source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3918

Last change on this file since 3918 was 3918, checked in by matszpk, 13 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Fixed applying calls to stackVarMap (include ssaIds from all calls).

File size: 122.5 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
916static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock,
917        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
918        LastSSAIdMap& stackVarMap, size_t blockIndex, size_t nextIndex)
919{
920    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
921        if (next.isCall)
922        {
923            const LastSSAIdMap& regVarMap =
924                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
925            for (const auto& sentry: regVarMap)
926                stackVarMap[sentry.first] = {}; // clearing
927        }
928   
929    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
930        if (next.isCall)
931        {
932            std::cout << "  applycall: " << blockIndex << ": " <<
933                    nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
934            const LastSSAIdMap& regVarMap =
935                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
936            for (const auto& sentry: regVarMap)
937                for (size_t s: sentry.second)
938                    stackVarMap.insertSSAId(sentry.first, s);
939        }
940}
941
942
943static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
944        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
945        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
946        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
947        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
948        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
949        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
950        SSAReplacesMap& replacesMap)
951{
952    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
953    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
954    --pfEnd;
955    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
956    LastSSAIdMap stackVarMap;
957   
958    size_t pfStartIndex = 0;
959    {
960        auto pfPrev = pfEnd;
961        --pfPrev;
962        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
963        if (it != prevWaysIndexMap.end())
964        {
965            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
966            if (cached!=nullptr)
967            {
968                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
969                        it->second.second << std::endl;
970                stackVarMap = *cached;
971                pfStartIndex = it->second.second+1;
972               
973                // apply missing calls at end of the cached
974                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
975               
976                applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
977            }
978        }
979    }
980   
981    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
982    {
983        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
984        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
985        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
986        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
987        {
988            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
989            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
990                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
991        }
992        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
993            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
994                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
995       
996        // put to first point cache
997        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
998        {
999            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1000            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1001        }
1002    }
1003   
1004    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1005    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1006                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1007   
1008    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1009    // traverse by graph from next block
1010    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1011    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1012    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1013   
1014    // already read in current path
1015    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1016    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
1017   
1018    while (!flowStack.empty())
1019    {
1020        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1021        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1022       
1023        if (entry.nextIndex == 0)
1024        {
1025            // process current block
1026            if (!visited[entry.blockIndex])
1027            {
1028                visited[entry.blockIndex] = true;
1029                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1030               
1031                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1032                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1033                if (resSecondPoints == nullptr)
1034                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1035                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1036                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1037                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1038                else // to use cache
1039                {
1040                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1041                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1042                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1043                    flowStack.pop_back();
1044                    continue;
1045                }
1046            }
1047            else
1048            {
1049                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1050                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1051                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1052                // back, already visited
1053                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1054                flowStack.pop_back();
1055                continue;
1056            }
1057        }
1058       
1059        /*if (!callStack.empty() &&
1060            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1061            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1062            callStack.pop(); // just return from call
1063        */
1064        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1065        {
1066            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1067                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1068                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1069            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1070            entry.nextIndex++;
1071        }
1072        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1073                // if have any call then go to next block
1074                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1075                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1076        {
1077            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1078            for (const auto& next: cblock.nexts)
1079                if (next.isCall)
1080                {
1081                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1082                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1083                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1084                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1085                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1086                }
1087           
1088            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1089            entry.nextIndex++;
1090        }
1091        else // back
1092        {
1093            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1094            // before write (can be different due to earlier visit)
1095            for (const auto& next: cblock.nexts)
1096                if (next.isCall)
1097                {
1098                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1099                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1100                    {
1101                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1102                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1103                            alreadyReadMap.erase(it);
1104                    }
1105                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1106                    {
1107                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1108                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1109                            alreadyReadMap.erase(it);
1110                    }
1111                }
1112           
1113            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1114            {
1115                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1116                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1117                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1118                    // before write (can be different due to earlier visit)
1119                    alreadyReadMap.erase(it);
1120            }
1121            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1122           
1123            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1124                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1125                // add to cache
1126                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1127                            entry.blockIndex);
1128           
1129            flowStack.pop_back();
1130        }
1131    }
1132   
1133    if (toCache)
1134        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1135}
1136
1137static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1138                size_t routineBlock)
1139{
1140    for (const auto& entry: src)
1141    {
1142        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1143                cxuint(entry.first.index) << ":";
1144        for (size_t v: entry.second)
1145            std::cout << " " << v;
1146        std::cout << std::endl;
1147        // insert if not inserted
1148        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1149        if (res.second)
1150            continue; // added new
1151        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1152        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1153        // add new ways
1154        for (size_t ssaId: entry.second)
1155            destEntry.insertValue(ssaId);
1156        std::cout << "    :";
1157        for (size_t v: destEntry)
1158            std::cout << " " << v;
1159        std::cout << std::endl;
1160    }
1161}
1162
1163static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1164{
1165    for (const auto& entry: src)
1166    {
1167        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1168                cxuint(entry.first.index) << ":";
1169        for (size_t v: entry.second)
1170            std::cout << " " << v;
1171        std::cout << std::endl;
1172        auto res = dest.insert(entry); // find
1173        if (res.second)
1174            continue; // added new
1175        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1176        // add new ways
1177        for (size_t ssaId: entry.second)
1178            destEntry.insertValue(ssaId);
1179        std::cout << "    :";
1180        for (size_t v: destEntry)
1181            std::cout << " " << v;
1182        std::cout << std::endl;
1183    }
1184}
1185
1186static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1187                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1188                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1189{
1190    for (const auto& entry: src)
1191    {
1192        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1193        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1194        {
1195            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1196            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1197            {
1198                // if found in last ssa ID map,
1199                // but has first value (some way do not change SSAId)
1200                // then pass to add new ssaIds before this point
1201                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1202                    continue; // otherwise, skip
1203            }
1204        }
1205        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1206                cxuint(entry.first.index) << ":";
1207        for (size_t v: entry.second)
1208            std::cout << " " << v;
1209        std::cout << std::endl;
1210        auto res = dest.insert(entry); // find
1211        if (res.second)
1212            continue; // added new
1213        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1214        // add new ways
1215        for (size_t ssaId: entry.second)
1216            destEntry.insertValue(ssaId);
1217        std::cout << "    :";
1218        for (size_t v: destEntry)
1219            std::cout << " " << v;
1220        std::cout << std::endl;
1221    }
1222    if (!loop) // do not if loop
1223        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1224}
1225
1226static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1227                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1228{
1229    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1230}
1231
1232
1233static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1234{
1235    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1236    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1237   
1238    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1239   
1240    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1241    {
1242        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1243                cxuint(entry.first.index) << ":";
1244        for (size_t v: entry.second)
1245            std::cout << " " << v;
1246        std::cout << std::endl;
1247        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1248        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1249        if (!res.second)
1250        {
1251            // add new ways
1252            for (size_t ssaId: entry.second)
1253                destEntry.insertValue(ssaId);
1254        }
1255        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1256        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1257            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1258            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1259                      rbwit->second) == entry.second.end())
1260            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1261        std::cout << "    :";
1262        for (size_t v: destEntry)
1263            std::cout << " " << v;
1264        std::cout << std::endl;
1265    }
1266}
1267
1268static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1269            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1270            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1271            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1272{
1273    if (retSSAIdMap.empty())
1274        return;
1275    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1276    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1277    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1278    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1279    // collect rbw SSAIds
1280    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1281        if (next.isCall)
1282        {
1283            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1284            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1285                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1286           
1287        }
1288    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1289        if (next.isCall)
1290        {
1291            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1292            // add changed
1293            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1294                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1295                    changed.insert(lentry.first);
1296        }
1297   
1298    // reduce SSAIds
1299    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1300    {
1301        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1302        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1303        {
1304            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1305            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1306            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1307            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1308            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1309           
1310            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1311            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1312                        outSSAIds.begin());
1313            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1314            if (outSSAIds.size() >= 2)
1315            {
1316                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1317                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1318               
1319                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1320                        rentry.first.index << std::endl;
1321            }
1322           
1323            for (size_t rblock: rentry.second.routines)
1324                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1325                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1326            reduced.insert(rentry.first);
1327        }
1328    }
1329    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1330        retSSAIdMap.erase(vreg);
1331    reduced.clear();
1332       
1333    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1334    {
1335        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1336        if (rit != retSSAIdMap.end())
1337        {
1338            // if modified
1339            // put before removing to revert for other ways after calls
1340            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1341            if (res.second)
1342                res.first->second = rit->second;
1343            // just remove, if some change without read before
1344            retSSAIdMap.erase(rit);
1345        }
1346    }
1347}
1348
1349static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1350            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1351            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1352{
1353    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1354    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1355    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1356    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1357    {
1358        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1359       
1360        if (ssaIds.size() >= 2)
1361        {
1362            // reduce to minimal ssaId from all calls
1363            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1364            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1365            // insert SSA replaces
1366            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1367            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1368                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1369            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1370        }
1371        else if (ssaIds.size() == 1)
1372            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1373       
1374        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1375                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1376        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1377        // reduce SSAIds replaces
1378        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1379            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1380                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1381        // finally remove from container (because obsolete)
1382        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1383        return true;
1384    }
1385    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1386    {
1387        // put before removing to revert for other ways after calls
1388        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1389        if (res.second)
1390            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1391        // just remove, if some change without read before
1392        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1393    }
1394    return false;
1395}
1396
1397static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1398                size_t prevSSAId)
1399{
1400    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1401    bool beforeFirstAccess = true;
1402    // put first SSAId before write
1403    if (sinfo.readBeforeWrite)
1404    {
1405        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1406        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1407            // if already added
1408            beforeFirstAccess = false;
1409    }
1410   
1411    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1412    {
1413        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1414        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1415        // put last SSAId
1416        if (!res.second)
1417        {
1418            beforeFirstAccess = false;
1419            // if not inserted
1420            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1421            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1422            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1423        }
1424        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1425        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1426        {
1427            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1428            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1429                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1430        }
1431    }
1432    else
1433    {
1434        // insert read ssaid if no change
1435        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1436        if (!res.second)
1437        {
1438            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1439            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1440        }
1441    }
1442}
1443
1444static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1445            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1446            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1447            FlowStackEntry& entry)
1448{
1449    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1450    {
1451        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1452        if (!res.second)
1453            continue; // already added, do not change
1454        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1455        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1456            res.first->second = rfit->second;
1457       
1458        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1459        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1460        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1461                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1462    }
1463}
1464
1465static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1466            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1467{
1468    // revert retSSAIdMap
1469    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1470    {
1471        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1472        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1473        {
1474            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1475            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1476                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1477        }
1478       
1479        if (!v.second.ssaIds.empty())
1480        {
1481            // just add if previously present
1482            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1483                rfit->second = v.second;
1484            else
1485                retSSAIdMap.insert(v);
1486        }
1487        else // erase if empty
1488            retSSAIdMap.erase(v.first);
1489       
1490        if (rdata!=nullptr)
1491        {
1492            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1493            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1494                ssaIds.insertValue(ssaId);
1495            if (v.second.ssaIds.empty())
1496            {
1497                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1498                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1499            }
1500           
1501            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1502                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1503            for (size_t v: ssaIds)
1504                std::cout << " " << v;
1505            std::cout << std::endl;
1506        }
1507        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1508    }
1509}
1510
1511static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1512            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1513{
1514    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1515    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1516                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1517    for (size_t v: ssaIds)
1518        std::cout << " " << v;
1519    std::cout << std::endl;
1520   
1521    // if cblock with some children
1522    if (nextSSAId != curSSAId)
1523        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1524   
1525    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1526    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1527            (curSSAId) << std::endl;*/
1528    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1529   
1530    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1531                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1532    for (size_t v: ssaIds)
1533        std::cout << " " << v;
1534    std::cout << std::endl;
1535}
1536
1537static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1538                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1539{
1540    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1541    {
1542        // handle loops
1543        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1544        // add to routine data loopEnds
1545        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1546        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1547        {
1548            if (!loopsit2->second.passed)
1549                // still in loop join ssaid map
1550                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1551        }
1552        else
1553            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1554        return true;
1555    }
1556    return false;
1557}
1558
1559
1560static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1561        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1562        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1563        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1564        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1565        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1566        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1567        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1568{
1569    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1570    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1571    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1572    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1573    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1574        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1575    // last SSA ids map from returns
1576    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1577    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1578    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1579   
1580    while (!flowStack.empty())
1581    {
1582        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1583        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1584       
1585        auto addSubroutine = [&](
1586            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1587            bool applyToMainRoutine)
1588        {
1589            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1590            {
1591                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1592                if (applyToMainRoutine &&
1593                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1594                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1595                {
1596                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1597                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1598                                        *subRdata, true);
1599                }
1600                return;
1601            }
1602           
1603            RoutineData subrData;
1604            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1605            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1606            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1607                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1608                flowStackBlocks);
1609            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1610            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1611            {   // leave from loop point
1612                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1613                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1614                {
1615                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1616                            entry.blockIndex << std::endl;
1617                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1618                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1619                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1620                    if (applyToMainRoutine)
1621                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1622                                        subrData, true);
1623                }
1624            }
1625            subrData.calculateWeight();
1626            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1627        };
1628       
1629        if (entry.nextIndex == 0)
1630        {
1631            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1632           
1633            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1634            {
1635                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1636               
1637                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1638                flowStack.pop_back();
1639                continue;
1640            }
1641           
1642            // process current block
1643            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1644                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1645            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1646           
1647            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1648            {
1649                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1650                if (cachedRdata == nullptr)
1651                {
1652                    // try in routine map
1653                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1654                    if (rit != routineMap.end())
1655                        cachedRdata = &rit->second;
1656                }
1657                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1658                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1659                {
1660                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1661                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1662                    addSubroutine(loopsit2, false);
1663                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1664                }
1665            }
1666           
1667            if (cachedRdata != nullptr)
1668            {
1669                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1670                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1671                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1672               
1673                // join loopEnds
1674                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1675                {
1676                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1677                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1678                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1679                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1680                }
1681                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1682                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1683                flowStack.pop_back();
1684                continue;
1685            }
1686            else if (!visited[entry.blockIndex])
1687            {
1688                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1689                visited[entry.blockIndex] = true;
1690               
1691                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1692                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1693                    {
1694                        // put data to routine data
1695                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1696                       
1697                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1698                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1699                    }
1700            }
1701            else
1702            {
1703                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1704                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1705                flowStack.pop_back();
1706                continue;
1707            }
1708        }
1709       
1710        // join and skip calls
1711        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1712                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1713            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1714                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1715       
1716        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1717        {
1718            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1719            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1720            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1721            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1722            entry.nextIndex++;
1723        }
1724        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1725                // if have any call then go to next block
1726                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1727                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1728        {
1729            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1730            {
1731                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1732                    if (next.isCall)
1733                    {
1734                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1735                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1736                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1737                                    it->second, entry);
1738                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1739                    }
1740            }
1741            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1742            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1743            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1744            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1745            entry.nextIndex++;
1746        }
1747        else
1748        {
1749            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1750            if (cblock.haveReturn)
1751            {
1752                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1753                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1754                std::cout << "procretend" << std::endl;
1755                rdata.notFirstReturn = true;
1756            }
1757           
1758            // revert retSSAIdMap
1759            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1760            //
1761           
1762            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1763            {
1764                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1765                    continue;
1766                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1767                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1768                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1769                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1770               
1771                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1772                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1773                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1774               
1775                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1776            }
1777           
1778            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1779            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1780                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1781            { //put to cache
1782                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1783                addSubroutine(loopsit2, true);
1784            }
1785            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1786            {
1787                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1788                {
1789                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1790                                entry.blockIndex << std::endl;
1791                    // mark that loop has passed fully
1792                    loopsit2->second.passed = true;
1793                }
1794                else
1795                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1796                                entry.blockIndex << std::endl;
1797            }
1798           
1799            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1800            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1801            flowStack.pop_back();
1802        }
1803    }
1804    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1805}
1806
1807
1808void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1809{
1810    if (codeBlocks.empty())
1811        return;
1812    usageHandler.rewind();
1813    auto cbit = codeBlocks.begin();
1814    AsmRegVarUsage rvu;
1815    if (!usageHandler.hasNext())
1816        return; // do nothing if no regusages
1817    rvu = usageHandler.nextUsage();
1818   
1819    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1820    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1821    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1822    size_t regTypesNum;
1823    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1824   
1825    while (true)
1826    {
1827        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1828        {
1829            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1830            ++cbit;
1831        }
1832        if (cbit == codeBlocks.end())
1833            break;
1834        // skip rvu's before codeblock
1835        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1836            rvu = usageHandler.nextUsage();
1837        if (rvu.offset < cbit->start)
1838            break;
1839       
1840        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1841        while (rvu.offset < cbit->end)
1842        {
1843            // process rvu
1844            // only if regVar
1845            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1846            {
1847                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1848                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1849               
1850                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1851                if (res.second)
1852                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1853                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1854                    // if first write RVU instead read RVU
1855                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1856                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1857                /* change SSA id only for write-only regvars -
1858                 *   read-write place can not have two different variables */
1859                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1860                    sinfo.ssaIdChange++;
1861                if (rvu.regVar==nullptr)
1862                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1863                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1864            }
1865            // get next rvusage
1866            if (!usageHandler.hasNext())
1867                break;
1868            rvu = usageHandler.nextUsage();
1869        }
1870        ++cbit;
1871    }
1872   
1873    size_t rbwCount = 0;
1874    size_t wrCount = 0;
1875   
1876    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1877   
1878    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1879    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1880    // total SSA count
1881    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1882    // last SSA ids map from returns
1883    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1884    // last SSA ids in current way in code flow
1885    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1886    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1887    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1888    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1889    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1890    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1891    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1892    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1893   
1894    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1895    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1896    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1897    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1898    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1899    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1900    flowStackBlocks[0] = true;
1901    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1902   
1903    while (!flowStack.empty())
1904    {
1905        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1906        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1907       
1908        if (entry.nextIndex == 0)
1909        {
1910            // process current block
1911            if (!visited[entry.blockIndex])
1912            {
1913                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1914                visited[entry.blockIndex] = true;
1915               
1916                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1917                {
1918                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1919                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1920                    {
1921                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1922                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1923                        continue; // no change for registers
1924                    }
1925                   
1926                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1927                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1928                   
1929                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1930                   
1931                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1932                    if (totalSSACount == 0)
1933                    {
1934                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1935                        ssaId++;
1936                        totalSSACount++;
1937                    }
1938                   
1939                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1940                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1941                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1942                   
1943                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1944                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1945                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1946                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1947                        ssaId = totalSSACount;
1948                   
1949                    /*if (!callStack.empty())
1950                        // put data to routine data
1951                        updateRoutineData(routineMap.find(
1952                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1953                       
1954                    // count read before writes (for cache weight)
1955                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1956                        rbwCount++;
1957                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1958                        wrCount++;
1959                }
1960            }
1961            else
1962            {
1963                // TODO: correctly join this path with routine data
1964                // currently does not include further substitutions in visited path
1965                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1966                if (!callStack.empty())
1967                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1968               
1969                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1970                {
1971                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1972                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1973                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1974                }*/
1975               
1976                // handle caching for res second point
1977                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1978                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1979                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1980                // back, already visited
1981                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1982                flowStack.pop_back();
1983               
1984                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1985                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1986                {
1987                    // mark point of way to cache (res first point)
1988                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1989                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1990                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1991                            curWayBIndex << std::endl;
1992                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1993                }
1994                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1995                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1996                continue;
1997            }
1998        }
1999       
2000        if (!callStack.empty() &&
2001            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2002            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2003        {
2004            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2005            RoutineData& prevRdata =
2006                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
2007            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
2008            {
2009                //RoutineData myRoutineData;
2010                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
2011                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2012                            callStack.back().routineBlock);
2013                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2014                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
2015            }
2016           
2017           
2018           
2019            callStack.pop_back(); // just return from call
2020            if (!callStack.empty())
2021                // put to parent routine
2022                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
2023                                    prevRdata);
2024        }
2025       
2026        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2027        {
2028            bool isCall = false;
2029            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2030            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2031            {
2032                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2033                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2034                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2035                isCall = true;
2036            }
2037           
2038            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2039            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2040            {
2041                loopBlocks.insert(nextBlock);
2042                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2043            }
2044            else
2045                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2046            entry.nextIndex++;
2047        }
2048        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2049                // if have any call then go to next block
2050                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2051                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2052        {
2053            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2054            {
2055                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2056                                     ssaReplacesMap);
2057                //
2058                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2059                    if (next.isCall)
2060                    {
2061                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2062                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2063                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2064                                    it->second, entry);
2065                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2066                    }
2067            }
2068            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2069            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2070            {
2071                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2072                 // keep to inserted in popping
2073                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2074            }
2075            else
2076                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2077            entry.nextIndex++;
2078        }
2079        else // back
2080        {
2081            RoutineData* rdata = nullptr;
2082            if (!callStack.empty())
2083                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2084           
2085            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
2086            {
2087                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2088                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
2089                std::cout << "procretend" << std::endl;
2090            }*/
2091           
2092            // revert retSSAIdMap
2093            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2094            //
2095           
2096            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2097            {
2098                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2099                    continue;
2100               
2101                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2102                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2103                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2104               
2105                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2106                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2107                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2108               
2109                /*if (rdata!=nullptr)
2110                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2111                */
2112            }
2113           
2114            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2115            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2116            flowStack.pop_back();
2117            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2118                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2119            {
2120                lastCommonCacheWayPoint =
2121                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2122                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2123            }
2124           
2125        }
2126    }
2127   
2128    /**********
2129     * after that, we find points to resolve conflicts
2130     **********/
2131    flowStack.clear();
2132    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2133   
2134    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2135    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2136   
2137    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2138    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2139   
2140    while (!flowStack2.empty())
2141    {
2142        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2143        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2144       
2145        if (entry.nextIndex == 0)
2146        {
2147            // process current block
2148            if (!visited[entry.blockIndex])
2149                visited[entry.blockIndex] = true;
2150            else
2151            {
2152                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2153                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2154                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2155               
2156                // back, already visited
2157                flowStack2.pop_back();
2158                continue;
2159            }
2160        }
2161       
2162        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2163        {
2164            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2165            entry.nextIndex++;
2166        }
2167        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2168                // if have any call then go to next block
2169                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2170                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2171        {
2172            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2173            entry.nextIndex++;
2174        }
2175        else // back
2176        {
2177            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2178                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2179                // add to cache
2180                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2181                            entry.blockIndex);
2182            flowStack2.pop_back();
2183        }
2184    }
2185}
2186
2187void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2188{
2189    /* prepare SSA id replaces */
2190    struct MinSSAGraphNode
2191    {
2192        size_t minSSAId;
2193        bool visited;
2194        std::unordered_set<size_t> nexts;
2195        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2196    };
2197    struct MinSSAGraphStackEntry
2198    {
2199        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2200        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2201        size_t minSSAId;
2202    };
2203   
2204    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2205    {
2206        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2207        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2208        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2209        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2210       
2211        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2212       
2213        auto it = replaces.begin();
2214        while (it != replaces.end())
2215        {
2216            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2217                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2218            {
2219                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2220                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2221                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2222                    node.nexts.insert(it->second);
2223            }
2224            it = itEnd;
2225        }
2226        // propagate min value
2227        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2228        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2229                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2230        {
2231            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2232            // traverse with minimalize SSA id
2233            while (!minSSAStack.empty())
2234            {
2235                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2236                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2237                bool toPop = false;
2238                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2239                {
2240                    if (!node.visited)
2241                        node.visited = true;
2242                    else
2243                        toPop = true;
2244                }
2245                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2246                {
2247                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2248                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2249                    {
2250                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2251                                nodeIt->second.minSSAId });
2252                    }
2253                    ++entry.nextIt;
2254                }
2255                else
2256                {
2257                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2258                    minSSAStack.pop();
2259                    if (!minSSAStack.empty())
2260                    {
2261                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2262                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2263                    }
2264                }
2265            }
2266            // skip visited nodes
2267            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2268                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2269                    break;
2270        }
2271       
2272        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2273            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2274       
2275        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2276        entry.second = newReplaces;
2277    }
2278   
2279    /* apply SSA id replaces */
2280    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2281        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2282        {
2283            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2284            if (it == ssaReplacesMap.end())
2285                continue;
2286            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2287            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2288            if (sinfo.readBeforeWrite)
2289            {
2290                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2291                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2292                if (rit != replaces.end())
2293                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2294            }
2295            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2296            {
2297                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2298                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2299                if (rit != replaces.end())
2300                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2301            }
2302            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2303            {
2304                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2305                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2306                if (rit != replaces.end())
2307                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2308            }
2309        }
2310}
2311
2312struct Liveness
2313{
2314    std::map<size_t, size_t> l;
2315   
2316    Liveness() { }
2317   
2318    void clear()
2319    { l.clear(); }
2320   
2321    void expand(size_t k)
2322    {
2323        if (l.empty())
2324            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2325        else
2326        {
2327            auto it = l.end();
2328            --it;
2329            it->second = k+1;
2330        }
2331    }
2332    void newRegion(size_t k)
2333    {
2334        if (l.empty())
2335            l.insert(std::make_pair(k, k));
2336        else
2337        {
2338            auto it = l.end();
2339            --it;
2340            if (it->first != k && it->second != k)
2341                l.insert(std::make_pair(k, k));
2342        }
2343    }
2344   
2345    void insert(size_t k, size_t k2)
2346    {
2347        auto it1 = l.lower_bound(k);
2348        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2349            --it1;
2350        if (it1->second < k)
2351            ++it1;
2352        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2353        if (it1!=it2)
2354        {
2355            k = std::min(k, it1->first);
2356            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2357            l.erase(it1, it2);
2358        }
2359        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2360    }
2361   
2362    bool contain(size_t t) const
2363    {
2364        auto it = l.lower_bound(t);
2365        if (it==l.begin() && it->first>t)
2366            return false;
2367        if (it==l.end() || it->first>t)
2368            --it;
2369        return it->first<=t && t<it->second;
2370    }
2371   
2372    bool common(const Liveness& b) const
2373    {
2374        auto i = l.begin();
2375        auto j = b.l.begin();
2376        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2377        {
2378            if (i->first==i->second)
2379            {
2380                ++i;
2381                continue;
2382            }
2383            if (j->first==j->second)
2384            {
2385                ++j;
2386                continue;
2387            }
2388            if (i->first<j->first)
2389            {
2390                if (i->second > j->first)
2391                    return true; // common place
2392                ++i;
2393            }
2394            else
2395            {
2396                if (i->first < j->second)
2397                    return true; // common place
2398                ++j;
2399            }
2400        }
2401        return false;
2402    }
2403};
2404
2405typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2406
2407static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2408            const AsmSingleVReg& svreg)
2409{
2410    cxuint regType; // regtype
2411    if (svreg.regVar!=nullptr)
2412        regType = svreg.regVar->type;
2413    else
2414        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2415            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2416                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2417                break;
2418    return regType;
2419}
2420
2421static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2422        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2423        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2424{
2425    size_t ssaId;
2426    if (svreg.regVar==nullptr)
2427        ssaId = 0;
2428    else if (ssaIdIdx==0)
2429        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2430    else if (ssaIdIdx==1)
2431        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2432    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2433        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2434    else // last
2435        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2436   
2437    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2438    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2439    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2440                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2441    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2442}
2443
2444typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2445
2446struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2447{
2448    size_t ssaId; // last SSA id
2449    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2450};
2451
2452/* TODO: add handling calls
2453 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2454 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2455 */
2456
2457typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2458
2459static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2460        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2461        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2462        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2463        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2464{
2465    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2466    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2467        if (entry.second.readBeforeWrite)
2468        {
2469            // find last
2470            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2471            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2472                continue; // not found
2473            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2474            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2475            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2476            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2477            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2478                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2479            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2480            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2481            --flitEnd; // before last element
2482            // insert live time to last seen position
2483            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2484            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2485            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2486                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2487            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2488            {
2489                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2490                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2491                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2492            }
2493        }
2494}
2495
2496static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2497        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2498        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2499        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2500        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2501{
2502    auto flitStart = flowStack.end();
2503    --flitStart;
2504    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2505    // find step in way
2506    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2507    auto flitEnd = flowStack.end();
2508    --flitEnd;
2509    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2510   
2511    // collect var to check
2512    size_t flowPos = 0;
2513    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2514    {
2515        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2516        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2517        {
2518            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2519            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2520                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2521            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2522        }
2523    }
2524    // find connections
2525    flowPos = 0;
2526    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2527    {
2528        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2529        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2530        {
2531            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2532            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2533            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2534                flowPos > varMapIt->second.second ||
2535                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2536                continue;
2537            // just connect
2538           
2539            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2540            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2541            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2542                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2543            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2544           
2545            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2546            {
2547                // fill whole loop
2548                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
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                continue;
2555            }
2556           
2557            size_t flowPos2 = 0;
2558            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2559            {
2560                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2561                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2562                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2563            }
2564            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2565            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2566            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2567            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2568            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2569                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2570            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2571            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2572            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2573            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2574            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2575                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2576            // fill up loop end
2577            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2578            {
2579                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2580                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2581                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2582            }
2583        }
2584    }
2585}
2586
2587struct LiveBlock
2588{
2589    size_t start;
2590    size_t end;
2591    size_t vidx;
2592   
2593    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2594    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2595   
2596    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2597    { return start<b.start || (start==b.start &&
2598            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2599};
2600
2601typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2602typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2603typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2604typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2605
2606static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2607            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2608            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2609            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2610            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2611{
2612    // add linear deps
2613    cxuint count = ldeps[0];
2614    cxuint pos = 1;
2615    cxbyte rvuAdded = 0;
2616    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2617    {
2618        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2619        std::vector<size_t> vidxes;
2620        cxuint regType = UINT_MAX;
2621        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2622        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2623        {
2624            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2625            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2626            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2627            {
2628                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2629                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2630                if (regType==UINT_MAX)
2631                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2632                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2633                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2634                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2635                // push variable index
2636                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2637            }
2638        }
2639        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2640        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2641        {
2642            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2643            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2644        }
2645    }
2646    // add single arg linear dependencies
2647    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2648        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2649        {
2650            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2651            std::vector<size_t> vidxes;
2652            cxuint regType = UINT_MAX;
2653            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2654            {
2655                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2656                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2657                if (regType==UINT_MAX)
2658                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2659                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2660                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2661                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2662                // push variable index
2663                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2664            }
2665            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2666            {
2667                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2668                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2669            }
2670        }
2671       
2672    /* equalTo dependencies */
2673    count = edeps[0];
2674    pos = 1;
2675    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2676    {
2677        cxuint ccount = edeps[pos++];
2678        std::vector<size_t> vidxes;
2679        cxuint regType = UINT_MAX;
2680        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2681        {
2682            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2683            // only one register should be set for equalTo depencencies
2684            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2685            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2686            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2687            if (regType==UINT_MAX)
2688                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2689            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2690            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2691                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2692            // push variable index
2693            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2694        }
2695        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2696        {
2697            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2698            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2699        }
2700    }
2701}
2702
2703typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2704
2705struct EqualStackEntry
2706{
2707    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2708    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2709};
2710
2711void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2712{
2713    // construct var index maps
2714    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2715    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2716    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2717    size_t regTypesNum;
2718    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2719   
2720    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2721        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2722        {
2723            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2724            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2725            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2726            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2727            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2728            size_t ssaIdCount = 0;
2729            if (sinfo.readBeforeWrite)
2730                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2731            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2732            {
2733                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2734                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2735            }
2736            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2737                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2738           
2739            if (sinfo.readBeforeWrite)
2740                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2741            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2742            {
2743                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2744                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2745                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2746                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2747                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2748                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2749            }
2750        }
2751   
2752    // construct vreg liveness
2753    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2754    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2755    // hold last vreg ssaId and position
2756    LastVRegMap lastVRegMap;
2757    // hold start live time position for every code block
2758    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2759    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2760   
2761    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2762   
2763    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2764        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2765   
2766    size_t curLiveTime = 0;
2767   
2768    while (!flowStack.empty())
2769    {
2770        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2771        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2772       
2773        if (entry.nextIndex == 0)
2774        {
2775            // process current block
2776            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2777            {
2778                // if loop
2779                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2780                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2781                flowStack.pop_back();
2782                continue;
2783            }
2784           
2785            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2786            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2787                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2788           
2789            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2790            {
2791                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2792                // update
2793                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2794                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2795                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2796                --flit; // to last position
2797                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2798                            { lastSSAId, { flit } } });
2799                if (!res.second) // if not first seen, just update
2800                {
2801                    // update last
2802                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2803                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2804                }
2805            }
2806           
2807            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2808            if (!visited[entry.blockIndex])
2809            {
2810                visited[entry.blockIndex] = true;
2811                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2812                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2813                cxuint instrRVUsCount = 0;
2814               
2815                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2816                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2817                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2818               
2819                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2820                // register in liveness
2821                while (true)
2822                {
2823                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2824                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2825                    if (usageHandler.hasNext())
2826                    {
2827                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2828                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2829                            break;
2830                        if (!rvu.useRegMode)
2831                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2832                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2833                                cblock.start + curLiveTime;
2834                    }
2835                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2836                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2837                    {
2838                        // apply to liveness
2839                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2840                        {
2841                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2842                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2843                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2844                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2845                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2846                            lv.expand(liveTime);
2847                        }
2848                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2849                        {
2850                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2851                            ssaIdIdx++;
2852                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2853                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2854                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2855                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2856                                // because live after this instr
2857                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2858                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2859                        }
2860                        // get linear deps and equal to
2861                        cxbyte lDeps[16];
2862                        cxbyte eDeps[16];
2863                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2864                                        lDeps, eDeps);
2865                       
2866                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2867                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2868                                regTypesNum, regRanges);
2869                       
2870                        readSVRegs.clear();
2871                        writtenSVRegs.clear();
2872                        if (!usageHandler.hasNext())
2873                            break; // end
2874                        oldOffset = rvu.offset;
2875                        instrRVUsCount = 0;
2876                    }
2877                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2878                        break;
2879                   
2880                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2881                    {
2882                        // per register/singlvreg
2883                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2884                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2885                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2886                        else // read or treat as reading // expand previous region
2887                            readSVRegs.push_back(svreg);
2888                    }
2889                }
2890                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2891            }
2892            else
2893            {
2894                // back, already visited
2895                flowStack.pop_back();
2896                continue;
2897            }
2898        }
2899        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2900        {
2901            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2902            entry.nextIndex++;
2903        }
2904        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2905        {
2906            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2907            entry.nextIndex++;
2908        }
2909        else // back
2910        {
2911            // revert lastSSAIdMap
2912            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2913            flowStack.pop_back();
2914            if (!flowStack.empty())
2915            {
2916                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2917                {
2918                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2919                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2920                    {
2921                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2922                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2923                        lastPos.blockChain.pop_back();
2924                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2925                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2926                    }
2927                }
2928            }
2929        }
2930    }
2931   
2932    /// construct liveBlockMaps
2933    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2934    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2935    {
2936        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2937        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2938        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2939        {
2940            Liveness& lv = liveness[li];
2941            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2942                if (blk.first != blk.second)
2943                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2944            lv.clear();
2945        }
2946        liveness.clear();
2947    }
2948   
2949    // create interference graphs
2950    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2951    {
2952        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2953        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2954        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2955       
2956        auto lit = liveBlockMap.begin();
2957        size_t rangeStart = 0;
2958        if (lit != liveBlockMap.end())
2959            rangeStart = lit->start;
2960        while (lit != liveBlockMap.end())
2961        {
2962            const size_t blkStart = lit->start;
2963            const size_t blkEnd = lit->end;
2964            size_t rangeEnd = blkEnd;
2965            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2966            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2967            // collect from this range, variable indices
2968            std::set<size_t> varIndices;
2969            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2970                varIndices.insert(lit2->vidx);
2971            // push to intergraph as full subgGraph
2972            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2973                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2974                    if (vit != vit2)
2975                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2976            // go to next live blocks
2977            rangeStart = rangeEnd;
2978            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2979                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2980                    break;
2981            if (lit == liveBlockMap.end())
2982                break; //
2983            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2984        }
2985    }
2986   
2987    /*
2988     * resolve equalSets
2989     */
2990    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2991    {
2992        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2993        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2994        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2995        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2996        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2997       
2998        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
2999        {
3000            auto it = etoDepMap.find(v);
3001            if (it == etoDepMap.end())
3002            {
3003                // is not regvar in equalTo dependencies
3004                v++;
3005                continue;
3006            }
3007           
3008            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3009            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3010           
3011            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3012            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3013            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3014            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3015           
3016            // traverse by this
3017            while (!etoStack.empty())
3018            {
3019                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3020                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3021                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3022                if (entry.nextIdx == 0)
3023                {
3024                    if (!visited[vidx])
3025                    {
3026                        // push to this equalSet
3027                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3028                        equalSet.push_back(vidx);
3029                    }
3030                    else
3031                    {
3032                        // already visited
3033                        etoStack.pop();
3034                        continue;
3035                    }
3036                }
3037               
3038                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3039                {
3040                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3041                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3042                    entry.nextIdx++;
3043                }
3044                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3045                {
3046                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3047                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3048                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3049                    entry.nextIdx++;
3050                }
3051                else
3052                    etoStack.pop();
3053            }
3054           
3055            // to first already added node (var)
3056            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3057        }
3058    }
3059}
3060
3061typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3062
3063struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3064{
3065    const InterGraph& interGraph;
3066    const Array<size_t>& sdoCounts;
3067   
3068    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3069        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3070    { }
3071   
3072    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3073    {
3074        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3075            return true;
3076        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3077    }
3078};
3079
3080/* algorithm to allocate regranges:
3081 * from smallest regranges to greatest regranges:
3082 *   choosing free register: from smallest free regranges
3083 *      to greatest regranges:
3084 *         in this same regrange:
3085 *               try to find free regs in regranges
3086 *               try to link free ends of two distinct regranges
3087 */
3088
3089void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3090{
3091    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3092                    assembler.deviceType);
3093   
3094    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3095    {
3096        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3097        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3098        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3099        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3100        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3101        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3102       
3103        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3104        gcMap.resize(nodesNum);
3105        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3106        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3107        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3108       
3109        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3110        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3111        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3112            nodeSet.insert(i);
3113       
3114        cxuint colorsNum = 0;
3115        // firstly, allocate real registers
3116        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3117            if (entry.first.regVar == nullptr)
3118                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3119       
3120        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3121        {
3122            size_t node = *nodeSet.begin();
3123            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3124                continue; // already colored
3125            size_t color = 0;
3126            std::vector<size_t> equalNodes;
3127            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3128            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3129            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3130                // found, get equal set from equalSetList
3131                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3132           
3133            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3134            {
3135                // find first usable color
3136                bool thisSame = false;
3137                for (size_t nb: interGraph[node])
3138                    if (gcMap[nb] == color)
3139                    {
3140                        thisSame = true;
3141                        break;
3142                    }
3143                if (!thisSame)
3144                    break;
3145            }
3146            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3147            {
3148                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3149                    throw AsmException("Too many register is needed");
3150                colorsNum++;
3151            }
3152           
3153            for (size_t nextNode: equalNodes)
3154                gcMap[nextNode] = color;
3155            // update SDO for node
3156            bool colorExists = false;
3157            for (size_t node: equalNodes)
3158            {
3159                for (size_t nb: interGraph[node])
3160                    if (gcMap[nb] == color)
3161                    {
3162                        colorExists = true;
3163                        break;
3164                    }
3165                if (!colorExists)
3166                    sdoCounts[node]++;
3167            }
3168            // update SDO for neighbors
3169            for (size_t node: equalNodes)
3170                for (size_t nb: interGraph[node])
3171                {
3172                    colorExists = false;
3173                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3174                        if (gcMap[nb2] == color)
3175                        {
3176                            colorExists = true;
3177                            break;
3178                        }
3179                    if (!colorExists)
3180                    {
3181                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3182                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3183                        sdoCounts[nb]++;
3184                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3185                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3186                    }
3187                }
3188           
3189            for (size_t nextNode: equalNodes)
3190                gcMap[nextNode] = color;
3191        }
3192    }
3193}
3194
3195void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3196{
3197    // before any operation, clear all
3198    codeBlocks.clear();
3199    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3200    {
3201        vregIndexMaps[i].clear();
3202        interGraphs[i].clear();
3203        linearDepMaps[i].clear();
3204        equalToDepMaps[i].clear();
3205        graphColorMaps[i].clear();
3206        equalSetMaps[i].clear();
3207        equalSetLists[i].clear();
3208    }
3209    ssaReplacesMap.clear();
3210    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3211    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3212   
3213    // set up
3214    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3215    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3216    createSSAData(*section.usageHandler);
3217    applySSAReplaces();
3218    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3219    colorInterferenceGraph();
3220}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.