source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3930

Last change on this file since 3930 was 3930, checked in by matszpk, 15 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Add not known curSSAIds from cachedRdata to routine data lastSSAIds if not first return.

File size: 126.5 KB
Line 
1/*
2 *  CLRadeonExtender - Unofficial OpenCL Radeon Extensions Library
3 *  Copyright (C) 2014-2018 Mateusz Szpakowski
4 *
5 *  This library is free software; you can redistribute it and/or
6 *  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 *  License as published by the Free Software Foundation; either
8 *  version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9 *
10 *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 *  Lesser General Public License for more details.
14 *
15 *  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 *  License along with this library; if not, write to the Free Software
17 *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20#include <CLRX/Config.h>
21#include <iostream>
22#include <stack>
23#include <deque>
24#include <vector>
25#include <utility>
26#include <unordered_set>
27#include <map>
28#include <set>
29#include <unordered_map>
30#include <algorithm>
31#include <CLRX/utils/Utilities.h>
32#include <CLRX/utils/Containers.h>
33#include <CLRX/amdasm/Assembler.h>
34#include "AsmInternals.h"
35
36using namespace CLRX;
37
38typedef AsmRegAllocator::CodeBlock CodeBlock;
39typedef AsmRegAllocator::NextBlock NextBlock;
40typedef AsmRegAllocator::SSAInfo SSAInfo;
41typedef std::pair<const AsmSingleVReg, SSAInfo> SSAEntry;
42
43ISAUsageHandler::ISAUsageHandler(const std::vector<cxbyte>& _content) :
44            content(_content), lastOffset(0), readOffset(0), instrStructPos(0),
45            regUsagesPos(0), regUsages2Pos(0), regVarUsagesPos(0),
46            pushedArgs(0), argPos(0), argFlags(0), isNext(false), useRegMode(false)
47{ }
48
49ISAUsageHandler::~ISAUsageHandler()
50{ }
51
52void ISAUsageHandler::rewind()
53{
54    readOffset = instrStructPos = 0;
55    regUsagesPos = regUsages2Pos = regVarUsagesPos = 0;
56    useRegMode = false;
57    pushedArgs = 0;
58    skipBytesInInstrStruct();
59}
60
61void ISAUsageHandler::skipBytesInInstrStruct()
62{
63    // do not add instruction size if usereg (usereg immediately before instr regusages)
64    if ((instrStructPos != 0 || argPos != 0) && !useRegMode)
65        readOffset += defaultInstrSize;
66    argPos = 0;
67    for (;instrStructPos < instrStruct.size() &&
68        instrStruct[instrStructPos] > 0x80; instrStructPos++)
69        readOffset += (instrStruct[instrStructPos] & 0x7f);
70    isNext = (instrStructPos < instrStruct.size());
71}
72
73void ISAUsageHandler::putSpace(size_t offset)
74{
75    if (lastOffset != offset)
76    {
77        flush(); // flush before new instruction
78        // useReg immediately before instruction regusages
79        size_t defaultInstrSize = (!useRegMode ? this->defaultInstrSize : 0);
80        if (lastOffset > offset)
81            throw AsmException("Offset before previous instruction");
82        if (!instrStruct.empty() && offset - lastOffset < defaultInstrSize)
83            throw AsmException("Offset between previous instruction");
84        size_t toSkip = !instrStruct.empty() ? 
85                offset - lastOffset - defaultInstrSize : offset;
86        while (toSkip > 0)
87        {
88            size_t skipped = std::min(toSkip, size_t(0x7f));
89            instrStruct.push_back(skipped | 0x80);
90            toSkip -= skipped;
91        }
92        lastOffset = offset;
93        argFlags = 0;
94        pushedArgs = 0;
95    } 
96}
97
98void ISAUsageHandler::pushUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
99{
100    if (lastOffset == rvu.offset && useRegMode)
101        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
102    else // otherwise
103        putSpace(rvu.offset);
104    useRegMode = false;
105    if (rvu.regVar != nullptr)
106    {
107        argFlags |= (1U<<pushedArgs);
108        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
109            rvu.rwFlags, rvu.align });
110    }
111    else // reg usages
112        regUsages.push_back({ rvu.regField,cxbyte(rvu.rwFlags |
113                    getRwFlags(rvu.regField, rvu.rstart, rvu.rend)) });
114    pushedArgs++;
115}
116
117void ISAUsageHandler::pushUseRegUsage(const AsmRegVarUsage& rvu)
118{
119    if (lastOffset == rvu.offset && !useRegMode)
120        flush(); // only flush if useRegMode and no change in offset
121    else // otherwise
122        putSpace(rvu.offset);
123    useRegMode = true;
124    if (pushedArgs == 0 || pushedArgs == 256)
125    {
126        argFlags = 0;
127        pushedArgs = 0;
128        instrStruct.push_back(0x80); // sign of regvarusage from usereg
129        instrStruct.push_back(0);
130    }
131    if (rvu.regVar != nullptr)
132    {
133        argFlags |= (1U<<(pushedArgs & 7));
134        regVarUsages.push_back({ rvu.regVar, rvu.rstart, rvu.rend, rvu.regField,
135            rvu.rwFlags, rvu.align });
136    }
137    else // reg usages
138        regUsages2.push_back({ rvu.rstart, rvu.rend, rvu.rwFlags });
139    pushedArgs++;
140    if ((pushedArgs & 7) == 0) // just flush per 8 bit
141    {
142        instrStruct.push_back(argFlags);
143        instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
144        argFlags = 0;
145    }
146}
147
148void ISAUsageHandler::flush()
149{
150    if (pushedArgs != 0)
151    {
152        if (!useRegMode)
153        {
154            // normal regvarusages
155            instrStruct.push_back(argFlags);
156            if ((argFlags & (1U<<(pushedArgs-1))) != 0)
157                regVarUsages.back().rwFlags |= 0x80;
158            else // reg usages
159                regUsages.back().rwFlags |= 0x80;
160        }
161        else
162        {
163            // use reg regvarusages
164            if ((pushedArgs & 7) != 0) //if only not pushed args remains
165                instrStruct.push_back(argFlags);
166            instrStruct[instrStruct.size() - ((pushedArgs+7) >> 3) - 1] = pushedArgs;
167        }
168    }
169}
170
171AsmRegVarUsage ISAUsageHandler::nextUsage()
172{
173    if (!isNext)
174        throw AsmException("No reg usage in this code");
175    AsmRegVarUsage rvu;
176    // get regvarusage
177    bool lastRegUsage = false;
178    rvu.offset = readOffset;
179    if (!useRegMode && instrStruct[instrStructPos] == 0x80)
180    {
181        // useRegMode (begin fetching useregs)
182        useRegMode = true;
183        argPos = 0;
184        instrStructPos++;
185        // pushedArgs - numer of useregs, 0 - 256 useregs
186        pushedArgs = instrStruct[instrStructPos++];
187        argFlags = instrStruct[instrStructPos];
188    }
189    rvu.useRegMode = useRegMode; // no ArgPos
190   
191    if ((instrStruct[instrStructPos] & (1U << (argPos&7))) != 0)
192    {
193        // regvar usage
194        const AsmRegVarUsageInt& inRVU = regVarUsages[regVarUsagesPos++];
195        rvu.regVar = inRVU.regVar;
196        rvu.rstart = inRVU.rstart;
197        rvu.rend = inRVU.rend;
198        rvu.regField = inRVU.regField;
199        rvu.rwFlags = inRVU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK;
200        rvu.align = inRVU.align;
201        if (!useRegMode)
202            lastRegUsage = ((inRVU.rwFlags&0x80) != 0);
203    }
204    else if (!useRegMode)
205    {
206        // simple reg usage
207        const AsmRegUsageInt& inRU = regUsages[regUsagesPos++];
208        rvu.regVar = nullptr;
209        const std::pair<uint16_t, uint16_t> regPair =
210                    getRegPair(inRU.regField, inRU.rwFlags);
211        rvu.rstart = regPair.first;
212        rvu.rend = regPair.second;
213        rvu.rwFlags = (inRU.rwFlags & ASMRVU_ACCESS_MASK);
214        rvu.regField = inRU.regField;
215        rvu.align = 0;
216        lastRegUsage = ((inRU.rwFlags&0x80) != 0);
217    }
218    else
219    {
220        // use reg (simple reg usage, second structure)
221        const AsmRegUsage2Int& inRU = regUsages2[regUsages2Pos++];
222        rvu.regVar = nullptr;
223        rvu.rstart = inRU.rstart;
224        rvu.rend = inRU.rend;
225        rvu.rwFlags = inRU.rwFlags;
226        rvu.regField = ASMFIELD_NONE;
227        rvu.align = 0;
228    }
229    argPos++;
230    if (useRegMode)
231    {
232        // if inside useregs
233        if (argPos == (pushedArgs&0xff))
234        {
235            instrStructPos++; // end
236            skipBytesInInstrStruct();
237            useRegMode = false;
238        }
239        else if ((argPos & 7) == 0) // fetch new flag
240        {
241            instrStructPos++;
242            argFlags = instrStruct[instrStructPos];
243        }
244    }
245    // after instr
246    if (lastRegUsage)
247    {
248        instrStructPos++;
249        skipBytesInInstrStruct();
250    }
251    return rvu;
252}
253
254AsmRegAllocator::AsmRegAllocator(Assembler& _assembler) : assembler(_assembler)
255{ }
256
257static inline bool codeBlockStartLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
258                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
259{ return c1.start < c2.start; }
260
261static inline bool codeBlockEndLess(const AsmRegAllocator::CodeBlock& c1,
262                  const AsmRegAllocator::CodeBlock& c2)
263{ return c1.end < c2.end; }
264
265void AsmRegAllocator::createCodeStructure(const std::vector<AsmCodeFlowEntry>& codeFlow,
266             size_t codeSize, const cxbyte* code)
267{
268    ISAAssembler* isaAsm = assembler.isaAssembler;
269    if (codeSize == 0)
270        return;
271    std::vector<size_t> splits;
272    std::vector<size_t> codeStarts;
273    std::vector<size_t> codeEnds;
274    codeStarts.push_back(0);
275    codeEnds.push_back(codeSize);
276    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
277    {
278        size_t instrAfter = 0;
279        if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
280            entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
281            instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
282                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
283       
284        switch(entry.type)
285        {
286            case AsmCodeFlowType::START:
287                codeStarts.push_back(entry.offset);
288                break;
289            case AsmCodeFlowType::END:
290                codeEnds.push_back(entry.offset);
291                break;
292            case AsmCodeFlowType::JUMP:
293                splits.push_back(entry.target);
294                codeEnds.push_back(instrAfter);
295                break;
296            case AsmCodeFlowType::CJUMP:
297                splits.push_back(entry.target);
298                splits.push_back(instrAfter);
299                break;
300            case AsmCodeFlowType::CALL:
301                splits.push_back(entry.target);
302                splits.push_back(instrAfter);
303                break;
304            case AsmCodeFlowType::RETURN:
305                codeEnds.push_back(instrAfter);
306                break;
307            default:
308                break;
309        }
310    }
311    std::sort(splits.begin(), splits.end());
312    splits.resize(std::unique(splits.begin(), splits.end()) - splits.begin());
313    std::sort(codeEnds.begin(), codeEnds.end());
314    codeEnds.resize(std::unique(codeEnds.begin(), codeEnds.end()) - codeEnds.begin());
315    // remove codeStarts between codeStart and codeEnd
316    size_t i = 0;
317    size_t ii = 0;
318    size_t ei = 0; // codeEnd i
319    while (i < codeStarts.size())
320    {
321        size_t end = (ei < codeEnds.size() ? codeEnds[ei] : SIZE_MAX);
322        if (ei < codeEnds.size())
323            ei++;
324        codeStarts[ii++] = codeStarts[i];
325        // skip codeStart to end
326        for (i++ ;i < codeStarts.size() && codeStarts[i] < end; i++);
327    }
328    codeStarts.resize(ii);
329    // add next codeStarts
330    auto splitIt = splits.begin();
331    for (size_t codeEnd: codeEnds)
332    {
333        auto it = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeEnd);
334        if (it != splits.end())
335        {
336            codeStarts.push_back(*it);
337            splitIt = it;
338        }
339        else // if end
340            break;
341    }
342   
343    std::sort(codeStarts.begin(), codeStarts.end());
344    codeStarts.resize(std::unique(codeStarts.begin(), codeStarts.end()) -
345                codeStarts.begin());
346    // divide to blocks
347    splitIt = splits.begin();
348    for (size_t codeStart: codeStarts)
349    {
350        size_t codeEnd = *std::upper_bound(codeEnds.begin(), codeEnds.end(), codeStart);
351        splitIt = std::lower_bound(splitIt, splits.end(), codeStart);
352       
353        if (splitIt != splits.end() && *splitIt==codeStart)
354            ++splitIt; // skip split in codeStart
355       
356        for (size_t start = codeStart; start < codeEnd; )
357        {
358            size_t end = codeEnd;
359            if (splitIt != splits.end())
360            {
361                end = std::min(end, *splitIt);
362                ++splitIt;
363            }
364            codeBlocks.push_back({ start, end, { }, false, false, false });
365            start = end;
366        }
367    }
368    // force empty block at end if some jumps goes to its
369    if (!codeEnds.empty() && !codeStarts.empty() && !splits.empty() &&
370        codeStarts.back()==codeEnds.back() && codeStarts.back() == splits.back())
371        codeBlocks.push_back({ codeStarts.back(), codeStarts.back(), { },
372                             false, false, false });
373   
374    // construct flow-graph
375    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
376        if (entry.type == AsmCodeFlowType::CALL || entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP ||
377            entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP || entry.type == AsmCodeFlowType::RETURN)
378        {
379            std::vector<CodeBlock>::iterator it;
380            size_t instrAfter = entry.offset + isaAsm->getInstructionSize(
381                        codeSize - entry.offset, code + entry.offset);
382           
383            if (entry.type != AsmCodeFlowType::RETURN)
384                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
385                        CodeBlock{ entry.target }, codeBlockStartLess);
386            else // return
387            {
388                it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
389                        CodeBlock{ 0, instrAfter }, codeBlockEndLess);
390                // if block have return
391                if (it != codeBlocks.end())
392                    it->haveEnd = it->haveReturn = true;
393                continue;
394            }
395           
396            if (it == codeBlocks.end())
397                continue; // error!
398            auto it2 = std::lower_bound(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
399                    CodeBlock{ instrAfter }, codeBlockStartLess);
400            auto curIt = it2;
401            --curIt;
402           
403            curIt->nexts.push_back({ size_t(it - codeBlocks.begin()),
404                        entry.type == AsmCodeFlowType::CALL });
405            curIt->haveCalls |= entry.type == AsmCodeFlowType::CALL;
406            if (entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP ||
407                 entry.type == AsmCodeFlowType::CALL)
408            {
409                curIt->haveEnd = false; // revert haveEnd if block have cond jump or call
410                if (it2 != codeBlocks.end() && entry.type == AsmCodeFlowType::CJUMP)
411                    // add next next block (only for cond jump)
412                    curIt->nexts.push_back({ size_t(it2 - codeBlocks.begin()), false });
413            }
414            else if (entry.type == AsmCodeFlowType::JUMP)
415                curIt->haveEnd = true; // set end
416        }
417    // force haveEnd for block with cf_end
418    for (const AsmCodeFlowEntry& entry: codeFlow)
419        if (entry.type == AsmCodeFlowType::END)
420        {
421            auto it = binaryFind(codeBlocks.begin(), codeBlocks.end(),
422                    CodeBlock{ 0, entry.offset }, codeBlockEndLess);
423            if (it != codeBlocks.end())
424                it->haveEnd = true;
425        }
426   
427    if (!codeBlocks.empty()) // always set haveEnd to last block
428        codeBlocks.back().haveEnd = true;
429   
430    // reduce nexts
431    for (CodeBlock& block: codeBlocks)
432    {
433        // first non-call nexts, for correct resolving SSA conflicts
434        std::sort(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
435                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
436                  { return int(n1.isCall)<int(n2.isCall) ||
437                      (n1.isCall == n2.isCall && n1.block < n2.block); });
438        auto it = std::unique(block.nexts.begin(), block.nexts.end(),
439                  [](const NextBlock& n1, const NextBlock& n2)
440                  { return n1.block == n2.block && n1.isCall == n2.isCall; });
441        block.nexts.resize(it - block.nexts.begin());
442    }
443}
444
445/** Simple cache **/
446
447template<typename K, typename V>
448class CLRX_INTERNAL SimpleCache
449{
450private:
451    struct Entry
452    {
453        size_t sortedPos;
454        size_t usage;
455        V value;
456    };
457   
458    size_t totalWeight;
459    size_t maxWeight;
460   
461    typedef typename std::unordered_map<K, Entry>::iterator EntryMapIt;
462    // sorted entries - sorted by usage
463    std::vector<EntryMapIt> sortedEntries;
464    std::unordered_map<K, Entry> entryMap;
465   
466    void updateInSortedEntries(EntryMapIt it)
467    {
468        const size_t curPos = it->second.sortedPos;
469        if (curPos == 0)
470            return; // first position
471        if (sortedEntries[curPos-1]->second.usage < it->second.usage &&
472            (curPos==1 || sortedEntries[curPos-2]->second.usage >= it->second.usage))
473        {
474            //std::cout << "fast path" << std::endl;
475            std::swap(sortedEntries[curPos-1]->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
476            std::swap(sortedEntries[curPos-1], sortedEntries[curPos]);
477            return;
478        }
479        //std::cout << "slow path" << std::endl;
480        auto fit = std::upper_bound(sortedEntries.begin(),
481            sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos, it,
482            [](EntryMapIt it1, EntryMapIt it2)
483            { return it1->second.usage > it2->second.usage; });
484        if (fit != sortedEntries.begin()+it->second.sortedPos)
485        {
486            const size_t curPos = it->second.sortedPos;
487            std::swap((*fit)->second.sortedPos, it->second.sortedPos);
488            std::swap(*fit, sortedEntries[curPos]);
489        }
490    }
491   
492    void insertToSortedEntries(EntryMapIt it)
493    {
494        it->second.sortedPos = sortedEntries.size();
495        sortedEntries.push_back(it);
496    }
497   
498    void removeFromSortedEntries(size_t pos)
499    {
500        // update later element positioning
501        for (size_t i = pos+1; i < sortedEntries.size(); i++)
502            (sortedEntries[i]->second.sortedPos)--;
503        sortedEntries.erase(sortedEntries.begin() + pos);
504    }
505   
506public:
507    explicit SimpleCache(size_t _maxWeight) : totalWeight(0), maxWeight(_maxWeight)
508    { }
509   
510    // use key - get value
511    V* use(const K& key)
512    {
513        auto it = entryMap.find(key);
514        if (it != entryMap.end())
515        {
516            it->second.usage++;
517            updateInSortedEntries(it);
518            return &(it->second.value);
519        }
520        return nullptr;
521    }
522   
523    bool hasKey(const K& key)
524    { return entryMap.find(key) != entryMap.end(); }
525   
526    // put value
527    void put(const K& key, const V& value)
528    {
529        auto res = entryMap.insert({ key, Entry{ 0, 0, value } });
530        if (!res.second)
531        {
532            removeFromSortedEntries(res.first->second.sortedPos); // remove old value
533            // update value
534            totalWeight -= res.first->second.value.weight();
535            res.first->second = Entry{ 0, 0, value };
536        }
537        const size_t elemWeight = value.weight();
538       
539        // correct max weight if element have greater weight
540        if (elemWeight > maxWeight)
541            maxWeight = elemWeight<<1;
542       
543        while (totalWeight+elemWeight > maxWeight)
544        {
545            // remove min usage element
546            auto minUsageIt = sortedEntries.back();
547            sortedEntries.pop_back();
548            totalWeight -= minUsageIt->second.value.weight();
549            entryMap.erase(minUsageIt);
550        }
551       
552        insertToSortedEntries(res.first); // new entry in sorted entries
553       
554        totalWeight += elemWeight;
555    }
556};
557
558/** Simple cache **/
559
560// map of last SSAId for routine, key - varid, value - last SSA ids
561class CLRX_INTERNAL LastSSAIdMap: public
562            std::unordered_map<AsmSingleVReg, VectorSet<size_t> >
563{
564public:
565    LastSSAIdMap()
566    { }
567   
568    iterator insertSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
569    {
570        auto res = insert({ vreg, { ssaId } });
571        if (!res.second)
572            res.first->second.insertValue(ssaId);
573        return res.first;
574    }
575   
576    void eraseSSAId(const AsmSingleVReg& vreg, size_t ssaId)
577    {
578        auto it = find(vreg);
579        if (it != end())
580             it->second.eraseValue(ssaId);
581    }
582   
583    size_t weight() const
584    { return size(); }
585};
586
587typedef LastSSAIdMap RBWSSAIdMap;
588typedef std::unordered_map<size_t, VectorSet<size_t> > SubrLoopsMap;
589
590struct CLRX_INTERNAL RetSSAEntry
591{
592    std::vector<size_t> routines;
593    VectorSet<size_t> ssaIds;
594    size_t prevSSAId; // for curSSAId
595};
596
597typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, RetSSAEntry> RetSSAIdMap;
598
599struct CLRX_INTERNAL LoopSSAIdMap
600{
601    LastSSAIdMap ssaIdMap;
602    bool passed;
603};
604
605struct CLRX_INTERNAL RoutineData
606{
607    // rbwSSAIdMap - read before write SSAId's map
608    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> rbwSSAIdMap;
609    LastSSAIdMap curSSAIdMap;
610    LastSSAIdMap lastSSAIdMap;
611    // key - loop block, value - last ssaId map for loop end
612    std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap> loopEnds;
613    bool notFirstReturn;
614    size_t weight_;
615   
616    RoutineData() : notFirstReturn(false), weight_(0)
617    { }
618   
619    void calculateWeight()
620    {
621        weight_ = rbwSSAIdMap.size() + lastSSAIdMap.weight();
622        for (const auto& entry: loopEnds)
623            weight_ += entry.second.ssaIdMap.weight();
624    }
625   
626    size_t weight() const
627    { return weight_; }
628};
629
630struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry
631{
632    size_t blockIndex;
633    size_t nextIndex;
634    bool isCall;
635    RetSSAIdMap prevRetSSAIdSets;
636};
637
638struct CLRX_INTERNAL FlowStackEntry2
639{
640    size_t blockIndex;
641    size_t nextIndex;
642};
643
644
645struct CLRX_INTERNAL CallStackEntry
646{
647    size_t callBlock; // index
648    size_t callNextIndex; // index of call next
649    size_t routineBlock;    // routine block
650};
651
652class ResSecondPointsToCache: public std::vector<bool>
653{
654public:
655    explicit ResSecondPointsToCache(size_t n) : std::vector<bool>(n<<1, false)
656    { }
657   
658    void increase(size_t i)
659    {
660        if ((*this)[i<<1])
661            (*this)[(i<<1)+1] = true;
662        else
663            (*this)[i<<1] = true;
664    }
665   
666    cxuint count(size_t i) const
667    { return cxuint((*this)[i<<1]) + (*this)[(i<<1)+1]; }
668};
669
670typedef AsmRegAllocator::SSAReplace SSAReplace; // first - orig ssaid, second - dest ssaid
671typedef AsmRegAllocator::SSAReplacesMap SSAReplacesMap;
672
673static inline void insertReplace(SSAReplacesMap& rmap, const AsmSingleVReg& vreg,
674              size_t origId, size_t destId)
675{
676    auto res = rmap.insert({ vreg, {} });
677    res.first->second.insertValue({ origId, destId });
678}
679
680static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
681            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
682            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
683            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
684            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
685{
686    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
687    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
688   
689    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
690    {
691        if (cacheSecPoints != nullptr)
692        {
693            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
694            if (!res.second)
695                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
696        }
697       
698        if (stackVarMap != nullptr)
699        {
700           
701            // resolve conflict for this variable ssaId>.
702            // only if in previous block previous SSAID is
703            // read before all writes
704            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
705           
706            if (it != stackVarMap->end())
707            {
708                // found, resolve by set ssaIdLast
709                for (size_t ssaId: it->second)
710                {
711                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
712                    {
713                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
714                            sentry.first.index  << ": " <<
715                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
716                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
717                                    sinfo.ssaIdBefore);
718                    }
719                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
720                    {
721                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
722                            sentry.first.index  << ": " <<
723                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
724                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
725                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
726                    }
727                    /*else
728                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
729                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
730                }
731            }
732        }
733    }
734}
735
736typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
737
738static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
739        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
740        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
741        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
742        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
743{
744    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
745            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
746    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
747    {
748        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
749        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
750        {
751            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
752            if (!res.second)
753                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
754                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
755        }
756       
757        if (stackVarMap != nullptr)
758        {
759            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
760           
761            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
762            {
763                // found, resolve by set ssaIdLast
764                for (size_t ssaId: it->second)
765                {
766                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
767                    {
768                        if (ssaId > secSSAId)
769                        {
770                            std::cout << "  insertreplace: " <<
771                                sentry.first.regVar << ":" <<
772                                sentry.first.index  << ": " <<
773                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
774                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
775                        }
776                        else if (ssaId < secSSAId)
777                        {
778                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
779                                sentry.first.regVar << ":" <<
780                                sentry.first.index  << ": " <<
781                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
782                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
783                        }
784                        /*else
785                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
786                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
787                    }
788                }
789            }
790        }
791    }
792}
793
794static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
795                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
796                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
797                size_t nextBlock)
798{
799    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
800    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
801    // traverse by graph from next block
802    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
803    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
804    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
805   
806    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
807   
808    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
809   
810    while (!flowStack.empty())
811    {
812        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
813        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
814       
815        if (entry.nextIndex == 0)
816        {
817            // process current block
818            if (!visited[entry.blockIndex])
819            {
820                visited[entry.blockIndex] = true;
821                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
822               
823                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
824                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
825                if (resSecondPoints == nullptr)
826                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
827                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
828                                alreadyReadMap, entry, sentry,
829                                &cacheSecPoints);
830                else // to use cache
831                {
832                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
833                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
834                    flowStack.pop_back();
835                    continue;
836                }
837            }
838            else
839            {
840                // back, already visited
841                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
842                flowStack.pop_back();
843                continue;
844            }
845        }
846       
847        /*if (!callStack.empty() &&
848            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
849            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
850            callStack.pop(); // just return from call
851        */
852        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
853        {
854            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
855                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
856                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
857            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
858            entry.nextIndex++;
859        }
860        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
861                // if have any call then go to next block
862                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
863                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
864        {
865            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
866            for (const auto& next: cblock.nexts)
867                if (next.isCall)
868                {
869                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
870                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
871                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
872                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
873                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
874                }
875           
876            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
877            entry.nextIndex++;
878        }
879        else // back
880        {
881            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
882            // before write (can be different due to earlier visit)
883            for (const auto& next: cblock.nexts)
884                if (next.isCall)
885                {
886                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
887                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
888                    {
889                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
890                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
891                            alreadyReadMap.erase(it);
892                    }
893                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
894                    {
895                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
896                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
897                            alreadyReadMap.erase(it);
898                    }
899                }
900           
901            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
902            {
903                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
904                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
905                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
906                    // before write (can be different due to earlier visit)
907                    alreadyReadMap.erase(it);
908            }
909            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
910            flowStack.pop_back();
911        }
912    }
913   
914    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
915}
916
917static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock,
918        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
919        LastSSAIdMap& stackVarMap, size_t blockIndex, size_t nextIndex)
920{
921    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
922        if (next.isCall)
923        {
924            const LastSSAIdMap& regVarMap =
925                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
926            for (const auto& sentry: regVarMap)
927                stackVarMap[sentry.first].clear(); // clearing
928        }
929   
930    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
931        if (next.isCall)
932        {
933            std::cout << "  applycall: " << blockIndex << ": " <<
934                    nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
935            const LastSSAIdMap& regVarMap =
936                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
937            for (const auto& sentry: regVarMap)
938                for (size_t s: sentry.second)
939                    stackVarMap.insertSSAId(sentry.first, s);
940        }
941}
942
943
944static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
945        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
946        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
947        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
948        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
949        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
950        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
951        SSAReplacesMap& replacesMap)
952{
953    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
954    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
955    --pfEnd;
956    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
957    LastSSAIdMap stackVarMap;
958   
959    size_t pfStartIndex = 0;
960    {
961        auto pfPrev = pfEnd;
962        --pfPrev;
963        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
964        if (it != prevWaysIndexMap.end())
965        {
966            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
967            if (cached!=nullptr)
968            {
969                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
970                        it->second.second << std::endl;
971                stackVarMap = *cached;
972                pfStartIndex = it->second.second+1;
973               
974                // apply missing calls at end of the cached
975                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
976               
977                const FlowStackEntry2& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
978                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
979                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
980            }
981        }
982    }
983   
984    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
985    {
986        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
987        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
988        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
989        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
990        {
991            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
992            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
993                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
994        }
995        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
996            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
997                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
998       
999        // put to first point cache
1000        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1001        {
1002            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1003            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1004        }
1005    }
1006   
1007    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1008    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1009                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1010   
1011    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1012    // traverse by graph from next block
1013    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1014    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1015    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1016   
1017    // already read in current path
1018    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1019    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
1020   
1021    while (!flowStack.empty())
1022    {
1023        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1024        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1025       
1026        if (entry.nextIndex == 0)
1027        {
1028            // process current block
1029            if (!visited[entry.blockIndex])
1030            {
1031                visited[entry.blockIndex] = true;
1032                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1033               
1034                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1035                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1036                if (resSecondPoints == nullptr)
1037                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1038                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1039                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1040                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1041                else // to use cache
1042                {
1043                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1044                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1045                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1046                    flowStack.pop_back();
1047                    continue;
1048                }
1049            }
1050            else
1051            {
1052                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1053                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1054                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1055                // back, already visited
1056                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1057                flowStack.pop_back();
1058                continue;
1059            }
1060        }
1061       
1062        /*if (!callStack.empty() &&
1063            entry.blockIndex == callStack.top().callBlock &&
1064            entry.nextIndex-1 == callStack.top().callNextIndex)
1065            callStack.pop(); // just return from call
1066        */
1067        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1068        {
1069            /*if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1070                callStack.push({ entry.blockIndex, entry.nextIndex,
1071                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block });*/
1072            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1073            entry.nextIndex++;
1074        }
1075        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1076                // if have any call then go to next block
1077                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1078                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1079        {
1080            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1081            for (const auto& next: cblock.nexts)
1082                if (next.isCall)
1083                {
1084                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1085                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1086                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1087                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1088                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1089                }
1090           
1091            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1092            entry.nextIndex++;
1093        }
1094        else // back
1095        {
1096            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1097            // before write (can be different due to earlier visit)
1098            for (const auto& next: cblock.nexts)
1099                if (next.isCall)
1100                {
1101                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1102                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1103                    {
1104                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1105                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1106                            alreadyReadMap.erase(it);
1107                    }
1108                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1109                    {
1110                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1111                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1112                            alreadyReadMap.erase(it);
1113                    }
1114                }
1115           
1116            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1117            {
1118                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1119                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1120                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1121                    // before write (can be different due to earlier visit)
1122                    alreadyReadMap.erase(it);
1123            }
1124            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1125           
1126            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1127                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1128                // add to cache
1129                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1130                            entry.blockIndex);
1131           
1132            flowStack.pop_back();
1133        }
1134    }
1135   
1136    if (toCache)
1137        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1138}
1139
1140static void joinRetSSAIdMap(RetSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1141                size_t routineBlock)
1142{
1143    for (const auto& entry: src)
1144    {
1145        std::cout << "  entry2: " << entry.first.regVar << ":" <<
1146                cxuint(entry.first.index) << ":";
1147        for (size_t v: entry.second)
1148            std::cout << " " << v;
1149        std::cout << std::endl;
1150        // insert if not inserted
1151        auto res = dest.insert({entry.first, { { routineBlock }, entry.second } });
1152        if (res.second)
1153            continue; // added new
1154        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second.ssaIds;
1155        res.first->second.routines.push_back(routineBlock);
1156        // add new ways
1157        for (size_t ssaId: entry.second)
1158            destEntry.insertValue(ssaId);
1159        std::cout << "    :";
1160        for (size_t v: destEntry)
1161            std::cout << " " << v;
1162        std::cout << std::endl;
1163    }
1164}
1165
1166static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1167{
1168    for (const auto& entry: src)
1169    {
1170        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1171                cxuint(entry.first.index) << ":";
1172        for (size_t v: entry.second)
1173            std::cout << " " << v;
1174        std::cout << std::endl;
1175        auto res = dest.insert(entry); // find
1176        if (res.second)
1177            continue; // added new
1178        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1179        // add new ways
1180        for (size_t ssaId: entry.second)
1181            destEntry.insertValue(ssaId);
1182        std::cout << "    :";
1183        for (size_t v: destEntry)
1184            std::cout << " " << v;
1185        std::cout << std::endl;
1186    }
1187}
1188
1189static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1190                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1191                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1192{
1193    for (const auto& entry: src)
1194    {
1195        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1196        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1197        {
1198            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1199            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1200            {
1201                // if found in last ssa ID map,
1202                // but has first value (some way do not change SSAId)
1203                // then pass to add new ssaIds before this point
1204                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1205                    continue; // otherwise, skip
1206            }
1207        }
1208        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1209                cxuint(entry.first.index) << ":";
1210        for (size_t v: entry.second)
1211            std::cout << " " << v;
1212        std::cout << std::endl;
1213        auto res = dest.insert(entry); // find
1214        if (res.second)
1215            continue; // added new
1216        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1217        // add new ways
1218        for (size_t ssaId: entry.second)
1219            destEntry.insertValue(ssaId);
1220        std::cout << "    :";
1221        for (size_t v: destEntry)
1222            std::cout << " " << v;
1223        std::cout << std::endl;
1224    }
1225    if (!loop) // do not if loop
1226        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1227}
1228
1229static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1230                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1231{
1232    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1233}
1234
1235
1236static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1237{
1238    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1239    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1240   
1241    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1242   
1243    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1244    {
1245        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1246                cxuint(entry.first.index) << ":";
1247        for (size_t v: entry.second)
1248            std::cout << " " << v;
1249        std::cout << std::endl;
1250        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1251        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1252        if (!res.second)
1253        {
1254            // add new ways
1255            for (size_t ssaId: entry.second)
1256                destEntry.insertValue(ssaId);
1257        }
1258        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1259        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1260            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1261            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1262                      rbwit->second) == entry.second.end())
1263            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1264        std::cout << "    :";
1265        for (size_t v: destEntry)
1266            std::cout << " " << v;
1267        std::cout << std::endl;
1268    }
1269}
1270
1271static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1272            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1273            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1274            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1275{
1276    if (retSSAIdMap.empty())
1277        return;
1278    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1279    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1280    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1281    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1282    // collect rbw SSAIds
1283    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1284        if (next.isCall)
1285        {
1286            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1287            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1288                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1289           
1290        }
1291    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1292        if (next.isCall)
1293        {
1294            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1295            // add changed
1296            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1297                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1298                    changed.insert(lentry.first);
1299        }
1300   
1301    // reduce SSAIds
1302    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1303    {
1304        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1305        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1306        {
1307            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1308            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1309            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1310            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1311            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1312           
1313            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1314            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1315                        outSSAIds.begin());
1316            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1317            if (outSSAIds.size() >= 2)
1318            {
1319                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1320                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1321               
1322                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1323                        rentry.first.index << std::endl;
1324            }
1325           
1326            for (size_t rblock: rentry.second.routines)
1327                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1328                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1329            reduced.insert(rentry.first);
1330        }
1331    }
1332    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1333        retSSAIdMap.erase(vreg);
1334    reduced.clear();
1335       
1336    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1337    {
1338        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1339        if (rit != retSSAIdMap.end())
1340        {
1341            // if modified
1342            // put before removing to revert for other ways after calls
1343            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1344            if (res.second)
1345                res.first->second = rit->second;
1346            // just remove, if some change without read before
1347            retSSAIdMap.erase(rit);
1348        }
1349    }
1350}
1351
1352static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1353            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1354            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1355{
1356    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1357    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1358    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1359    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1360    {
1361        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1362       
1363        if (ssaIds.size() >= 2)
1364        {
1365            // reduce to minimal ssaId from all calls
1366            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1367            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1368            // insert SSA replaces
1369            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1370            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1371                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1372            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1373        }
1374        else if (ssaIds.size() == 1)
1375            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1376       
1377        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1378                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1379        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1380        // reduce SSAIds replaces
1381        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1382            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1383                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1384        // finally remove from container (because obsolete)
1385        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1386        return true;
1387    }
1388    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1389    {
1390        // put before removing to revert for other ways after calls
1391        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1392        if (res.second)
1393            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1394        // just remove, if some change without read before
1395        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1396    }
1397    return false;
1398}
1399
1400static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1401                size_t prevSSAId)
1402{
1403    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1404    bool beforeFirstAccess = true;
1405    // put first SSAId before write
1406    if (sinfo.readBeforeWrite)
1407    {
1408        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1409        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1410            // if already added
1411            beforeFirstAccess = false;
1412    }
1413   
1414    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1415    {
1416        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1417        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1418        // put last SSAId
1419        if (!res.second)
1420        {
1421            beforeFirstAccess = false;
1422            // if not inserted
1423            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1424            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1425            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1426        }
1427        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1428        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1429        {
1430            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1431            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1432                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1433        }
1434    }
1435    else
1436    {
1437        // insert read ssaid if no change
1438        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1439        if (!res.second)
1440        {
1441            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1442            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1443        }
1444    }
1445}
1446
1447static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1448            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1449            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1450            FlowStackEntry& entry)
1451{
1452    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1453    {
1454        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1455        if (!res.second)
1456            continue; // already added, do not change
1457        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1458        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1459            res.first->second = rfit->second;
1460       
1461        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1462        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1463        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1464                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1465    }
1466}
1467
1468static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1469            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1470{
1471    // revert retSSAIdMap
1472    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1473    {
1474        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1475        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1476        {
1477            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1478            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1479                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1480        }
1481       
1482        if (!v.second.ssaIds.empty())
1483        {
1484            // just add if previously present
1485            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1486                rfit->second = v.second;
1487            else
1488                retSSAIdMap.insert(v);
1489        }
1490        else // erase if empty
1491            retSSAIdMap.erase(v.first);
1492       
1493        if (rdata!=nullptr)
1494        {
1495            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1496            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1497                ssaIds.insertValue(ssaId);
1498            if (v.second.ssaIds.empty())
1499            {
1500                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1501                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1);
1502            }
1503           
1504            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1505                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1506            for (size_t v: ssaIds)
1507                std::cout << " " << v;
1508            std::cout << std::endl;
1509        }
1510        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1511    }
1512}
1513
1514static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1515            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1516{
1517    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1518    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1519                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1520    for (size_t v: ssaIds)
1521        std::cout << " " << v;
1522    std::cout << std::endl;
1523   
1524    // if cblock with some children
1525    if (nextSSAId != curSSAId)
1526        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1527   
1528    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1529    /*std::cout << "call back: " << nextSSAId << "," <<
1530            (curSSAId) << std::endl;*/
1531    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1532   
1533    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1534                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1535    for (size_t v: ssaIds)
1536        std::cout << " " << v;
1537    std::cout << std::endl;
1538}
1539
1540static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1541                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1542{
1543    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1544    {
1545        // handle loops
1546        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1547        // add to routine data loopEnds
1548        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1549        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1550        {
1551            if (!loopsit2->second.passed)
1552                // still in loop join ssaid map
1553                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1554        }
1555        else
1556            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1557        return true;
1558    }
1559    return false;
1560}
1561
1562
1563static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1564        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1565        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1566        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1567        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1568        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1569        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1570        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1571{
1572    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1573    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1574   
1575    VectorSet<size_t> activeLoops;
1576    SubrLoopsMap subrLoopsMap;
1577    SubrLoopsMap loopSubrsMap;
1578    std::unordered_map<size_t, RoutineData> subrDataForLoopMap;
1579    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1580    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1581    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1582        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1583    // last SSA ids map from returns
1584    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1585    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1586    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1587   
1588    while (!flowStack.empty())
1589    {
1590        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1591        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1592       
1593        auto addSubroutine = [&](
1594            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1595            bool applyToMainRoutine)
1596        {
1597            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1598            {
1599                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1600                if (applyToMainRoutine &&
1601                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1602                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1603                {
1604                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1605                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1606                                        *subRdata, true);
1607                }
1608                return;
1609            }
1610           
1611            RoutineData subrData;
1612            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1613            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1614            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1615                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1616                flowStackBlocks);
1617            RoutineData subrDataCopy;
1618            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1619           
1620            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1621            {   // leave from loop point
1622                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1623                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1624                {
1625                    subrDataCopy = subrData;
1626                    subrDataForLoopMap.insert({ entry.blockIndex, subrDataCopy });
1627                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1628                            entry.blockIndex << std::endl;
1629                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1630                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1631                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1632                    if (applyToMainRoutine)
1633                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1634                                        subrDataCopy, true);
1635                }
1636            }
1637           
1638            // apply loop to subroutines
1639            auto it = loopSubrsMap.find(entry.blockIndex);
1640            if (it != loopSubrsMap.end())
1641            {
1642                std::cout << "    found loopsubrsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1643                for (size_t subr: it->second)
1644                {
1645                    std::cout << " " << subr;
1646                    RoutineData* subrData2 = subroutinesCache.use(subr);
1647                    if (subrData2 == nullptr)
1648                        continue;
1649                    std::cout << "*";
1650                    joinLastSSAIdMap(subrData2->lastSSAIdMap,
1651                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrDataCopy, false);
1652                }
1653                std::cout << "\n";
1654            }
1655            // apply loops to this subroutine
1656            auto it2 = subrLoopsMap.find(entry.blockIndex);
1657            if (it2 != subrLoopsMap.end())
1658            {
1659                std::cout << "    found subrloopsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1660                for (auto lit2 = it2->second.rbegin(); lit2 != it2->second.rend(); ++lit2)
1661                {
1662                    size_t loop = *lit2;
1663                    auto loopsit3 = rdata.loopEnds.find(loop);
1664                    if (loopsit3 == rdata.loopEnds.end() ||
1665                        activeLoops.hasValue(loop))
1666                        continue;
1667                    std::cout << " " << loop;
1668                    auto  itx = subrDataForLoopMap.find(loop);
1669                    if (itx != subrDataForLoopMap.end())
1670                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1671                                loopsit3->second.ssaIdMap, itx->second, false);
1672                }
1673                std::cout << "\n";
1674            }
1675           
1676            subrData.calculateWeight();
1677            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1678        };
1679       
1680        if (entry.nextIndex == 0)
1681        {
1682            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1683           
1684            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1685            {
1686                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1687               
1688                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1689                flowStack.pop_back();
1690                continue;
1691            }
1692           
1693            // process current block
1694            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1695                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1696            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1697           
1698            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1699            {
1700                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1701                if (cachedRdata == nullptr)
1702                {
1703                    // try in routine map
1704                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1705                    if (rit != routineMap.end())
1706                        cachedRdata = &rit->second;
1707                }
1708                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1709                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1710                {
1711                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1712                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1713                    addSubroutine(loopsit2, false);
1714                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1715                }
1716            }
1717           
1718            if (cachedRdata != nullptr)
1719            {
1720                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1721                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1722                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1723                // get not given rdata curSSAIdMap ssaIds but present in cachedRdata
1724                // curSSAIdMap
1725                for (const auto& entry: cachedRdata->curSSAIdMap)
1726                    if (rdata.curSSAIdMap.find(entry.first) == rdata.curSSAIdMap.end())
1727                    {
1728                        auto cit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1729                        size_t prevSSAId = (cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1;
1730                        rdata.curSSAIdMap.insert({ entry.first, { prevSSAId } });
1731                       
1732                        if (rdata.notFirstReturn)
1733                        {
1734                            rdata.lastSSAIdMap.insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1735                            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1736                                loopEnd.second.ssaIdMap.
1737                                        insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1738                        }
1739                    }
1740               
1741                // join loopEnds
1742                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1743                {
1744                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1745                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1746                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1747                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1748                }
1749                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1750                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1751                flowStack.pop_back();
1752                continue;
1753            }
1754            else if (!visited[entry.blockIndex])
1755            {
1756                // set up loops for which subroutine is present
1757                if (subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0 && !activeLoops.empty())
1758                {
1759                    subrLoopsMap.insert({ entry.blockIndex, activeLoops });
1760                    for (size_t loop: activeLoops)
1761                    {
1762                        auto res = loopSubrsMap.insert({ loop, { entry.blockIndex} });
1763                        if (!res.second)
1764                            res.first->second.insertValue(entry.blockIndex);
1765                    }
1766                }
1767               
1768                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1769                    activeLoops.insertValue(entry.blockIndex);
1770                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1771                visited[entry.blockIndex] = true;
1772               
1773                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1774                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1775                    {
1776                        // put data to routine data
1777                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1778                       
1779                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1780                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1781                    }
1782            }
1783            else
1784            {
1785                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1786                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1787                flowStack.pop_back();
1788                continue;
1789            }
1790        }
1791       
1792        // join and skip calls
1793        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1794                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1795            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1796                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1797       
1798        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1799        {
1800            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1801            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1802            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1803            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1804            entry.nextIndex++;
1805        }
1806        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1807                // if have any call then go to next block
1808                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1809                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1810        {
1811            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1812            {
1813                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1814                    if (next.isCall)
1815                    {
1816                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1817                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1818                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1819                                    it->second, entry);
1820                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1821                    }
1822            }
1823            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1824            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1825            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1826            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1827            entry.nextIndex++;
1828        }
1829        else
1830        {
1831            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1832            if (cblock.haveReturn)
1833            {
1834                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1835                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1836                std::cout << "procretend" << std::endl;
1837                rdata.notFirstReturn = true;
1838            }
1839           
1840            // revert retSSAIdMap
1841            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1842            //
1843           
1844            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1845            {
1846                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1847                    continue;
1848                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1849                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1850                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1851                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1852               
1853                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1854                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1855                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1856               
1857                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1858            }
1859           
1860            activeLoops.eraseValue(entry.blockIndex);
1861           
1862            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1863            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1864            {
1865                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1866                {
1867                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1868                                entry.blockIndex << std::endl;
1869                    // mark that loop has passed fully
1870                    loopsit2->second.passed = true;
1871                }
1872                else
1873                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1874                                entry.blockIndex << std::endl;
1875            }
1876           
1877            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1878                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1879            { //put to cache
1880                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1881                addSubroutine(loopsit2, true);
1882            }
1883           
1884            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1885            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1886            flowStack.pop_back();
1887        }
1888    }
1889    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1890}
1891
1892
1893void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1894{
1895    if (codeBlocks.empty())
1896        return;
1897    usageHandler.rewind();
1898    auto cbit = codeBlocks.begin();
1899    AsmRegVarUsage rvu;
1900    if (!usageHandler.hasNext())
1901        return; // do nothing if no regusages
1902    rvu = usageHandler.nextUsage();
1903   
1904    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1905    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1906    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1907    size_t regTypesNum;
1908    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1909   
1910    while (true)
1911    {
1912        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1913        {
1914            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1915            ++cbit;
1916        }
1917        if (cbit == codeBlocks.end())
1918            break;
1919        // skip rvu's before codeblock
1920        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1921            rvu = usageHandler.nextUsage();
1922        if (rvu.offset < cbit->start)
1923            break;
1924       
1925        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1926        while (rvu.offset < cbit->end)
1927        {
1928            // process rvu
1929            // only if regVar
1930            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1931            {
1932                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1933                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1934               
1935                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1936                if (res.second)
1937                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1938                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1939                    // if first write RVU instead read RVU
1940                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1941                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1942                /* change SSA id only for write-only regvars -
1943                 *   read-write place can not have two different variables */
1944                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1945                    sinfo.ssaIdChange++;
1946                if (rvu.regVar==nullptr)
1947                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1948                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1949            }
1950            // get next rvusage
1951            if (!usageHandler.hasNext())
1952                break;
1953            rvu = usageHandler.nextUsage();
1954        }
1955        ++cbit;
1956    }
1957   
1958    size_t rbwCount = 0;
1959    size_t wrCount = 0;
1960   
1961    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1962   
1963    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1964    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1965    // total SSA count
1966    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1967    // last SSA ids map from returns
1968    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1969    // last SSA ids in current way in code flow
1970    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1971    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1972    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1973    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1974    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1975    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1976    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1977    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1978   
1979    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1980    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1981    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1982    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1983    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1984    flowStack.push_back({ 0, 0 });
1985    flowStackBlocks[0] = true;
1986    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
1987   
1988    while (!flowStack.empty())
1989    {
1990        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1991        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1992       
1993        if (entry.nextIndex == 0)
1994        {
1995            // process current block
1996            if (!visited[entry.blockIndex])
1997            {
1998                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1999                visited[entry.blockIndex] = true;
2000               
2001                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2002                {
2003                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2004                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
2005                    {
2006                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
2007                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
2008                        continue; // no change for registers
2009                    }
2010                   
2011                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2012                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2013                   
2014                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2015                   
2016                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
2017                    if (totalSSACount == 0)
2018                    {
2019                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
2020                        ssaId++;
2021                        totalSSACount++;
2022                    }
2023                   
2024                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
2025                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
2026                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
2027                   
2028                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
2029                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
2030                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
2031                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
2032                        ssaId = totalSSACount;
2033                   
2034                    /*if (!callStack.empty())
2035                        // put data to routine data
2036                        updateRoutineData(routineMap.find(
2037                            callStack.back().routineBlock)->second, ssaEntry);*/
2038                       
2039                    // count read before writes (for cache weight)
2040                    if (sinfo.readBeforeWrite)
2041                        rbwCount++;
2042                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2043                        wrCount++;
2044                }
2045            }
2046            else
2047            {
2048                // TODO: correctly join this path with routine data
2049                // currently does not include further substitutions in visited path
2050                /*RoutineData* rdata = nullptr;
2051                if (!callStack.empty())
2052                    rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2053               
2054                if (!entry.isCall && rdata != nullptr)
2055                {
2056                    std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
2057                    joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
2058                    std::cout << "procretend2" << std::endl;
2059                }*/
2060               
2061                // handle caching for res second point
2062                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
2063                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
2064                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
2065                // back, already visited
2066                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2067                flowStack.pop_back();
2068               
2069                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
2070                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
2071                {
2072                    // mark point of way to cache (res first point)
2073                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
2074                    std::cout << "mark to pfcache " <<
2075                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
2076                            curWayBIndex << std::endl;
2077                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
2078                }
2079                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
2080                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
2081                continue;
2082            }
2083        }
2084       
2085        if (!callStack.empty() &&
2086            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2087            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2088        {
2089            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2090            RoutineData& prevRdata =
2091                    routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second;
2092            if (!isRoutineGen[callStack.back().routineBlock])
2093            {
2094                //RoutineData myRoutineData;
2095                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
2096                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2097                            callStack.back().routineBlock);
2098                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2099                isRoutineGen[callStack.back().routineBlock] = true;
2100            }
2101           
2102           
2103           
2104            callStack.pop_back(); // just return from call
2105            if (!callStack.empty())
2106                // put to parent routine
2107                joinRoutineData(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second,
2108                                    prevRdata);
2109        }
2110       
2111        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2112        {
2113            bool isCall = false;
2114            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2115            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2116            {
2117                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2118                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2119                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2120                isCall = true;
2121            }
2122           
2123            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2124            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2125            {
2126                loopBlocks.insert(nextBlock);
2127                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2128            }
2129            else
2130                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2131            entry.nextIndex++;
2132        }
2133        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2134                // if have any call then go to next block
2135                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2136                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2137        {
2138            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2139            {
2140                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2141                                     ssaReplacesMap);
2142                //
2143                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2144                    if (next.isCall)
2145                    {
2146                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2147                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2148                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2149                                    it->second, entry);
2150                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2151                    }
2152            }
2153            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2154            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2155            {
2156                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2157                 // keep to inserted in popping
2158                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2159            }
2160            else
2161                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2162            entry.nextIndex++;
2163        }
2164        else // back
2165        {
2166            RoutineData* rdata = nullptr;
2167            if (!callStack.empty())
2168                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2169           
2170            /*if (cblock.haveReturn && rdata != nullptr)
2171            {
2172                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2173                joinLastSSAIdMap(rdata->lastSSAIdMap, rdata->curSSAIdMap);
2174                std::cout << "procretend" << std::endl;
2175            }*/
2176           
2177            // revert retSSAIdMap
2178            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2179            //
2180           
2181            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2182            {
2183                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2184                    continue;
2185               
2186                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2187                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2188                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2189               
2190                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2191                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2192                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2193               
2194                /*if (rdata!=nullptr)
2195                    updateRoutineCurSSAIdMap(rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
2196                */
2197            }
2198           
2199            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2200            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2201            flowStack.pop_back();
2202            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2203                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2204            {
2205                lastCommonCacheWayPoint =
2206                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2207                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2208            }
2209           
2210        }
2211    }
2212   
2213    /**********
2214     * after that, we find points to resolve conflicts
2215     **********/
2216    flowStack.clear();
2217    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2218   
2219    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2220    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2221   
2222    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2223    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2224   
2225    while (!flowStack2.empty())
2226    {
2227        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2228        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2229       
2230        if (entry.nextIndex == 0)
2231        {
2232            // process current block
2233            if (!visited[entry.blockIndex])
2234                visited[entry.blockIndex] = true;
2235            else
2236            {
2237                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2238                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2239                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2240               
2241                // back, already visited
2242                flowStack2.pop_back();
2243                continue;
2244            }
2245        }
2246       
2247        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2248        {
2249            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2250            entry.nextIndex++;
2251        }
2252        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2253                // if have any call then go to next block
2254                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2255                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2256        {
2257            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2258            entry.nextIndex++;
2259        }
2260        else // back
2261        {
2262            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2263                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2264                // add to cache
2265                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2266                            entry.blockIndex);
2267            flowStack2.pop_back();
2268        }
2269    }
2270}
2271
2272void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2273{
2274    /* prepare SSA id replaces */
2275    struct MinSSAGraphNode
2276    {
2277        size_t minSSAId;
2278        bool visited;
2279        std::unordered_set<size_t> nexts;
2280        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2281    };
2282    struct MinSSAGraphStackEntry
2283    {
2284        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2285        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2286        size_t minSSAId;
2287    };
2288   
2289    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2290    {
2291        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2292        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2293        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2294        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2295       
2296        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2297       
2298        auto it = replaces.begin();
2299        while (it != replaces.end())
2300        {
2301            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2302                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2303            {
2304                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2305                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2306                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2307                    node.nexts.insert(it->second);
2308            }
2309            it = itEnd;
2310        }
2311        // propagate min value
2312        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2313        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2314                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2315        {
2316            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2317            // traverse with minimalize SSA id
2318            while (!minSSAStack.empty())
2319            {
2320                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2321                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2322                bool toPop = false;
2323                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2324                {
2325                    if (!node.visited)
2326                        node.visited = true;
2327                    else
2328                        toPop = true;
2329                }
2330                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2331                {
2332                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2333                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2334                    {
2335                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2336                                nodeIt->second.minSSAId });
2337                    }
2338                    ++entry.nextIt;
2339                }
2340                else
2341                {
2342                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2343                    minSSAStack.pop();
2344                    if (!minSSAStack.empty())
2345                    {
2346                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2347                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2348                    }
2349                }
2350            }
2351            // skip visited nodes
2352            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2353                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2354                    break;
2355        }
2356       
2357        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2358            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2359       
2360        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2361        entry.second = newReplaces;
2362    }
2363   
2364    /* apply SSA id replaces */
2365    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2366        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2367        {
2368            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2369            if (it == ssaReplacesMap.end())
2370                continue;
2371            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2372            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2373            if (sinfo.readBeforeWrite)
2374            {
2375                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2376                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2377                if (rit != replaces.end())
2378                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2379            }
2380            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2381            {
2382                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2383                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2384                if (rit != replaces.end())
2385                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2386            }
2387            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2388            {
2389                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2390                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2391                if (rit != replaces.end())
2392                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2393            }
2394        }
2395}
2396
2397struct Liveness
2398{
2399    std::map<size_t, size_t> l;
2400   
2401    Liveness() { }
2402   
2403    void clear()
2404    { l.clear(); }
2405   
2406    void expand(size_t k)
2407    {
2408        if (l.empty())
2409            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2410        else
2411        {
2412            auto it = l.end();
2413            --it;
2414            it->second = k+1;
2415        }
2416    }
2417    void newRegion(size_t k)
2418    {
2419        if (l.empty())
2420            l.insert(std::make_pair(k, k));
2421        else
2422        {
2423            auto it = l.end();
2424            --it;
2425            if (it->first != k && it->second != k)
2426                l.insert(std::make_pair(k, k));
2427        }
2428    }
2429   
2430    void insert(size_t k, size_t k2)
2431    {
2432        auto it1 = l.lower_bound(k);
2433        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2434            --it1;
2435        if (it1->second < k)
2436            ++it1;
2437        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2438        if (it1!=it2)
2439        {
2440            k = std::min(k, it1->first);
2441            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2442            l.erase(it1, it2);
2443        }
2444        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2445    }
2446   
2447    bool contain(size_t t) const
2448    {
2449        auto it = l.lower_bound(t);
2450        if (it==l.begin() && it->first>t)
2451            return false;
2452        if (it==l.end() || it->first>t)
2453            --it;
2454        return it->first<=t && t<it->second;
2455    }
2456   
2457    bool common(const Liveness& b) const
2458    {
2459        auto i = l.begin();
2460        auto j = b.l.begin();
2461        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2462        {
2463            if (i->first==i->second)
2464            {
2465                ++i;
2466                continue;
2467            }
2468            if (j->first==j->second)
2469            {
2470                ++j;
2471                continue;
2472            }
2473            if (i->first<j->first)
2474            {
2475                if (i->second > j->first)
2476                    return true; // common place
2477                ++i;
2478            }
2479            else
2480            {
2481                if (i->first < j->second)
2482                    return true; // common place
2483                ++j;
2484            }
2485        }
2486        return false;
2487    }
2488};
2489
2490typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2491
2492static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2493            const AsmSingleVReg& svreg)
2494{
2495    cxuint regType; // regtype
2496    if (svreg.regVar!=nullptr)
2497        regType = svreg.regVar->type;
2498    else
2499        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2500            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2501                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2502                break;
2503    return regType;
2504}
2505
2506static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2507        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2508        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2509{
2510    size_t ssaId;
2511    if (svreg.regVar==nullptr)
2512        ssaId = 0;
2513    else if (ssaIdIdx==0)
2514        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2515    else if (ssaIdIdx==1)
2516        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2517    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2518        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2519    else // last
2520        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2521   
2522    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2523    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2524    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2525                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2526    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2527}
2528
2529typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2530
2531struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2532{
2533    size_t ssaId; // last SSA id
2534    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2535};
2536
2537/* TODO: add handling calls
2538 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2539 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2540 */
2541
2542typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2543
2544static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2545        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2546        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2547        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2548        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2549{
2550    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2551    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2552        if (entry.second.readBeforeWrite)
2553        {
2554            // find last
2555            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2556            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2557                continue; // not found
2558            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2559            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2560            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2561            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2562            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2563                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2564            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2565            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2566            --flitEnd; // before last element
2567            // insert live time to last seen position
2568            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2569            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2570            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2571                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2572            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2573            {
2574                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2575                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2576                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2577            }
2578        }
2579}
2580
2581static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2582        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2583        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2584        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2585        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2586{
2587    auto flitStart = flowStack.end();
2588    --flitStart;
2589    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2590    // find step in way
2591    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2592    auto flitEnd = flowStack.end();
2593    --flitEnd;
2594    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2595   
2596    // collect var to check
2597    size_t flowPos = 0;
2598    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2599    {
2600        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2601        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2602        {
2603            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2604            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2605                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2606            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2607        }
2608    }
2609    // find connections
2610    flowPos = 0;
2611    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2612    {
2613        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2614        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2615        {
2616            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2617            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2618            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2619                flowPos > varMapIt->second.second ||
2620                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2621                continue;
2622            // just connect
2623           
2624            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2625            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2626            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2627                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2628            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2629           
2630            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2631            {
2632                // fill whole loop
2633                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2634                {
2635                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2636                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2637                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2638                }
2639                continue;
2640            }
2641           
2642            size_t flowPos2 = 0;
2643            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2644            {
2645                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2646                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2647                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2648            }
2649            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2650            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2651            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2652            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2653            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2654                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2655            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2656            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2657            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2658            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2659            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2660                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2661            // fill up loop end
2662            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2663            {
2664                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2665                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2666                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2667            }
2668        }
2669    }
2670}
2671
2672struct LiveBlock
2673{
2674    size_t start;
2675    size_t end;
2676    size_t vidx;
2677   
2678    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2679    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2680   
2681    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2682    { return start<b.start || (start==b.start &&
2683            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2684};
2685
2686typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2687typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2688typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2689typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2690
2691static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2692            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2693            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2694            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2695            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2696{
2697    // add linear deps
2698    cxuint count = ldeps[0];
2699    cxuint pos = 1;
2700    cxbyte rvuAdded = 0;
2701    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2702    {
2703        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2704        std::vector<size_t> vidxes;
2705        cxuint regType = UINT_MAX;
2706        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2707        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2708        {
2709            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2710            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2711            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2712            {
2713                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2714                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2715                if (regType==UINT_MAX)
2716                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2717                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2718                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2719                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2720                // push variable index
2721                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2722            }
2723        }
2724        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2725        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2726        {
2727            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2728            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2729        }
2730    }
2731    // add single arg linear dependencies
2732    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2733        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2734        {
2735            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2736            std::vector<size_t> vidxes;
2737            cxuint regType = UINT_MAX;
2738            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2739            {
2740                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2741                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2742                if (regType==UINT_MAX)
2743                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2744                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2745                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2746                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2747                // push variable index
2748                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2749            }
2750            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2751            {
2752                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2753                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2754            }
2755        }
2756       
2757    /* equalTo dependencies */
2758    count = edeps[0];
2759    pos = 1;
2760    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2761    {
2762        cxuint ccount = edeps[pos++];
2763        std::vector<size_t> vidxes;
2764        cxuint regType = UINT_MAX;
2765        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2766        {
2767            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2768            // only one register should be set for equalTo depencencies
2769            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2770            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2771            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2772            if (regType==UINT_MAX)
2773                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2774            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2775            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2776                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2777            // push variable index
2778            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2779        }
2780        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2781        {
2782            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2783            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2784        }
2785    }
2786}
2787
2788typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2789
2790struct EqualStackEntry
2791{
2792    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2793    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2794};
2795
2796void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2797{
2798    // construct var index maps
2799    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2800    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2801    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2802    size_t regTypesNum;
2803    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2804   
2805    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2806        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2807        {
2808            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2809            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2810            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2811            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2812            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2813            size_t ssaIdCount = 0;
2814            if (sinfo.readBeforeWrite)
2815                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2816            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2817            {
2818                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2819                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2820            }
2821            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2822                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2823           
2824            if (sinfo.readBeforeWrite)
2825                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2826            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2827            {
2828                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2829                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2830                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2831                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2832                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2833                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2834            }
2835        }
2836   
2837    // construct vreg liveness
2838    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2839    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2840    // hold last vreg ssaId and position
2841    LastVRegMap lastVRegMap;
2842    // hold start live time position for every code block
2843    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2844    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2845   
2846    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2847   
2848    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2849        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2850   
2851    size_t curLiveTime = 0;
2852   
2853    while (!flowStack.empty())
2854    {
2855        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2856        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2857       
2858        if (entry.nextIndex == 0)
2859        {
2860            // process current block
2861            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2862            {
2863                // if loop
2864                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2865                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2866                flowStack.pop_back();
2867                continue;
2868            }
2869           
2870            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2871            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2872                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2873           
2874            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2875            {
2876                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2877                // update
2878                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2879                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2880                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2881                --flit; // to last position
2882                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2883                            { lastSSAId, { flit } } });
2884                if (!res.second) // if not first seen, just update
2885                {
2886                    // update last
2887                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2888                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2889                }
2890            }
2891           
2892            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2893            if (!visited[entry.blockIndex])
2894            {
2895                visited[entry.blockIndex] = true;
2896                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2897                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2898                cxuint instrRVUsCount = 0;
2899               
2900                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2901                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2902                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2903               
2904                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2905                // register in liveness
2906                while (true)
2907                {
2908                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2909                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2910                    if (usageHandler.hasNext())
2911                    {
2912                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2913                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2914                            break;
2915                        if (!rvu.useRegMode)
2916                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2917                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2918                                cblock.start + curLiveTime;
2919                    }
2920                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2921                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2922                    {
2923                        // apply to liveness
2924                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2925                        {
2926                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2927                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2928                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2929                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2930                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2931                            lv.expand(liveTime);
2932                        }
2933                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2934                        {
2935                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2936                            ssaIdIdx++;
2937                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2938                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2939                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2940                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2941                                // because live after this instr
2942                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2943                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2944                        }
2945                        // get linear deps and equal to
2946                        cxbyte lDeps[16];
2947                        cxbyte eDeps[16];
2948                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2949                                        lDeps, eDeps);
2950                       
2951                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2952                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2953                                regTypesNum, regRanges);
2954                       
2955                        readSVRegs.clear();
2956                        writtenSVRegs.clear();
2957                        if (!usageHandler.hasNext())
2958                            break; // end
2959                        oldOffset = rvu.offset;
2960                        instrRVUsCount = 0;
2961                    }
2962                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2963                        break;
2964                   
2965                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2966                    {
2967                        // per register/singlvreg
2968                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2969                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2970                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2971                        else // read or treat as reading // expand previous region
2972                            readSVRegs.push_back(svreg);
2973                    }
2974                }
2975                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2976            }
2977            else
2978            {
2979                // back, already visited
2980                flowStack.pop_back();
2981                continue;
2982            }
2983        }
2984        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2985        {
2986            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2987            entry.nextIndex++;
2988        }
2989        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2990        {
2991            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2992            entry.nextIndex++;
2993        }
2994        else // back
2995        {
2996            // revert lastSSAIdMap
2997            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2998            flowStack.pop_back();
2999            if (!flowStack.empty())
3000            {
3001                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3002                {
3003                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
3004                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
3005                    {
3006                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3007                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
3008                        lastPos.blockChain.pop_back();
3009                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
3010                            lastVRegMap.erase(lvrit);
3011                    }
3012                }
3013            }
3014        }
3015    }
3016   
3017    /// construct liveBlockMaps
3018    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
3019    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3020    {
3021        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3022        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
3023        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
3024        {
3025            Liveness& lv = liveness[li];
3026            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
3027                if (blk.first != blk.second)
3028                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
3029            lv.clear();
3030        }
3031        liveness.clear();
3032    }
3033   
3034    // create interference graphs
3035    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3036    {
3037        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3038        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
3039        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3040       
3041        auto lit = liveBlockMap.begin();
3042        size_t rangeStart = 0;
3043        if (lit != liveBlockMap.end())
3044            rangeStart = lit->start;
3045        while (lit != liveBlockMap.end())
3046        {
3047            const size_t blkStart = lit->start;
3048            const size_t blkEnd = lit->end;
3049            size_t rangeEnd = blkEnd;
3050            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
3051            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
3052            // collect from this range, variable indices
3053            std::set<size_t> varIndices;
3054            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
3055                varIndices.insert(lit2->vidx);
3056            // push to intergraph as full subgGraph
3057            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
3058                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
3059                    if (vit != vit2)
3060                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
3061            // go to next live blocks
3062            rangeStart = rangeEnd;
3063            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
3064                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
3065                    break;
3066            if (lit == liveBlockMap.end())
3067                break; //
3068            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
3069        }
3070    }
3071   
3072    /*
3073     * resolve equalSets
3074     */
3075    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3076    {
3077        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3078        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3079        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
3080        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
3081        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3082       
3083        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3084        {
3085            auto it = etoDepMap.find(v);
3086            if (it == etoDepMap.end())
3087            {
3088                // is not regvar in equalTo dependencies
3089                v++;
3090                continue;
3091            }
3092           
3093            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3094            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3095           
3096            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3097            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3098            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3099            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3100           
3101            // traverse by this
3102            while (!etoStack.empty())
3103            {
3104                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3105                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3106                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3107                if (entry.nextIdx == 0)
3108                {
3109                    if (!visited[vidx])
3110                    {
3111                        // push to this equalSet
3112                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3113                        equalSet.push_back(vidx);
3114                    }
3115                    else
3116                    {
3117                        // already visited
3118                        etoStack.pop();
3119                        continue;
3120                    }
3121                }
3122               
3123                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3124                {
3125                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3126                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3127                    entry.nextIdx++;
3128                }
3129                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3130                {
3131                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3132                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3133                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3134                    entry.nextIdx++;
3135                }
3136                else
3137                    etoStack.pop();
3138            }
3139           
3140            // to first already added node (var)
3141            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3142        }
3143    }
3144}
3145
3146typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3147
3148struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3149{
3150    const InterGraph& interGraph;
3151    const Array<size_t>& sdoCounts;
3152   
3153    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3154        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3155    { }
3156   
3157    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3158    {
3159        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3160            return true;
3161        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3162    }
3163};
3164
3165/* algorithm to allocate regranges:
3166 * from smallest regranges to greatest regranges:
3167 *   choosing free register: from smallest free regranges
3168 *      to greatest regranges:
3169 *         in this same regrange:
3170 *               try to find free regs in regranges
3171 *               try to link free ends of two distinct regranges
3172 */
3173
3174void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3175{
3176    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3177                    assembler.deviceType);
3178   
3179    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3180    {
3181        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3182        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3183        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3184        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3185        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3186        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3187       
3188        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3189        gcMap.resize(nodesNum);
3190        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3191        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3192        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3193       
3194        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3195        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3196        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3197            nodeSet.insert(i);
3198       
3199        cxuint colorsNum = 0;
3200        // firstly, allocate real registers
3201        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3202            if (entry.first.regVar == nullptr)
3203                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3204       
3205        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3206        {
3207            size_t node = *nodeSet.begin();
3208            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3209                continue; // already colored
3210            size_t color = 0;
3211            std::vector<size_t> equalNodes;
3212            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3213            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3214            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3215                // found, get equal set from equalSetList
3216                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3217           
3218            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3219            {
3220                // find first usable color
3221                bool thisSame = false;
3222                for (size_t nb: interGraph[node])
3223                    if (gcMap[nb] == color)
3224                    {
3225                        thisSame = true;
3226                        break;
3227                    }
3228                if (!thisSame)
3229                    break;
3230            }
3231            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3232            {
3233                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3234                    throw AsmException("Too many register is needed");
3235                colorsNum++;
3236            }
3237           
3238            for (size_t nextNode: equalNodes)
3239                gcMap[nextNode] = color;
3240            // update SDO for node
3241            bool colorExists = false;
3242            for (size_t node: equalNodes)
3243            {
3244                for (size_t nb: interGraph[node])
3245                    if (gcMap[nb] == color)
3246                    {
3247                        colorExists = true;
3248                        break;
3249                    }
3250                if (!colorExists)
3251                    sdoCounts[node]++;
3252            }
3253            // update SDO for neighbors
3254            for (size_t node: equalNodes)
3255                for (size_t nb: interGraph[node])
3256                {
3257                    colorExists = false;
3258                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3259                        if (gcMap[nb2] == color)
3260                        {
3261                            colorExists = true;
3262                            break;
3263                        }
3264                    if (!colorExists)
3265                    {
3266                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3267                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3268                        sdoCounts[nb]++;
3269                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3270                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3271                    }
3272                }
3273           
3274            for (size_t nextNode: equalNodes)
3275                gcMap[nextNode] = color;
3276        }
3277    }
3278}
3279
3280void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3281{
3282    // before any operation, clear all
3283    codeBlocks.clear();
3284    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3285    {
3286        vregIndexMaps[i].clear();
3287        interGraphs[i].clear();
3288        linearDepMaps[i].clear();
3289        equalToDepMaps[i].clear();
3290        graphColorMaps[i].clear();
3291        equalSetMaps[i].clear();
3292        equalSetLists[i].clear();
3293    }
3294    ssaReplacesMap.clear();
3295    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3296    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3297   
3298    // set up
3299    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3300    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3301    createSSAData(*section.usageHandler);
3302    applySSAReplaces();
3303    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3304    colorInterferenceGraph();
3305}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.