {
1742                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1743                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1744                std::cout << "procretend" << std::endl;
1745                rdata.notFirstReturn = true;
1746            }
1747           
1748            // revert retSSAIdMap
1749            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1750            //
1751           
1752            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1753            {
1754                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1755                    continue;
1756                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1757                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1758                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1759                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1760               
1761                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1762                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1763                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1764               
1765                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1766            }
1767           
1768            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1769            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1770                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1771            { //put to cache
1772                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1773                addSubroutine(loopsit2, true);
1774            }
1775            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1776            {
1777                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1778                {
1779                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1780                                entry.blockIndex << std::endl;
1781                    // mark that loop has passed fully
1782                    loopsit2->second.passed = true;
1783                }
1784                else
1785                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1786                                entry.blockIndex << std::endl;
1787            }
1788           
1789            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1790            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1791            flowStack.pop_back();
1792        }
1793    }
1794    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1795}
1796
1797
1798void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1799{
1800    if (codeBlocks.empty())
1801        return;
1802    usageHandler.rewind();
1803    auto cbit = codeBlocks.begin();
1804    AsmRegVarUsage rvu;
1805    if (!usageHandler.hasNext())
1806        return; // do nothing if no regusages
1807    rvu = usageHandler.nextUsage();
1808   
1809    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1810    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1811    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1812    size_t regTypesNum;
1813    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1814   
1815    while (true)
1816    {
1817        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1818        {
1819            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1820            ++cbit;
1821        }
1822        if (cbit == codeBlocks.end())
1823            break;
1824        // skip rvu's before codeblock
1825        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1826            rvu = usageHandler.nextUsage();
1827        if (rvu.offset < cbit->start)
1828            break;
1829       
1830        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1831        while (rvu.offset < cbit->end)
1832        {
1833            // process rvu
1834            // only if regVar
1835            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1836            {
1837                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1838                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1839               
1840                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1841                if (res.second)
1842                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1843                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1844                    // if first write RVU instead read RVU
1845                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1846                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1847                /* change SSA id only for write-only regvars -
1848                 *   read-write place can not have two different variables */
1849                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1850                    sinfo.ssaIdChange++;
1851                if (rvu.regVar==nullptr)
1852                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1853                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1854            }
1855            // get next rvusage
1856            if (!usageHandler.hasNext())
1857                break;
1858            rvu = usageHandler.nextUsage();
1859        }
1860        ++cbit;
1861    }
1862   
1863    size_t rbwCount = 0;
1864    size_t wrCount = 0;
1865   
1866    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1867   
1868    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1869    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1870    // total SSA count
1871    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1872    // last SSA ids map from returns
1873    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1874    // last SSA ids in current way in code flow
1875    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1876    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1877    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1878    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1879    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1880    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1881    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1882    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1883   
1884    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1885    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1886    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1887    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1888    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1889    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1890    flowStackBlocks[0] = true;
1891    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1892   
1893    while (!flowStack.empty())
1894    {
1895        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1896        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1897       
1898        if (entry.nextIndex == 0)
1899        {
1900            // process current block
1901            if (!visited[entry.blockIndex])
1902            {
1903                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1904                visited[entry.blockIndex] = true;
1905               
1906                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1907                {
1908                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1909                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1910                    {
1911                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1912                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1913                        continue; // no change for registers
1914                    }
1915                   
1916                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1917                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1918                   
1919                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1920                   
1921                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1922                    if (totalSSACount == 0)
1923                    {
1924                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1925                        ssaId++;
1926                        totalSSACount++;
1927                    }
1928                   
1929                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1930                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1931                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1932                   
1933                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1934                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1935                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1936                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1937                        ssaId = totalSSACount;
1938                   
1939                    /*if (!callStack.empty())
1940                        // put data to routine data
1941                        updateRoutineData(routineMap.find(
1942                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1943                       
1944                    // count read before writes (for cache weight)
1945                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1946                        rbwCount++;
1947                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1948                        wrCount++;
1949                }
1950            }
1951            else
1952            {
1953                // TODO: correctly join this path with routine data
1954                // currently does not include further substitutions in visited path
1955                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1956                if (!callStack.empty())
1957                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1958               
1959                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1960                {
1961                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1962                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1963                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1964                }*/
1965               
1966                // handle caching for res second point
1967                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1968                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1969                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1970                // back, already visited
1971                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1972                flowStack.pop_back();
1973               
1974                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1975                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1976                {
1977                    // mark point of way to cache (res first point)
1978                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1979                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1980                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1981                            curWayBIndex << std::endl;
1982                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1983                }
1984                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1985                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1986                continue;
1987            }
1988        }
1989       
1990        if (!callStack.empty() &&
1991            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1992            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1993        {
1994            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1995            RoutineData& prevRdata =
1996                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
1997            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
1998            {
1999                //RoutineData myRoutineData;
2000                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
2001                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2002                            callStack.back().routineBlock);
2003                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2004                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
2005            }
2006           
2007           
2008           
2009            callStack.pop_back(); // just return from call
2010            if (!callStack.empty())
2011                // put to parent routine
2012                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
2013                                    prevRdata);
2014        }
2015       
2016        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2017        {
2018            bool isCall = false;
2019            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2020            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2021            {
2022                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2023                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2024                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2025                isCall = true;
2026            }
2027           
2028            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2029            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2030            {
2031                loopBlocks.insert(nextBlock);
2032                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2033            }
2034            else
2035                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2036            entry.nextIndex++;
2037        }
2038        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2039                // if have any call then go to next block
2040                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2041                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2042        {
2043            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2044            {
2045                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2046                                     ssaReplacesMap);
2047                //
2048                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2049                    if (next.isCall)
2050                    {
2051                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2052                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2053                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2054                                    it->second, entry);
2055                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2056                    }
2057            }
2058            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2059            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2060            {
2061                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2062                 // keep to inserted in popping
2063                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2064            }
2065            else
2066                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2067            entry.nextIndex++;
2068        }
2069        else // back
2070        {
2071            RoutineData* rdata = nullptr;
2072            if (!callStack.empty())
2073                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2074           
2075            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
2076            {
2077                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2078                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
2079                std::cout << "procretend" << std::endl;
2080            }*/
2081           
2082            // revert retSSAIdMap
2083            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2084            //
2085           
2086            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2087            {
2088                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2089                    continue;
2090               
2091                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2092                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2093                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2094               
2095                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2096                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2097                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2098               
2099                /*if (rdata!=nullptr)
2100                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2101                */
2102            }
2103           
2104            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2105            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2106            flowStack.pop_back();
2107            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2108                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2109            {
2110                lastCommonCacheWayPoint =
2111                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2112                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2113            }
2114           
2115        }
2116    }
2117   
2118    /**********
2119     * after that, we find points to resolve conflicts
2120     **********/
2121    flowStack.clear();
2122    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2123   
2124    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2125    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2126   
2127    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2128    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2129   
2130    while (!flowStack2.empty())
2131    {
2132        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2133        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2134       
2135        if (entry.nextIndex == 0)
2136        {
2137            // process current block
2138            if (!visited[entry.blockIndex])
2139                visited[entry.blockIndex] = true;
2140            else
2141            {
2142                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2143                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2144                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2145               
2146                // back, already visited
2147                flowStack2.pop_back();
2148                continue;
2149            }
2150        }
2151       
2152        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2153        {
2154            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2155            entry.nextIndex++;
2156        }
2157        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2158                // if have any call then go to next block
2159                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2160                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2161        {
2162            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2163            entry.nextIndex++;
2164        }
2165        else // back
2166        {
2167            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2168                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2169                // add to cache
2170                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2171                            entry.blockIndex);
2172            flowStack2.pop_back();
2173        }
2174    }
2175}
2176
2177void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2178{
2179    /* prepare SSA id replaces */
2180    struct MinSSAGraphNode
2181    {
2182        size_t minSSAId;
2183        bool visited;
2184        std::unordered_set<size_t> nexts;
2185        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2186    };
2187    struct MinSSAGraphStackEntry
2188    {
2189        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2190        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2191        size_t minSSAId;
2192    };
2193   
2194    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2195    {
2196        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2197        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2198        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2199        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2200       
2201        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2202       
2203        auto it = replaces.begin();
2204        while (it != replaces.end())
2205        {
2206            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2207                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2208            {
2209                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2210                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2211                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2212                    node.nexts.insert(it->second);
2213            }
2214            it = itEnd;
2215        }
2216        // propagate min value
2217        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2218        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2219                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2220        {
2221            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2222            // traverse with minimalize SSA id
2223            while (!minSSAStack.empty())
2224            {
2225                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2226                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2227                bool toPop = false;
2228                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2229                {
2230                    if (!node.visited)
2231                        node.visited = true;
2232                    else
2233                        toPop = true;
2234                }
2235                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2236                {
2237                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2238                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2239                    {
2240                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2241                                nodeIt->second.minSSAId });
2242                    }
2243                    ++entry.nextIt;
2244                }
2245                else
2246                {
2247                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2248                    minSSAStack.pop();
2249                    if (!minSSAStack.empty())
2250                    {
2251                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2252                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2253                    }
2254                }
2255            }
2256            // skip visited nodes
2257            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2258                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2259                    break;
2260        }
2261       
2262        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2263            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2264       
2265        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2266        entry.second = newReplaces;
2267    }
2268   
2269    /* apply SSA id replaces */
2270    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2271        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2272        {
2273            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2274            if (it == ssaReplacesMap.end())
2275                continue;
2276            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2277            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2278            if (sinfo.readBeforeWrite)
2279            {
2280                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2281                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2282                if (rit != replaces.end())
2283                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2284            }
2285            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2286            {
2287                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2288                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2289                if (rit != replaces.end())
2290                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2291            }
2292            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2293            {
2294                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2295                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2296                if (rit != replaces.end())
2297                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2298            }
2299        }
2300}
2301
2302struct Liveness
2303{
2304    std::map<size_t, size_t> l;
2305   
2306    Liveness() { }
2307   
2308    void clear()
2309    { l.clear(); }
2310   
2311    void expand(size_t k)
2312    {
2313        if (l.empty())
2314            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2315        else
2316        {
2317            auto it = l.end();
2318            --it;
2319            it->second = k+1;
2320        }
2321    }
2322    void newRegion(size_t k)
2323    {
2324        if (l.empty())
2325            l.insert(std::make_pair(k, k));
2326        else
2327        {
2328            auto it = l.end();
2329            --it;
2330            if (it->first != k && it->second != k)
2331                l.insert(std::make_pair(k, k));
2332        }
2333    }
2334   
2335    void insert(size_t k, size_t k2)
2336    {
2337        auto it1 = l.lower_bound(k);
2338        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2339            --it1;
2340        if (it1->second < k)
2341            ++it1;
2342        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2343        if (it1!=it2)
2344        {
2345            k = std::min(k, it1->first);
2346            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2347            l.erase(it1, it2);
2348        }
2349        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2350    }
2351   
2352    bool contain(size_t t) const
2353    {
2354        auto it = l.lower_bound(t);
2355        if (it==l.begin() && it->first>t)
2356            return false;
2357        if (it==l.end() || it->first>t)
2358            --it;
2359        return it->first<=t && t<it->second;
2360    }
2361   
2362    bool common(const Liveness& b) const
2363    {
2364        auto i = l.begin();
2365        auto j = b.l.begin();
2366        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2367        {
2368            if (i->first==i->second)
2369            {
2370                ++i;
2371                continue;
2372            }
2373            if (j->first==j->second)
2374            {
2375                ++j;
2376                continue;
2377            }
2378            if (i->first<j->first)
2379            {
2380                if (i->second > j->first)
2381                    return true; // common place
2382                ++i;
2383            }
2384            else
2385            {
2386                if (i->first < j->second)
2387                    return true; // common place
2388                ++j;
2389            }
2390        }
2391        return false;
2392    }
2393};
2394
2395typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2396
2397static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2398            const AsmSingleVReg& svreg)
2399{
2400    cxuint regType; // regtype
2401    if (svreg.regVar!=nullptr)
2402        regType = svreg.regVar->type;
2403    else
2404        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2405            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2406                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2407                break;
2408    return regType;
2409}
2410
2411static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2412        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2413        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2414{
2415    size_t ssaId;
2416    if (svreg.regVar==nullptr)
2417        ssaId = 0;
2418    else if (ssaIdIdx==0)
2419        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2420    else if (ssaIdIdx==1)
2421        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2422    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2423        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2424    else // last
2425        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2426   
2427    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2428    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2429    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2430                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2431    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2432}
2433
2434typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2435
2436struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2437{
2438    size_t ssaId; // last SSA id
2439    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2440};
2441
2442/* TODO: add handling calls
2443 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2444 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2445 */
2446
2447typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2448
2449static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2450        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2451        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2452        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2453        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2454{
2455    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2456    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2457        if (entry.second.readBeforeWrite)
2458        {
2459            // find last
2460            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2461            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2462                continue; // not found
2463            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2464            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2465            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2466            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2467            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2468                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2469            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2470            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2471            --flitEnd; // before last element
2472            // insert live time to last seen position
2473            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2474            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2475            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2476                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2477            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2478            {
2479                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2480                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2481                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2482            }
2483        }
2484}
2485
2486static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2487        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2488        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2489        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2490        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2491{
2492    auto flitStart = flowStack.end();
2493    --flitStart;
2494    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2495    // find step in way
2496    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2497    auto flitEnd = flowStack.end();
2498    --flitEnd;
2499    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2500   
2501    // collect var to check
2502    size_t flowPos = 0;
2503    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2504    {
2505        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2506        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2507        {
2508            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2509            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2510                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2511            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2512        }
2513    }
2514    // find connections
2515    flowPos = 0;
2516    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2517    {
2518        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2519        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2520        {
2521            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2522            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2523            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2524                flowPos > varMapIt->second.second ||
2525                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2526                continue;
2527            // just connect
2528           
2529            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2530            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2531            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2532                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2533            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2534           
2535            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2536            {
2537                // fill whole loop
2538                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2539                {
2540                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2541                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2542                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2543                }
2544                continue;
2545            }
2546           
2547            size_t flowPos2 = 0;
2548            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2549            {
2550                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2551                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2552                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2553            }
2554            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2555            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2556            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2557            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2558            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2559                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2560            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2561            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2562            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2563            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2564            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2565                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2566            // fill up loop end
2567            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2568            {
2569                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2570                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2571                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2572            }
2573        }
2574    }
2575}
2576
2577struct LiveBlock
2578{
2579    size_t start;
2580    size_t end;
2581    size_t vidx;
2582   
2583    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2584    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2585   
2586    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2587    { return start<b.start || (start==b.start &&
2588            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2589};
2590
2591typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2592typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2593typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2594typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2595
2596static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2597            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2598            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2599            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2600            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2601{
2602    // add linear deps
2603    cxuint count = ldeps[0];
2604    cxuint pos = 1;
2605    cxbyte rvuAdded = 0;
2606    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2607    {
2608        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2609        std::vector<size_t> vidxes;
2610        cxuint regType = UINT_MAX;
2611        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2612        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2613        {
2614            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2615            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2616            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2617            {
2618                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2619                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2620                if (regType==UINT_MAX)
2621                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2622                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2623                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2624                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2625                // push variable index
2626                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2627            }
2628        }
2629        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2630        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2631        {
2632            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2633            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2634        }
2635    }
2636    // add single arg linear dependencies
2637    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2638        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2639        {
2640            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2641            std::vector<size_t> vidxes;
2642            cxuint regType = UINT_MAX;
2643            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2644            {
2645                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2646                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2647                if (regType==UINT_MAX)
2648                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2649                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2650                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2651                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2652                // push variable index
2653                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2654            }
2655            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2656            {
2657                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2658                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2659            }
2660        }
2661       
2662    /* equalTo dependencies */
2663    count = edeps[0];
2664    pos = 1;
2665    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2666    {
2667        cxuint ccount = edeps[pos++];
2668        std::vector<size_t> vidxes;
2669        cxuint regType = UINT_MAX;
2670        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2671        {
2672            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2673            // only one register should be set for equalTo depencencies
2674            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2675            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2676            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2677            if (regType==UINT_MAX)
2678                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2679            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2680            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2681                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2682            // push variable index
2683            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2684        }
2685        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2686        {
2687            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2688            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2689        }
2690    }
2691}
2692
2693typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2694
2695struct EqualStackEntry
2696{
2697    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2698    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2699};
2700
2701void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2702{
2703    // construct var index maps
2704    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2705    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2706    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2707    size_t regTypesNum;
2708    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2709   
2710    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2711        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2712        {
2713            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2714            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2715            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2716            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2717            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2718            size_t ssaIdCount = 0;
2719            if (sinfo.readBeforeWrite)
2720                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2721            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2722            {
2723                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2724                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2725            }
2726            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2727                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2728           
2729            if (sinfo.readBeforeWrite)
2730                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2731            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2732            {
2733                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2734                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2735                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2736                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2737                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2738                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2739            }
2740        }
2741   
2742    // construct vreg liveness
2743    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2744    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2745    // hold last vreg ssaId and position
2746    LastVRegMap lastVRegMap;
2747    // hold start live time position for every code block
2748    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2749    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2750   
2751    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2752   
2753    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2754        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2755   
2756    size_t curLiveTime = 0;
2757   
2758    while (!flowStack.empty())
2759    {
2760        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2761        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2762       
2763        if (entry.nextIndex == 0)
2764        {
2765            // process current block
2766            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2767            {
2768                // if loop
2769                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2770                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2771                flowStack.pop_back();
2772                continue;
2773            }
2774           
2775            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2776            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2777                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2778           
2779            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2780            {
2781                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2782                // update
2783                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2784                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2785                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2786                --flit; // to last position
2787                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2788                            { lastSSAId, { flit } } });
2789                if (!res.second) // if not first seen, just update
2790                {
2791                    // update last
2792                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2793                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2794                }
2795            }
2796           
2797            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2798            if (!visited[entry.blockIndex])
2799            {
2800                visited[entry.blockIndex] = true;
2801                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2802                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2803                cxuint instrRVUsCount = 0;
2804               
2805                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2806                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2807                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2808               
2809                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2810                // register in liveness
2811                while (true)
2812                {
2813                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2814                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2815                    if (usageHandler.hasNext())
2816                    {
2817                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2818                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2819                            break;
2820                        if (!rvu.useRegMode)
2821                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2822                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2823                                cblock.start + curLiveTime;
2824                    }
2825                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2826                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2827                    {
2828                        // apply to liveness
2829                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2830                        {
2831                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2832                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2833                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2834                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2835                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2836                            lv.expand(liveTime);
2837                        }
2838                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2839                        {
2840                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2841                            ssaIdIdx++;
2842                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2843                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2844                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2845                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2846                                // because live after this instr
2847                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2848                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2849                        }
2850                        // get linear deps and equal to
2851                        cxbyte lDeps[16];
2852                        cxbyte eDeps[16];
2853                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2854                                        lDeps, eDeps);
2855                       
2856                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2857                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2858                                regTypesNum, regRanges);
2859                       
2860                        readSVRegs.clear();
2861                        writtenSVRegs.clear();
2862                        if (!usageHandler.hasNext())
2863                            break; // end
2864                        oldOffset = rvu.offset;
2865                        instrRVUsCount = 0;
2866                    }
2867                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2868                        break;
2869                   
2870                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2871                    {
2872                        // per register/singlvreg
2873                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2874                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2875                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2876                        else // read or treat as reading // expand previous region
2877                            readSVRegs.push_back(svreg);
2878                    }
2879                }
2880                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2881            }
2882            else
2883            {
2884                // back, already visited
2885                flowStack.pop_back();
2886                continue;
2887            }
2888        }
2889        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2890        {
2891            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2892            entry.nextIndex++;
2893        }
2894        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2895        {
2896            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2897            entry.nextIndex++;
2898        }
2899        else // back
2900        {
2901            // revert lastSSAIdMap
2902            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2903            flowStack.pop_back();
2904            if (!flowStack.empty())
2905            {
2906                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2907                {
2908                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2909                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2910                    {
2911                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2912                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2913                        lastPos.blockChain.pop_back();
2914                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2915                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2916                    }
2917                }
2918            }
2919        }
2920    }
2921   
2922    /// construct liveBlockMaps
2923    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2924    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2925    {
2926        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2927        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2928        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2929        {
2930            Liveness& lv = liveness[li];
2931            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2932                if (blk.first != blk.second)
2933                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2934            lv.clear();
2935        }
2936        liveness.clear();
2937    }
2938   
2939    // create interference graphs
2940    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2941    {
2942        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2943        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2944        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2945       
2946        auto lit = liveBlockMap.begin();
2947        size_t rangeStart = 0;
2948        if (lit != liveBlockMap.end())
2949            rangeStart = lit->start;
2950        while (lit != liveBlockMap.end())
2951        {
2952            const size_t blkStart = lit->start;
2953            const size_t blkEnd = lit->end;
2954            size_t rangeEnd = blkEnd;
2955            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2956            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2957            // collect from this range, variable indices
2958            std::set<size_t> varIndices;
2959            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2960                varIndices.insert(lit2->vidx);
2961            // push to intergraph as full subgGraph
2962            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2963                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2964                    if (vit != vit2)
2965                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2966            // go to next live blocks
2967            rangeStart = rangeEnd;
2968            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2969                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2970                    break;
2971            if (lit == liveBlockMap.end())
2972                break; //
2973            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2974        }
2975    }
2976   
2977    /*
2978     * resolve equalSets
2979     */
2980    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2981    {
2982        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2983        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2984        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2985        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2986        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2987       
2988        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2989        {
2990            auto it = etoDepMap.find(v);
2991            if (it == etoDepMap.end())
2992            {
2993                // is not regvar in equalTo dependencies
2994                v++;
2995                continue;
2996            }
2997           
2998            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
2999            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3000           
3001            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3002            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3003            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3004            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3005           
3006            // traverse by this
3007            while (!etoStack.empty())
3008            {
3009                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3010                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3011                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3012                if (entry.nextIdx == 0)
3013                {
3014                    if (!visited[vidx])
3015                    {
3016                        // push to this equalSet
3017                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3018                        equalSet.push_back(vidx);
3019                    }
3020                    else
3021                    {
3022                        // already visited
3023                        etoStack.pop();
3024                        continue;
3025                    }
3026                }
3027               
3028                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3029                {
3030                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3031                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3032                    entry.nextIdx++;
3033                }
3034                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3035                {
3036                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3037                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3038                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3039                    entry.nextIdx++;
3040                }
3041                else
3042                    etoStack.pop();
3043            }
3044           
3045            // to first already added node (var)
3046            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3047        }
3048    }
3049}
3050
3051typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3052
3053struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3054{
3055    const InterGraph& interGraph;
3056    const Array<size_t>& sdoCounts;
3057   
3058    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3059        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3060    { }
3061   
3062    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3063    {
3064        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3065            return true;
3066        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3067    }
3068};
3069
3070/* algorithm to allocate regranges:
3071 * from smallest regranges to greatest regranges:
3072 *   choosing free register: from smallest free regranges
3073 *      to greatest regranges:
3074 *         in this same regrange:
3075 *               try to find free regs in regranges
3076 *               try to link free ends of two distinct regranges
3077 */
3078
3079void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3080{
3081    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3082                    assembler.deviceType);
3083   
3084    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3085    {
3086        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3087        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3088        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3089        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3090        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3091        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3092       
3093        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3094        gcMap.resize(nodesNum);
3095        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3096        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3097        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3098       
3099        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3100        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3101        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3102            nodeSet.insert(i);
3103       
3104        cxuint colorsNum = 0;
3105        // firstly, allocate real registers
3106        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3107            if (entry.first.regVar == nullptr)
3108                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3109       
3110        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3111        {
3112            size_t node = *nodeSet.begin();
3113            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3114                continue; // already colored
3115            size_t color = 0;
3116            std::vector<size_t> equalNodes;
3117            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3118            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3119            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3120                // found, get equal set from equalSetList
3121                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3122           
3123            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3124            {
3125                // find first usable color
3126                bool thisSame = false;
3127                for (size_t nb: interGraph[node])
3128                    if (gcMap[nb] == color)
3129                    {
3130                        thisSame = true;
3131                        break;
3132                    }
3133                if (!thisSame)
3134                    break;
3135            }
3136            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3137            {
3138                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3139                    throw AsmException("Too many register is needed");
3140                colorsNum++;
3141            }
3142           
3143            for (size_t nextNode: equalNodes)
3144                gcMap[nextNode] = color;
3145            // update SDO for node
3146            bool colorExists = false;
3147            for (size_t node: equalNodes)
3148            {
3149                for (size_t nb: interGraph[node])
3150                    if (gcMap[nb] == color)
3151                    {
3152                        colorExists = true;
3153                        break;
3154                    }
3155                if (!colorExists)
3156                    sdoCounts[node]++;
3157            }
3158            // update SDO for neighbors
3159            for (size_t node: equalNodes)
3160                for (size_t nb: interGraph[node])
3161                {
3162                    colorExists = false;
3163                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3164                        if (gcMap[nb2] == color)
3165                        {
3166                            colorExists = true;
3167                            break;
3168                        }
3169                    if (!colorExists)
3170                    {
3171                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3172                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3173                        sdoCounts[nb]++;
3174                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3175                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3176                    }
3177                }
3178           
3179            for (size_t nextNode: equalNodes)
3180                gcMap[nextNode] = color;
3181        }
3182    }
3183}
3184
3185void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3186{
3187    // before any operation, clear all
3188    codeBlocks.clear();
3189    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3190    {
3191        vregIndexMaps[i].clear();
3192        interGraphs[i].clear();
3193        linearDepMaps[i].clear();
3194        equalToDepMaps[i].clear();
3195        graphColorMaps[i].clear();
3196        equalSetMaps[i].clear();
3197        equalSetLists[i].clear();
3198    }
3199    ssaReplacesMap.clear();
3200    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3201    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3202   
3203    // set up
3204    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3205    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3206    createSSAData(*section.usageHandler);
3207    applySSAReplaces();
3208    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3209    colorInterferenceGraph();
3210}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.