source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3919

Last change on this file since 3919 was 3919, checked in by matszpk, 15 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Add needed condition before applyCallsToStackVarMap.

File size: 122.6 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                const FlowStackEntry2& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
977                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
978                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
979            }
980        }
981    }
982   
983    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
984    {
985        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
986        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
987        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
988        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
989        {
990            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
991            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
992                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
993        }
994        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
995            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
996                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
997       
998        // put to first point cache
999        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1000        {
1001            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1002            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1003        }
1004    }
1005   
1006    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1007    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1008                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1009   
1010    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1011    // traverse by graph from next block
1012    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1013    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1014    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1015   
1016    // already read in current path
1017    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1018    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
1019   
1020    while (!flowStack.empty())
1021    {
1022        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1023        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1024       
1025        if (entry.nextIndex == 0)
1026        {
1027            // process current block
1028            if (!visited[entry.blockIndex])
1029            {
1030                visited[entry.blockIndex] = true;
1031                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1032               
1033                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1034                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1035                if (resSecondPoints == nullptr)
1036                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1037                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1038                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1039                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1040                else // to use cache
1041                {
1042                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1043                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1044                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1045                    flowStack.pop_back();
1046                    continue;
1047                }
1048            }
1049            else
1050            {
1051                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1052                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1053                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1054                // back, already visited
1055                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1056                flowStack.pop_back();
1057                continue;
1058            }
1059        }
1060       
1061        /*if (!callStack.empty() &&
1062            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1063            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1064            callStack.pop(); // just return from call
1065        */
1066        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1067        {
1068            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1069                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1070                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1071            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1072            entry.nextIndex++;
1073        }
1074        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1075                // if have any call then go to next block
1076                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1077                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1078        {
1079            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1080            for (const auto& next: cblock.nexts)
1081                if (next.isCall)
1082                {
1083                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1084                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1085                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1086                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1087                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1088                }
1089           
1090            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1091            entry.nextIndex++;
1092        }
1093        else // back
1094        {
1095            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1096            // before write (can be different due to earlier visit)
1097            for (const auto& next: cblock.nexts)
1098                if (next.isCall)
1099                {
1100                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1101                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1102                    {
1103                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1104                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1105                            alreadyReadMap.erase(it);
1106                    }
1107                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1108                    {
1109                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1110                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1111                            alreadyReadMap.erase(it);
1112                    }
1113                }
1114           
1115            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1116            {
1117                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1118                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1119                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1120                    // before write (can be different due to earlier visit)
1121                    alreadyReadMap.erase(it);
1122            }
1123            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1124           
1125            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1126                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1127                // add to cache
1128                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1129                            entry.blockIndex);
1130           
1131            flowStack.pop_back();
1132        }
1133    }
1134   
1135    if (toCache)
1136        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1137}
1138
1139static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1140                size_t routineBlock)
1141{
1142    for (const auto& entry: src)
1143    {
1144        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1145                cxuint(entry.first.index) << ":";
1146        for (size_t v: entry.second)
1147            std::cout << " " << v;
1148        std::cout << std::endl;
1149        // insert if not inserted
1150        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1151        if (res.second)
1152            continue; // added new
1153        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1154        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1155        // add new ways
1156        for (size_t ssaId: entry.second)
1157            destEntry.insertValue(ssaId);
1158        std::cout << "    :";
1159        for (size_t v: destEntry)
1160            std::cout << " " << v;
1161        std::cout << std::endl;
1162    }
1163}
1164
1165static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1166{
1167    for (const auto& entry: src)
1168    {
1169        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1170                cxuint(entry.first.index) << ":";
1171        for (size_t v: entry.second)
1172            std::cout << " " << v;
1173        std::cout << std::endl;
1174        auto res = dest.insert(entry); // find
1175        if (res.second)
1176            continue; // added new
1177        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1178        // add new ways
1179        for (size_t ssaId: entry.second)
1180            destEntry.insertValue(ssaId);
1181        std::cout << "    :";
1182        for (size_t v: destEntry)
1183            std::cout << " " << v;
1184        std::cout << std::endl;
1185    }
1186}
1187
1188static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1189                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1190                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1191{
1192    for (const auto& entry: src)
1193    {
1194        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1195        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1196        {
1197            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1198            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1199            {
1200                // if found in last ssa ID map,
1201                // but has first value (some way do not change SSAId)
1202                // then pass to add new ssaIds before this point
1203                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1204                    continue; // otherwise, skip
1205            }
1206        }
1207        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1208                cxuint(entry.first.index) << ":";
1209        for (size_t v: entry.second)
1210            std::cout << " " << v;
1211        std::cout << std::endl;
1212        auto res = dest.insert(entry); // find
1213        if (res.second)
1214            continue; // added new
1215        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1216        // add new ways
1217        for (size_t ssaId: entry.second)
1218            destEntry.insertValue(ssaId);
1219        std::cout << "    :";
1220        for (size_t v: destEntry)
1221            std::cout << " " << v;
1222        std::cout << std::endl;
1223    }
1224    if (!loop) // do not if loop
1225        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1226}
1227
1228static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1229                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1230{
1231    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1232}
1233
1234
1235static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1236{
1237    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1238    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1239   
1240    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1241   
1242    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1243    {
1244        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1245                cxuint(entry.first.index) << ":";
1246        for (size_t v: entry.second)
1247            std::cout << " " << v;
1248        std::cout << std::endl;
1249        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1250        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1251        if (!res.second)
1252        {
1253            // add new ways
1254            for (size_t ssaId: entry.second)
1255                destEntry.insertValue(ssaId);
1256        }
1257        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1258        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1259            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1260            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1261                      rbwit->second) == entry.second.end())
1262            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1263        std::cout << "    :";
1264        for (size_t v: destEntry)
1265            std::cout << " " << v;
1266        std::cout << std::endl;
1267    }
1268}
1269
1270static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1271            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1272            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1273            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1274{
1275    if (retSSAIdMap.empty())
1276        return;
1277    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1278    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1279    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1280    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1281    // collect rbw SSAIds
1282    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1283        if (next.isCall)
1284        {
1285            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1286            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1287                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1288           
1289        }
1290    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1291        if (next.isCall)
1292        {
1293            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1294            // add changed
1295            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1296                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1297                    changed.insert(lentry.first);
1298        }
1299   
1300    // reduce SSAIds
1301    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1302    {
1303        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1304        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1305        {
1306            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1307            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1308            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1309            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1310            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1311           
1312            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1313            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1314                        outSSAIds.begin());
1315            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1316            if (outSSAIds.size() >= 2)
1317            {
1318                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1319                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1320               
1321                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1322                        rentry.first.index << std::endl;
1323            }
1324           
1325            for (size_t rblock: rentry.second.routines)
1326                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1327                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1328            reduced.insert(rentry.first);
1329        }
1330    }
1331    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1332        retSSAIdMap.erase(vreg);
1333    reduced.clear();
1334       
1335    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1336    {
1337        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1338        if (rit != retSSAIdMap.end())
1339        {
1340            // if modified
1341            // put before removing to revert for other ways after calls
1342            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1343            if (res.second)
1344                res.first->second = rit->second;
1345            // just remove, if some change without read before
1346            retSSAIdMap.erase(rit);
1347        }
1348    }
1349}
1350
1351static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1352            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1353            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1354{
1355    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1356    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1357    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1358    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1359    {
1360        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1361       
1362        if (ssaIds.size() >= 2)
1363        {
1364            // reduce to minimal ssaId from all calls
1365            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1366            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1367            // insert SSA replaces
1368            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1369            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1370                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1371            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1372        }
1373        else if (ssaIds.size() == 1)
1374            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1375       
1376        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1377                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1378        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1379        // reduce SSAIds replaces
1380        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1381            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1382                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1383        // finally remove from container (because obsolete)
1384        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1385        return true;
1386    }
1387    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1388    {
1389        // put before removing to revert for other ways after calls
1390        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1391        if (res.second)
1392            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1393        // just remove, if some change without read before
1394        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1395    }
1396    return false;
1397}
1398
1399static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1400                size_t prevSSAId)
1401{
1402    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1403    bool beforeFirstAccess = true;
1404    // put first SSAId before write
1405    if (sinfo.readBeforeWrite)
1406    {
1407        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1408        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1409            // if already added
1410            beforeFirstAccess = false;
1411    }
1412   
1413    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1414    {
1415        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1416        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1417        // put last SSAId
1418        if (!res.second)
1419        {
1420            beforeFirstAccess = false;
1421            // if not inserted
1422            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1423            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1424            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1425        }
1426        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1427        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1428        {
1429            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1430            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1431                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1432        }
1433    }
1434    else
1435    {
1436        // insert read ssaid if no change
1437        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1438        if (!res.second)
1439        {
1440            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1441            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1442        }
1443    }
1444}
1445
1446static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1447            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1448            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1449            FlowStackEntry& entry)
1450{
1451    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1452    {
1453        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1454        if (!res.second)
1455            continue; // already added, do not change
1456        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1457        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1458            res.first->second = rfit->second;
1459       
1460        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1461        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1462        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1463                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1464    }
1465}
1466
1467static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1468            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1469{
1470    // revert retSSAIdMap
1471    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1472    {
1473        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1474        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1475        {
1476            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1477            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1478                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1479        }
1480       
1481        if (!v.second.ssaIds.empty())
1482        {
1483            // just add if previously present
1484            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1485                rfit->second = v.second;
1486            else
1487                retSSAIdMap.insert(v);
1488        }
1489        else // erase if empty
1490            retSSAIdMap.erase(v.first);
1491       
1492        if (rdata!=nullptr)
1493        {
1494            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1495            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1496                ssaIds.insertValue(ssaId);
1497            if (v.second.ssaIds.empty())
1498            {
1499                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1500                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 0)-1);
1501            }
1502           
1503            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1504                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1505            for (size_t v: ssaIds)
1506                std::cout << " " << v;
1507            std::cout << std::endl;
1508        }
1509        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1510    }
1511}
1512
1513static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1514            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1515{
1516    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1517    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1518                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1519    for (size_t v: ssaIds)
1520        std::cout << " " << v;
1521    std::cout << std::endl;
1522   
1523    // if cblock with some children
1524    if (nextSSAId != curSSAId)
1525        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1526   
1527    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1528    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1529            (curSSAId) << std::endl;*/
1530    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1531   
1532    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1533                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1534    for (size_t v: ssaIds)
1535        std::cout << " " << v;
1536    std::cout << std::endl;
1537}
1538
1539static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1540                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1541{
1542    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1543    {
1544        // handle loops
1545        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1546        // add to routine data loopEnds
1547        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1548        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1549        {
1550            if (!loopsit2->second.passed)
1551                // still in loop join ssaid map
1552                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1553        }
1554        else
1555            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1556        return true;
1557    }
1558    return false;
1559}
1560
1561
1562static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1563        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1564        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1565        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1566        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1567        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1568        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1569        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1570{
1571    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1572    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1573    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1574    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1575    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1576        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1577    // last SSA ids map from returns
1578    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1579    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1580    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1581   
1582    while (!flowStack.empty())
1583    {
1584        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1585        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1586       
1587        auto addSubroutine = [&](
1588            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1589            bool applyToMainRoutine)
1590        {
1591            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1592            {
1593                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1594                if (applyToMainRoutine &&
1595                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1596                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1597                {
1598                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1599                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1600                                        *subRdata, true);
1601                }
1602                return;
1603            }
1604           
1605            RoutineData subrData;
1606            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1607            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1608            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1609                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1610                flowStackBlocks);
1611            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1612            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1613            {   // leave from loop point
1614                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1615                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1616                {
1617                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1618                            entry.blockIndex << std::endl;
1619                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1620                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1621                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1622                    if (applyToMainRoutine)
1623                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1624                                        subrData, true);
1625                }
1626            }
1627            subrData.calculateWeight();
1628            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1629        };
1630       
1631        if (entry.nextIndex == 0)
1632        {
1633            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1634           
1635            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1636            {
1637                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1638               
1639                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1640                flowStack.pop_back();
1641                continue;
1642            }
1643           
1644            // process current block
1645            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1646                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1647            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1648           
1649            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1650            {
1651                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1652                if (cachedRdata == nullptr)
1653                {
1654                    // try in routine map
1655                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1656                    if (rit != routineMap.end())
1657                        cachedRdata = &rit->second;
1658                }
1659                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1660                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1661                {
1662                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1663                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1664                    addSubroutine(loopsit2, false);
1665                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1666                }
1667            }
1668           
1669            if (cachedRdata != nullptr)
1670            {
1671                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1672                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1673                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1674               
1675                // join loopEnds
1676                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1677                {
1678                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1679                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1680                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1681                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1682                }
1683                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1684                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1685                flowStack.pop_back();
1686                continue;
1687            }
1688            else if (!visited[entry.blockIndex])
1689            {
1690                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1691                visited[entry.blockIndex] = true;
1692               
1693                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1694                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1695                    {
1696                        // put data to routine data
1697                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1698                       
1699                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1700                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1701                    }
1702            }
1703            else
1704            {
1705                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1706                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1707                flowStack.pop_back();
1708                continue;
1709            }
1710        }
1711       
1712        // join and skip calls
1713        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1714                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1715            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1716                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1717       
1718        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1719        {
1720            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1721            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1722            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1723            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1724            entry.nextIndex++;
1725        }
1726        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1727                // if have any call then go to next block
1728                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1729                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1730        {
1731            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1732            {
1733                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1734                    if (next.isCall)
1735                    {
1736                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1737                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1738                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1739                                    it->second, entry);
1740                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1741                    }
1742            }
1743            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1744            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1745            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1746            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1747            entry.nextIndex++;
1748        }
1749        else
1750        {
1751            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1752            if (cblock.haveReturn)
1753            {
1754                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1755                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1756                std::cout << "procretend" << std::endl;
1757                rdata.notFirstReturn = true;
1758            }
1759           
1760            // revert retSSAIdMap
1761            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1762            //
1763           
1764            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1765            {
1766                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1767                    continue;
1768                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1769                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1770                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1771                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1772               
1773                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1774                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1775                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1776               
1777                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1778            }
1779           
1780            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1781            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1782                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1783            { //put to cache
1784                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1785                addSubroutine(loopsit2, true);
1786            }
1787            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1788            {
1789                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1790                {
1791                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1792                                entry.blockIndex << std::endl;
1793                    // mark that loop has passed fully
1794                    loopsit2->second.passed = true;
1795                }
1796                else
1797                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1798                                entry.blockIndex << std::endl;
1799            }
1800           
1801            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1802            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1803            flowStack.pop_back();
1804        }
1805    }
1806    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1807}
1808
1809
1810void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1811{
1812    if (codeBlocks.empty())
1813        return;
1814    usageHandler.rewind();
1815    auto cbit = codeBlocks.begin();
1816    AsmRegVarUsage rvu;
1817    if (!usageHandler.hasNext())
1818        return; // do nothing if no regusages
1819    rvu = usageHandler.nextUsage();
1820   
1821    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1822    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1823    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1824    size_t regTypesNum;
1825    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1826   
1827    while (true)
1828    {
1829        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1830        {
1831            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1832            ++cbit;
1833        }
1834        if (cbit == codeBlocks.end())
1835            break;
1836        // skip rvu's before codeblock
1837        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1838            rvu = usageHandler.nextUsage();
1839        if (rvu.offset < cbit->start)
1840            break;
1841       
1842        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1843        while (rvu.offset < cbit->end)
1844        {
1845            // process rvu
1846            // only if regVar
1847            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1848            {
1849                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1850                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1851               
1852                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1853                if (res.second)
1854                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1855                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1856                    // if first write RVU instead read RVU
1857                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1858                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1859                /* change SSA id only for write-only regvars -
1860                 *   read-write place can not have two different variables */
1861                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1862                    sinfo.ssaIdChange++;
1863                if (rvu.regVar==nullptr)
1864                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1865                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1866            }
1867            // get next rvusage
1868            if (!usageHandler.hasNext())
1869                break;
1870            rvu = usageHandler.nextUsage();
1871        }
1872        ++cbit;
1873    }
1874   
1875    size_t rbwCount = 0;
1876    size_t wrCount = 0;
1877   
1878    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1879   
1880    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1881    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1882    // total SSA count
1883    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1884    // last SSA ids map from returns
1885    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1886    // last SSA ids in current way in code flow
1887    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1888    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1889    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1890    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1891    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1892    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1893    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1894    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1895   
1896    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1897    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1898    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1899    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1900    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1901    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1902    flowStackBlocks[0] = true;
1903    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1904   
1905    while (!flowStack.empty())
1906    {
1907        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1908        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1909       
1910        if (entry.nextIndex == 0)
1911        {
1912            // process current block
1913            if (!visited[entry.blockIndex])
1914            {
1915                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1916                visited[entry.blockIndex] = true;
1917               
1918                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1919                {
1920                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1921                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
1922                    {
1923                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
1924                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
1925                        continue; // no change for registers
1926                    }
1927                   
1928                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1929                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
1930                   
1931                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1932                   
1933                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
1934                    if (totalSSACount == 0)
1935                    {
1936                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
1937                        ssaId++;
1938                        totalSSACount++;
1939                    }
1940                   
1941                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
1942                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
1943                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
1944                   
1945                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
1946                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
1947                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
1948                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
1949                        ssaId = totalSSACount;
1950                   
1951                    /*if (!callStack.empty())
1952                        // put data to routine data
1953                        updateRoutineData(routineMap.find(
1954                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
1955                       
1956                    // count read before writes (for cache weight)
1957                    if (sinfo.readBeforeWrite)
1958                        rbwCount++;
1959                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
1960                        wrCount++;
1961                }
1962            }
1963            else
1964            {
1965                // TODO: correctly join this path with routine data
1966                // currently does not include further substitutions in visited path
1967                /*RoutineData* rdata = nullptr;
1968                if (!callStack.empty())
1969                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
1970               
1971                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
1972                {
1973                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1974                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
1975                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
1976                }*/
1977               
1978                // handle caching for res second point
1979                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1980                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1981                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1982                // back, already visited
1983                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1984                flowStack.pop_back();
1985               
1986                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
1987                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
1988                {
1989                    // mark point of way to cache (res first point)
1990                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
1991                    std::cout << "mark to pfcache " <<
1992                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
1993                            curWayBIndex << std::endl;
1994                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
1995                }
1996                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
1997                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
1998                continue;
1999            }
2000        }
2001       
2002        if (!callStack.empty() &&
2003            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2004            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2005        {
2006            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2007            RoutineData& prevRdata =
2008                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
2009            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
2010            {
2011                //RoutineData myRoutineData;
2012                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
2013                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2014                            callStack.back().routineBlock);
2015                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2016                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
2017            }
2018           
2019           
2020           
2021            callStack.pop_back(); // just return from call
2022            if (!callStack.empty())
2023                // put to parent routine
2024                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
2025                                    prevRdata);
2026        }
2027       
2028        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2029        {
2030            bool isCall = false;
2031            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2032            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2033            {
2034                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2035                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2036                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2037                isCall = true;
2038            }
2039           
2040            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2041            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2042            {
2043                loopBlocks.insert(nextBlock);
2044                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2045            }
2046            else
2047                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2048            entry.nextIndex++;
2049        }
2050        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2051                // if have any call then go to next block
2052                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2053                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2054        {
2055            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2056            {
2057                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2058                                     ssaReplacesMap);
2059                //
2060                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2061                    if (next.isCall)
2062                    {
2063                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2064                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2065                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2066                                    it->second, entry);
2067                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2068                    }
2069            }
2070            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2071            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2072            {
2073                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2074                 // keep to inserted in popping
2075                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2076            }
2077            else
2078                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2079            entry.nextIndex++;
2080        }
2081        else // back
2082        {
2083            RoutineData* rdata = nullptr;
2084            if (!callStack.empty())
2085                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2086           
2087            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
2088            {
2089                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2090                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
2091                std::cout << "procretend" << std::endl;
2092            }*/
2093           
2094            // revert retSSAIdMap
2095            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2096            //
2097           
2098            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2099            {
2100                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2101                    continue;
2102               
2103                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2104                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2105                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2106               
2107                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2108                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2109                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2110               
2111                /*if (rdata!=nullptr)
2112                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2113                */
2114            }
2115           
2116            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2117            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2118            flowStack.pop_back();
2119            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2120                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2121            {
2122                lastCommonCacheWayPoint =
2123                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2124                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2125            }
2126           
2127        }
2128    }
2129   
2130    /**********
2131     * after that, we find points to resolve conflicts
2132     **********/
2133    flowStack.clear();
2134    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2135   
2136    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2137    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2138   
2139    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2140    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2141   
2142    while (!flowStack2.empty())
2143    {
2144        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2145        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2146       
2147        if (entry.nextIndex == 0)
2148        {
2149            // process current block
2150            if (!visited[entry.blockIndex])
2151                visited[entry.blockIndex] = true;
2152            else
2153            {
2154                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2155                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2156                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2157               
2158                // back, already visited
2159                flowStack2.pop_back();
2160                continue;
2161            }
2162        }
2163       
2164        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2165        {
2166            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2167            entry.nextIndex++;
2168        }
2169        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2170                // if have any call then go to next block
2171                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2172                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2173        {
2174            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2175            entry.nextIndex++;
2176        }
2177        else // back
2178        {
2179            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2180                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2181                // add to cache
2182                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2183                            entry.blockIndex);
2184            flowStack2.pop_back();
2185        }
2186    }
2187}
2188
2189void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2190{
2191    /* prepare SSA id replaces */
2192    struct MinSSAGraphNode
2193    {
2194        size_t minSSAId;
2195        bool visited;
2196        std::unordered_set<size_t> nexts;
2197        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2198    };
2199    struct MinSSAGraphStackEntry
2200    {
2201        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2202        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2203        size_t minSSAId;
2204    };
2205   
2206    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2207    {
2208        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2209        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2210        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2211        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2212       
2213        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2214       
2215        auto it = replaces.begin();
2216        while (it != replaces.end())
2217        {
2218            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2219                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2220            {
2221                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2222                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2223                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2224                    node.nexts.insert(it->second);
2225            }
2226            it = itEnd;
2227        }
2228        // propagate min value
2229        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2230        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2231                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2232        {
2233            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2234            // traverse with minimalize SSA id
2235            while (!minSSAStack.empty())
2236            {
2237                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2238                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2239                bool toPop = false;
2240                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2241                {
2242                    if (!node.visited)
2243                        node.visited = true;
2244                    else
2245                        toPop = true;
2246                }
2247                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2248                {
2249                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2250                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2251                    {
2252                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2253                                nodeIt->second.minSSAId });
2254                    }
2255                    ++entry.nextIt;
2256                }
2257                else
2258                {
2259                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2260                    minSSAStack.pop();
2261                    if (!minSSAStack.empty())
2262                    {
2263                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2264                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2265                    }
2266                }
2267            }
2268            // skip visited nodes
2269            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2270                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2271                    break;
2272        }
2273       
2274        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2275            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2276       
2277        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2278        entry.second = newReplaces;
2279    }
2280   
2281    /* apply SSA id replaces */
2282    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2283        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2284        {
2285            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2286            if (it == ssaReplacesMap.end())
2287                continue;
2288            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2289            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2290            if (sinfo.readBeforeWrite)
2291            {
2292                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2293                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2294                if (rit != replaces.end())
2295                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2296            }
2297            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2298            {
2299                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2300                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2301                if (rit != replaces.end())
2302                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2303            }
2304            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2305            {
2306                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2307                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2308                if (rit != replaces.end())
2309                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2310            }
2311        }
2312}
2313
2314struct Liveness
2315{
2316    std::map<size_t, size_t> l;
2317   
2318    Liveness() { }
2319   
2320    void clear()
2321    { l.clear(); }
2322   
2323    void expand(size_t k)
2324    {
2325        if (l.empty())
2326            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2327        else
2328        {
2329            auto it = l.end();
2330            --it;
2331            it->second = k+1;
2332        }
2333    }
2334    void newRegion(size_t k)
2335    {
2336        if (l.empty())
2337            l.insert(std::make_pair(k, k));
2338        else
2339        {
2340            auto it = l.end();
2341            --it;
2342            if (it->first != k && it->second != k)
2343                l.insert(std::make_pair(k, k));
2344        }
2345    }
2346   
2347    void insert(size_t k, size_t k2)
2348    {
2349        auto it1 = l.lower_bound(k);
2350        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2351            --it1;
2352        if (it1->second < k)
2353            ++it1;
2354        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2355        if (it1!=it2)
2356        {
2357            k = std::min(k, it1->first);
2358            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2359            l.erase(it1, it2);
2360        }
2361        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2362    }
2363   
2364    bool contain(size_t t) const
2365    {
2366        auto it = l.lower_bound(t);
2367        if (it==l.begin() && it->first>t)
2368            return false;
2369        if (it==l.end() || it->first>t)
2370            --it;
2371        return it->first<=t && t<it->second;
2372    }
2373   
2374    bool common(const Liveness& b) const
2375    {
2376        auto i = l.begin();
2377        auto j = b.l.begin();
2378        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2379        {
2380            if (i->first==i->second)
2381            {
2382                ++i;
2383                continue;
2384            }
2385            if (j->first==j->second)
2386            {
2387                ++j;
2388                continue;
2389            }
2390            if (i->first<j->first)
2391            {
2392                if (i->second > j->first)
2393                    return true; // common place
2394                ++i;
2395            }
2396            else
2397            {
2398                if (i->first < j->second)
2399                    return true; // common place
2400                ++j;
2401            }
2402        }
2403        return false;
2404    }
2405};
2406
2407typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2408
2409static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2410            const AsmSingleVReg& svreg)
2411{
2412    cxuint regType; // regtype
2413    if (svreg.regVar!=nullptr)
2414        regType = svreg.regVar->type;
2415    else
2416        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2417            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2418                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2419                break;
2420    return regType;
2421}
2422
2423static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2424        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2425        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2426{
2427    size_t ssaId;
2428    if (svreg.regVar==nullptr)
2429        ssaId = 0;
2430    else if (ssaIdIdx==0)
2431        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2432    else if (ssaIdIdx==1)
2433        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2434    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2435        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2436    else // last
2437        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2438   
2439    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2440    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2441    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2442                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2443    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2444}
2445
2446typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2447
2448struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2449{
2450    size_t ssaId; // last SSA id
2451    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2452};
2453
2454/* TODO: add handling calls
2455 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2456 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2457 */
2458
2459typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2460
2461static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2462        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2463        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2464        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2465        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2466{
2467    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2468    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2469        if (entry.second.readBeforeWrite)
2470        {
2471            // find last
2472            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2473            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2474                continue; // not found
2475            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2476            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2477            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2478            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2479            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2480                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2481            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2482            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2483            --flitEnd; // before last element
2484            // insert live time to last seen position
2485            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2486            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2487            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2488                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2489            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2490            {
2491                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2492                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2493                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2494            }
2495        }
2496}
2497
2498static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2499        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2500        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2501        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2502        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2503{
2504    auto flitStart = flowStack.end();
2505    --flitStart;
2506    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2507    // find step in way
2508    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2509    auto flitEnd = flowStack.end();
2510    --flitEnd;
2511    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2512   
2513    // collect var to check
2514    size_t flowPos = 0;
2515    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2516    {
2517        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2518        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2519        {
2520            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2521            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2522                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2523            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2524        }
2525    }
2526    // find connections
2527    flowPos = 0;
2528    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2529    {
2530        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2531        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2532        {
2533            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2534            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2535            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2536                flowPos > varMapIt->second.second ||
2537                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2538                continue;
2539            // just connect
2540           
2541            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2542            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2543            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2544                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2545            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2546           
2547            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2548            {
2549                // fill whole loop
2550                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2551                {
2552                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2553                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2554                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2555                }
2556                continue;
2557            }
2558           
2559            size_t flowPos2 = 0;
2560            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2561            {
2562                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2563                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2564                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2565            }
2566            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2567            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2568            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2569            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2570            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2571                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2572            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2573            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2574            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2575            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2576            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2577                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2578            // fill up loop end
2579            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2580            {
2581                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2582                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2583                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2584            }
2585        }
2586    }
2587}
2588
2589struct LiveBlock
2590{
2591    size_t start;
2592    size_t end;
2593    size_t vidx;
2594   
2595    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2596    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2597   
2598    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2599    { return start<b.start || (start==b.start &&
2600            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2601};
2602
2603typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2604typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2605typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2606typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2607
2608static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2609            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2610            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2611            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2612            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2613{
2614    // add linear deps
2615    cxuint count = ldeps[0];
2616    cxuint pos = 1;
2617    cxbyte rvuAdded = 0;
2618    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2619    {
2620        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2621        std::vector<size_t> vidxes;
2622        cxuint regType = UINT_MAX;
2623        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2624        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2625        {
2626            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2627            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2628            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2629            {
2630                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2631                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2632                if (regType==UINT_MAX)
2633                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2634                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2635                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2636                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2637                // push variable index
2638                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2639            }
2640        }
2641        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2642        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2643        {
2644            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2645            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2646        }
2647    }
2648    // add single arg linear dependencies
2649    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2650        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2651        {
2652            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2653            std::vector<size_t> vidxes;
2654            cxuint regType = UINT_MAX;
2655            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2656            {
2657                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2658                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2659                if (regType==UINT_MAX)
2660                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2661                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2662                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2663                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2664                // push variable index
2665                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2666            }
2667            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2668            {
2669                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2670                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2671            }
2672        }
2673       
2674    /* equalTo dependencies */
2675    count = edeps[0];
2676    pos = 1;
2677    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2678    {
2679        cxuint ccount = edeps[pos++];
2680        std::vector<size_t> vidxes;
2681        cxuint regType = UINT_MAX;
2682        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2683        {
2684            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2685            // only one register should be set for equalTo depencencies
2686            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2687            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2688            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2689            if (regType==UINT_MAX)
2690                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2691            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2692            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2693                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2694            // push variable index
2695            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2696        }
2697        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2698        {
2699            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2700            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2701        }
2702    }
2703}
2704
2705typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2706
2707struct EqualStackEntry
2708{
2709    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2710    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2711};
2712
2713void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2714{
2715    // construct var index maps
2716    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2717    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2718    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2719    size_t regTypesNum;
2720    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2721   
2722    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2723        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2724        {
2725            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2726            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2727            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2728            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2729            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2730            size_t ssaIdCount = 0;
2731            if (sinfo.readBeforeWrite)
2732                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2733            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2734            {
2735                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2736                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2737            }
2738            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2739                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2740           
2741            if (sinfo.readBeforeWrite)
2742                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2743            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2744            {
2745                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2746                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2747                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2748                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2749                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2750                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2751            }
2752        }
2753   
2754    // construct vreg liveness
2755    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2756    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2757    // hold last vreg ssaId and position
2758    LastVRegMap lastVRegMap;
2759    // hold start live time position for every code block
2760    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2761    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2762   
2763    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2764   
2765    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2766        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2767   
2768    size_t curLiveTime = 0;
2769   
2770    while (!flowStack.empty())
2771    {
2772        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2773        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2774       
2775        if (entry.nextIndex == 0)
2776        {
2777            // process current block
2778            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2779            {
2780                // if loop
2781                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2782                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2783                flowStack.pop_back();
2784                continue;
2785            }
2786           
2787            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2788            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2789                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2790           
2791            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2792            {
2793                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2794                // update
2795                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2796                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2797                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2798                --flit; // to last position
2799                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2800                            { lastSSAId, { flit } } });
2801                if (!res.second) // if not first seen, just update
2802                {
2803                    // update last
2804                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2805                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2806                }
2807            }
2808           
2809            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2810            if (!visited[entry.blockIndex])
2811            {
2812                visited[entry.blockIndex] = true;
2813                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2814                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2815                cxuint instrRVUsCount = 0;
2816               
2817                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2818                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2819                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2820               
2821                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2822                // register in liveness
2823                while (true)
2824                {
2825                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2826                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2827                    if (usageHandler.hasNext())
2828                    {
2829                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2830                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2831                            break;
2832                        if (!rvu.useRegMode)
2833                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2834                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2835                                cblock.start + curLiveTime;
2836                    }
2837                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2838                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2839                    {
2840                        // apply to liveness
2841                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2842                        {
2843                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2844                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2845                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2846                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2847                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2848                            lv.expand(liveTime);
2849                        }
2850                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2851                        {
2852                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2853                            ssaIdIdx++;
2854                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2855                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2856                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2857                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2858                                // because live after this instr
2859                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2860                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2861                        }
2862                        // get linear deps and equal to
2863                        cxbyte lDeps[16];
2864                        cxbyte eDeps[16];
2865                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2866                                        lDeps, eDeps);
2867                       
2868                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2869                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2870                                regTypesNum, regRanges);
2871                       
2872                        readSVRegs.clear();
2873                        writtenSVRegs.clear();
2874                        if (!usageHandler.hasNext())
2875                            break; // end
2876                        oldOffset = rvu.offset;
2877                        instrRVUsCount = 0;
2878                    }
2879                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2880                        break;
2881                   
2882                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2883                    {
2884                        // per register/singlvreg
2885                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2886                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2887                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2888                        else // read or treat as reading // expand previous region
2889                            readSVRegs.push_back(svreg);
2890                    }
2891                }
2892                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2893            }
2894            else
2895            {
2896                // back, already visited
2897                flowStack.pop_back();
2898                continue;
2899            }
2900        }
2901        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2902        {
2903            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2904            entry.nextIndex++;
2905        }
2906        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2907        {
2908            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2909            entry.nextIndex++;
2910        }
2911        else // back
2912        {
2913            // revert lastSSAIdMap
2914            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2915            flowStack.pop_back();
2916            if (!flowStack.empty())
2917            {
2918                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2919                {
2920                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2921                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2922                    {
2923                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2924                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2925                        lastPos.blockChain.pop_back();
2926                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
2927                            lastVRegMap.erase(lvrit);
2928                    }
2929                }
2930            }
2931        }
2932    }
2933   
2934    /// construct liveBlockMaps
2935    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
2936    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2937    {
2938        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2939        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
2940        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
2941        {
2942            Liveness& lv = liveness[li];
2943            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
2944                if (blk.first != blk.second)
2945                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
2946            lv.clear();
2947        }
2948        liveness.clear();
2949    }
2950   
2951    // create interference graphs
2952    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2953    {
2954        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2955        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
2956        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
2957       
2958        auto lit = liveBlockMap.begin();
2959        size_t rangeStart = 0;
2960        if (lit != liveBlockMap.end())
2961            rangeStart = lit->start;
2962        while (lit != liveBlockMap.end())
2963        {
2964            const size_t blkStart = lit->start;
2965            const size_t blkEnd = lit->end;
2966            size_t rangeEnd = blkEnd;
2967            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
2968            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
2969            // collect from this range, variable indices
2970            std::set<size_t> varIndices;
2971            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
2972                varIndices.insert(lit2->vidx);
2973            // push to intergraph as full subgGraph
2974            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
2975                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
2976                    if (vit != vit2)
2977                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
2978            // go to next live blocks
2979            rangeStart = rangeEnd;
2980            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
2981                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
2982                    break;
2983            if (lit == liveBlockMap.end())
2984                break; //
2985            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
2986        }
2987    }
2988   
2989    /*
2990     * resolve equalSets
2991     */
2992    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2993    {
2994        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
2995        const size_t nodesNum = interGraph.size();
2996        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
2997        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
2998        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
2999       
3000        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3001        {
3002            auto it = etoDepMap.find(v);
3003            if (it == etoDepMap.end())
3004            {
3005                // is not regvar in equalTo dependencies
3006                v++;
3007                continue;
3008            }
3009           
3010            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3011            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3012           
3013            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3014            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3015            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3016            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3017           
3018            // traverse by this
3019            while (!etoStack.empty())
3020            {
3021                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3022                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3023                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3024                if (entry.nextIdx == 0)
3025                {
3026                    if (!visited[vidx])
3027                    {
3028                        // push to this equalSet
3029                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3030                        equalSet.push_back(vidx);
3031                    }
3032                    else
3033                    {
3034                        // already visited
3035                        etoStack.pop();
3036                        continue;
3037                    }
3038                }
3039               
3040                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3041                {
3042                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3043                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3044                    entry.nextIdx++;
3045                }
3046                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3047                {
3048                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3049                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3050                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3051                    entry.nextIdx++;
3052                }
3053                else
3054                    etoStack.pop();
3055            }
3056           
3057            // to first already added node (var)
3058            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3059        }
3060    }
3061}
3062
3063typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3064
3065struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3066{
3067    const InterGraph& interGraph;
3068    const Array<size_t>& sdoCounts;
3069   
3070    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3071        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3072    { }
3073   
3074    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3075    {
3076        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3077            return true;
3078        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3079    }
3080};
3081
3082/* algorithm to allocate regranges:
3083 * from smallest regranges to greatest regranges:
3084 *   choosing free register: from smallest free regranges
3085 *      to greatest regranges:
3086 *         in this same regrange:
3087 *               try to find free regs in regranges
3088 *               try to link free ends of two distinct regranges
3089 */
3090
3091void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3092{
3093    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3094                    assembler.deviceType);
3095   
3096    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3097    {
3098        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3099        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3100        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3101        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3102        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3103        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3104       
3105        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3106        gcMap.resize(nodesNum);
3107        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3108        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3109        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3110       
3111        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3112        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3113        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3114            nodeSet.insert(i);
3115       
3116        cxuint colorsNum = 0;
3117        // firstly, allocate real registers
3118        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3119            if (entry.first.regVar == nullptr)
3120                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3121       
3122        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3123        {
3124            size_t node = *nodeSet.begin();
3125            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3126                continue; // already colored
3127            size_t color = 0;
3128            std::vector<size_t> equalNodes;
3129            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3130            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3131            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3132                // found, get equal set from equalSetList
3133                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3134           
3135            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3136            {
3137                // find first usable color
3138                bool thisSame = false;
3139                for (size_t nb: interGraph[node])
3140                    if (gcMap[nb] == color)
3141                    {
3142                        thisSame = true;
3143                        break;
3144                    }
3145                if (!thisSame)
3146                    break;
3147            }
3148            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3149            {
3150                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3151                    throw AsmException("Too many register is needed");
3152                colorsNum++;
3153            }
3154           
3155            for (size_t nextNode: equalNodes)
3156                gcMap[nextNode] = color;
3157            // update SDO for node
3158            bool colorExists = false;
3159            for (size_t node: equalNodes)
3160            {
3161                for (size_t nb: interGraph[node])
3162                    if (gcMap[nb] == color)
3163                    {
3164                        colorExists = true;
3165                        break;
3166                    }
3167                if (!colorExists)
3168                    sdoCounts[node]++;
3169            }
3170            // update SDO for neighbors
3171            for (size_t node: equalNodes)
3172                for (size_t nb: interGraph[node])
3173                {
3174                    colorExists = false;
3175                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3176                        if (gcMap[nb2] == color)
3177                        {
3178                            colorExists = true;
3179                            break;
3180                        }
3181                    if (!colorExists)
3182                    {
3183                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3184                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3185                        sdoCounts[nb]++;
3186                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3187                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3188                    }
3189                }
3190           
3191            for (size_t nextNode: equalNodes)
3192                gcMap[nextNode] = color;
3193        }
3194    }
3195}
3196
3197void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3198{
3199    // before any operation, clear all
3200    codeBlocks.clear();
3201    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3202    {
3203        vregIndexMaps[i].clear();
3204        interGraphs[i].clear();
3205        linearDepMaps[i].clear();
3206        equalToDepMaps[i].clear();
3207        graphColorMaps[i].clear();
3208        equalSetMaps[i].clear();
3209        equalSetLists[i].clear();
3210    }
3211    ssaReplacesMap.clear();
3212    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3213    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3214   
3215    // set up
3216    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3217    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3218    createSSAData(*section.usageHandler);
3219    applySSAReplaces();
3220    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3221    colorInterferenceGraph();
3222}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.