source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3940

Last change on this file since 3940 was 3940, checked in by matszpk, 15 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Update.

File size: 133.5 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
680/* caching concepts:
681 * resfirstPointsCache - cache of the ways that goes to conflict which should be resolved
682 *               from first code block of the code. The entries holds a stackVarMap state
683 *               to first point the conflict (first visited already code block)
684 * resSecondPointsCache - cache of the tree traversing, starting at the first conflict
685 *               point (first visited code block). Entries holds a
686 *               regvars SSAId read before write (that should resolved)
687 */
688
689static void handleSSAEntryWhileResolving(SSAReplacesMap* replacesMap,
690            const LastSSAIdMap* stackVarMap,
691            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
692            FlowStackEntry2& entry, const SSAEntry& sentry,
693            RBWSSAIdMap* cacheSecPoints)
694{
695    const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
696    auto res = alreadyReadMap.insert({ sentry.first, entry.blockIndex });
697   
698    if (res.second && sinfo.readBeforeWrite)
699    {
700        if (cacheSecPoints != nullptr)
701        {
702            auto res = cacheSecPoints->insert({ sentry.first, { sinfo.ssaIdBefore } });
703            if (!res.second)
704                res.first->second.insertValue(sinfo.ssaIdBefore);
705        }
706       
707        if (stackVarMap != nullptr)
708        {
709           
710            // resolve conflict for this variable ssaId>.
711            // only if in previous block previous SSAID is
712            // read before all writes
713            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
714           
715            if (it != stackVarMap->end())
716            {
717                // found, resolve by set ssaIdLast
718                for (size_t ssaId: it->second)
719                {
720                    if (ssaId > sinfo.ssaIdBefore)
721                    {
722                        std::cout << "  insertreplace: " << sentry.first.regVar << ":" <<
723                            sentry.first.index  << ": " <<
724                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
725                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId,
726                                    sinfo.ssaIdBefore);
727                    }
728                    else if (ssaId < sinfo.ssaIdBefore)
729                    {
730                        std::cout << "  insertreplace2: " << sentry.first.regVar << ":" <<
731                            sentry.first.index  << ": " <<
732                            ssaId << ", " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
733                        insertReplace(*replacesMap, sentry.first,
734                                        sinfo.ssaIdBefore, ssaId);
735                    }
736                    /*else
737                        std::cout << "  noinsertreplace: " <<
738                            ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
739                }
740            }
741        }
742    }
743}
744
745typedef std::unordered_map<size_t, std::pair<size_t, size_t> > PrevWaysIndexMap;
746
747// use res second point cache entry to resolve conflict with SSAIds.
748// it emits SSA replaces from these conflicts
749static void useResSecPointCache(SSAReplacesMap* replacesMap,
750        const LastSSAIdMap* stackVarMap,
751        const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& alreadyReadMap,
752        const RBWSSAIdMap* resSecondPoints, size_t nextBlock,
753        RBWSSAIdMap* destCacheSecPoints)
754{
755    std::cout << "use resSecPointCache for " << nextBlock <<
756            ", alreadyRMapSize: " << alreadyReadMap.size() << std::endl;
757    for (const auto& sentry: *resSecondPoints)
758    {
759        const bool alreadyRead = alreadyReadMap.find(sentry.first) != alreadyReadMap.end();
760        if (destCacheSecPoints != nullptr && !alreadyRead)
761        {
762            auto res = destCacheSecPoints->insert(sentry);
763            if (!res.second)
764                for (size_t srcSSAId: sentry.second)
765                    res.first->second.insertValue(srcSSAId);
766        }
767       
768        if (stackVarMap != nullptr)
769        {
770            auto it = stackVarMap->find(sentry.first);
771           
772            if (it != stackVarMap->end() && !alreadyRead)
773            {
774                // found, resolve by set ssaIdLast
775                for (size_t ssaId: it->second)
776                {
777                    for (size_t secSSAId: sentry.second)
778                    {
779                        if (ssaId > secSSAId)
780                        {
781                            std::cout << "  insertreplace: " <<
782                                sentry.first.regVar << ":" <<
783                                sentry.first.index  << ": " <<
784                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
785                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, ssaId, secSSAId);
786                        }
787                        else if (ssaId < secSSAId)
788                        {
789                            std::cout << "  insertreplace2: " <<
790                                sentry.first.regVar << ":" <<
791                                sentry.first.index  << ": " <<
792                                ssaId << ", " << secSSAId << std::endl;
793                            insertReplace(*replacesMap, sentry.first, secSSAId, ssaId);
794                        }
795                        /*else
796                            std::cout << "  noinsertreplace: " <<
797                                ssaId << "," << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;*/
798                    }
799                }
800            }
801        }
802    }
803}
804
805// add new res second cache entry with readBeforeWrite for all encountered regvars
806static void addResSecCacheEntry(const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
807                const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
808                SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
809                size_t nextBlock)
810{
811    std::cout << "addResSecCacheEntry: " << nextBlock << std::endl;
812    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
813    // traverse by graph from next block
814    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
815    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
816    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
817   
818    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
819   
820    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
821   
822    while (!flowStack.empty())
823    {
824        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
825        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
826       
827        if (entry.nextIndex == 0)
828        {
829            // process current block
830            if (!visited[entry.blockIndex])
831            {
832                visited[entry.blockIndex] = true;
833                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
834               
835                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
836                            resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
837                if (resSecondPoints == nullptr)
838                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
839                        handleSSAEntryWhileResolving(nullptr, nullptr,
840                                alreadyReadMap, entry, sentry,
841                                &cacheSecPoints);
842                else // to use cache
843                {
844                    useResSecPointCache(nullptr, nullptr, alreadyReadMap,
845                            resSecondPoints, entry.blockIndex, &cacheSecPoints);
846                    flowStack.pop_back();
847                    continue;
848                }
849            }
850            else
851            {
852                // back, already visited
853                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
854                flowStack.pop_back();
855                continue;
856            }
857        }
858       
859        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
860        {
861            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
862            entry.nextIndex++;
863        }
864        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
865                // if have any call then go to next block
866                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
867                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
868        {
869            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
870            for (const auto& next: cblock.nexts)
871                if (next.isCall)
872                {
873                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
874                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
875                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
876                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
877                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
878                }
879           
880            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
881            entry.nextIndex++;
882        }
883        else // back
884        {
885            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
886            // before write (can be different due to earlier visit)
887            for (const auto& next: cblock.nexts)
888                if (next.isCall)
889                {
890                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
891                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
892                    {
893                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
894                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
895                            alreadyReadMap.erase(it);
896                    }
897                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
898                    {
899                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
900                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
901                            alreadyReadMap.erase(it);
902                    }
903                }
904           
905            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
906            {
907                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
908                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
909                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
910                    // before write (can be different due to earlier visit)
911                    alreadyReadMap.erase(it);
912            }
913            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
914            flowStack.pop_back();
915        }
916    }
917   
918    resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
919}
920
921// apply calls (changes from these calls) from code blocks to stack var map
922static void applyCallToStackVarMap(const CodeBlock& cblock,
923        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
924        LastSSAIdMap& stackVarMap, size_t blockIndex, size_t nextIndex)
925{
926    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
927        if (next.isCall)
928        {
929            const LastSSAIdMap& regVarMap =
930                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
931            for (const auto& sentry: regVarMap)
932                stackVarMap[sentry.first].clear(); // clearing
933        }
934   
935    for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
936        if (next.isCall)
937        {
938            std::cout << "  applycall: " << blockIndex << ": " <<
939                    nextIndex << ": " << next.block << std::endl;
940            const LastSSAIdMap& regVarMap =
941                    routineMap.find(next.block)->second.lastSSAIdMap;
942            for (const auto& sentry: regVarMap)
943                for (size_t s: sentry.second)
944                    stackVarMap.insertSSAId(sentry.first, s);
945        }
946}
947
948
949// main routine to resilve SSA conflicts in code
950// it emits SSA replaces from these conflicts
951static void resolveSSAConflicts(const std::deque<FlowStackEntry2>& prevFlowStack,
952        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
953        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
954        const PrevWaysIndexMap& prevWaysIndexMap,
955        const std::vector<bool>& waysToCache, ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
956        SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap>& resFirstPointsCache,
957        SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap>& resSecondPointsCache,
958        SSAReplacesMap& replacesMap)
959{
960    size_t nextBlock = prevFlowStack.back().blockIndex;
961    auto pfEnd = prevFlowStack.end();
962    --pfEnd;
963    std::cout << "startResolv: " << (pfEnd-1)->blockIndex << "," << nextBlock << std::endl;
964    LastSSAIdMap stackVarMap;
965   
966    size_t pfStartIndex = 0;
967    {
968        auto pfPrev = pfEnd;
969        --pfPrev;
970        auto it = prevWaysIndexMap.find(pfPrev->blockIndex);
971        if (it != prevWaysIndexMap.end())
972        {
973            const LastSSAIdMap* cached = resFirstPointsCache.use(it->second.first);
974            if (cached!=nullptr)
975            {
976                std::cout << "use pfcached: " << it->second.first << ", " <<
977                        it->second.second << std::endl;
978                stackVarMap = *cached;
979                pfStartIndex = it->second.second+1;
980               
981                // apply missing calls at end of the cached
982                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[it->second.first];
983               
984                const FlowStackEntry2& entry = *(prevFlowStack.begin()+pfStartIndex-1);
985                if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
986                    applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap, -1, -1);
987            }
988        }
989    }
990   
991    for (auto pfit = prevFlowStack.begin()+pfStartIndex; pfit != pfEnd; ++pfit)
992    {
993        const FlowStackEntry2& entry = *pfit;
994        std::cout << "  apply: " << entry.blockIndex << std::endl;
995        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
996        for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
997        {
998            const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
999            if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1000                stackVarMap[sentry.first] = { sinfo.ssaId + sinfo.ssaIdChange - 1 };
1001        }
1002        if (entry.nextIndex > cblock.nexts.size())
1003            applyCallToStackVarMap(cblock, routineMap, stackVarMap,
1004                        entry.blockIndex, entry.nextIndex);
1005       
1006        // put to first point cache
1007        if (waysToCache[pfit->blockIndex] && !resFirstPointsCache.hasKey(pfit->blockIndex))
1008        {
1009            std::cout << "put pfcache " << pfit->blockIndex << std::endl;
1010            resFirstPointsCache.put(pfit->blockIndex, stackVarMap);
1011        }
1012    }
1013   
1014    RBWSSAIdMap cacheSecPoints;
1015    const bool toCache = (!resSecondPointsCache.hasKey(nextBlock)) &&
1016                cblocksToCache.count(nextBlock)>=2;
1017   
1018    //std::stack<CallStackEntry> callStack = prevCallStack;
1019    // traverse by graph from next block
1020    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack;
1021    flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1022    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1023   
1024    // already read in current path
1025    // key - vreg, value - source block where vreg of conflict found
1026    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> alreadyReadMap;
1027   
1028    while (!flowStack.empty())
1029    {
1030        FlowStackEntry2& entry = flowStack.back();
1031        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1032       
1033        if (entry.nextIndex == 0)
1034        {
1035            // process current block
1036            if (!visited[entry.blockIndex])
1037            {
1038                visited[entry.blockIndex] = true;
1039                std::cout << "  resolv: " << entry.blockIndex << std::endl;
1040               
1041                const RBWSSAIdMap* resSecondPoints =
1042                        resSecondPointsCache.use(entry.blockIndex);
1043                if (resSecondPoints == nullptr)
1044                    for (auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1045                        handleSSAEntryWhileResolving(&replacesMap, &stackVarMap,
1046                                alreadyReadMap, entry, sentry,
1047                                toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1048                else // to use cache
1049                {
1050                    useResSecPointCache(&replacesMap, &stackVarMap, alreadyReadMap,
1051                            resSecondPoints, entry.blockIndex,
1052                            toCache ? &cacheSecPoints : nullptr);
1053                    flowStack.pop_back();
1054                    continue;
1055                }
1056            }
1057            else
1058            {
1059                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
1060                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
1061                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
1062                // back, already visited
1063                std::cout << "resolv already: " << entry.blockIndex << std::endl;
1064                flowStack.pop_back();
1065                continue;
1066            }
1067        }
1068       
1069        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1070        {
1071            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
1072            entry.nextIndex++;
1073        }
1074        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1075                // if have any call then go to next block
1076                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1077                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1078        {
1079            // add toResolveMap ssaIds inside called routines
1080            for (const auto& next: cblock.nexts)
1081                if (next.isCall)
1082                {
1083                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1084                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1085                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1086                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1087                        alreadyReadMap.insert({v.first, entry.blockIndex });
1088                }
1089           
1090            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
1091            entry.nextIndex++;
1092        }
1093        else // back
1094        {
1095            // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1096            // before write (can be different due to earlier visit)
1097            for (const auto& next: cblock.nexts)
1098                if (next.isCall)
1099                {
1100                    const RoutineData& rdata = routineMap.find(next.block)->second;
1101                    for (const auto& v: rdata.rbwSSAIdMap)
1102                    {
1103                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1104                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1105                            alreadyReadMap.erase(it);
1106                    }
1107                    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1108                    {
1109                        auto it = alreadyReadMap.find(v.first);
1110                        if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1111                            alreadyReadMap.erase(it);
1112                    }
1113                }
1114           
1115            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
1116            {
1117                auto it = alreadyReadMap.find(sentry.first);
1118                if (it != alreadyReadMap.end() && it->second == entry.blockIndex)
1119                    // remove old to resolve in leaved way to allow collecting next ssaId
1120                    // before write (can be different due to earlier visit)
1121                    alreadyReadMap.erase(it);
1122            }
1123            std::cout << "  popresolv" << std::endl;
1124           
1125            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
1126                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
1127                // add to cache
1128                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
1129                            entry.blockIndex);
1130           
1131            flowStack.pop_back();
1132        }
1133    }
1134   
1135    if (toCache)
1136        resSecondPointsCache.put(nextBlock, cacheSecPoints);
1137}
1138
1139// join ret SSAId Map - src - last SSAIdMap from called routine
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
1166// simple join last ssaid map
1167static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src)
1168{
1169    for (const auto& entry: src)
1170    {
1171        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1172                cxuint(entry.first.index) << ":";
1173        for (size_t v: entry.second)
1174            std::cout << " " << v;
1175        std::cout << std::endl;
1176        auto res = dest.insert(entry); // find
1177        if (res.second)
1178            continue; // added new
1179        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1180        // add new ways
1181        for (size_t ssaId: entry.second)
1182            destEntry.insertValue(ssaId);
1183        std::cout << "    :";
1184        for (size_t v: destEntry)
1185            std::cout << " " << v;
1186        std::cout << std::endl;
1187    }
1188}
1189
1190// join last SSAIdMap of the routine including later routine call
1191// dest - dest last SSAId map, src - source lastSSAIdMap
1192// laterRdatas - data of subroutine/routine exeuted after src lastSSAIdMap state
1193static void joinLastSSAIdMapInt(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1194                    const LastSSAIdMap& laterRdataCurSSAIdMap,
1195                    const LastSSAIdMap& laterRdataLastSSAIdMap, bool loop)
1196{
1197    for (const auto& entry: src)
1198    {
1199        auto lsit = laterRdataLastSSAIdMap.find(entry.first);
1200        if (lsit != laterRdataLastSSAIdMap.end())
1201        {
1202            auto csit = laterRdataCurSSAIdMap.find(entry.first);
1203            if (csit != laterRdataCurSSAIdMap.end() && !csit->second.empty())
1204            {
1205                // if found in last ssa ID map,
1206                // but has first value (some way do not change SSAId)
1207                // then pass to add new ssaIds before this point
1208                if (!lsit->second.hasValue(csit->second[0]))
1209                    continue; // otherwise, skip
1210            }
1211        }
1212        std::cout << "  entry: " << entry.first.regVar << ":" <<
1213                cxuint(entry.first.index) << ":";
1214        for (size_t v: entry.second)
1215            std::cout << " " << v;
1216        std::cout << std::endl;
1217        auto res = dest.insert(entry); // find
1218        if (res.second)
1219            continue; // added new
1220        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1221        // add new ways
1222        for (size_t ssaId: entry.second)
1223            destEntry.insertValue(ssaId);
1224        std::cout << "    :";
1225        for (size_t v: destEntry)
1226            std::cout << " " << v;
1227        std::cout << std::endl;
1228    }
1229    if (!loop) // do not if loop
1230        joinLastSSAIdMap(dest, laterRdataLastSSAIdMap);
1231}
1232
1233static void joinLastSSAIdMap(LastSSAIdMap& dest, const LastSSAIdMap& src,
1234                    const RoutineData& laterRdata, bool loop = false)
1235{
1236    joinLastSSAIdMapInt(dest, src, laterRdata.curSSAIdMap, laterRdata.lastSSAIdMap, loop);
1237}
1238
1239
1240// join routine data from child call with data from parent routine
1241// (just join child call from parent)
1242static void joinRoutineData(RoutineData& dest, const RoutineData& src)
1243{
1244    // insert readBeforeWrite only if doesnt exists in destination
1245    dest.rbwSSAIdMap.insert(src.rbwSSAIdMap.begin(), src.rbwSSAIdMap.end());
1246   
1247    //joinLastSSAIdMap(dest.curSSAIdMap, src.lastSSAIdMap);
1248   
1249    for (const auto& entry: src.lastSSAIdMap)
1250    {
1251        std::cout << "  entry3: " << entry.first.regVar << ":" <<
1252                cxuint(entry.first.index) << ":";
1253        for (size_t v: entry.second)
1254            std::cout << " " << v;
1255        std::cout << std::endl;
1256        auto res = dest.curSSAIdMap.insert(entry); // find
1257        VectorSet<size_t>& destEntry = res.first->second;
1258        if (!res.second)
1259        {
1260            // add new ways
1261            for (size_t ssaId: entry.second)
1262                destEntry.insertValue(ssaId);
1263        }
1264        auto rbwit = src.rbwSSAIdMap.find(entry.first);
1265        if (rbwit != src.rbwSSAIdMap.end() &&
1266            // remove only if not in src lastSSAIdMap
1267            std::find(entry.second.begin(), entry.second.end(),
1268                      rbwit->second) == entry.second.end())
1269            destEntry.eraseValue(rbwit->second);
1270        std::cout << "    :";
1271        for (size_t v: destEntry)
1272            std::cout << " " << v;
1273        std::cout << std::endl;
1274    }
1275}
1276
1277// reduce retSSAIds for calls (for all read before write SSAIds for current code block)
1278static void reduceSSAIdsForCalls(FlowStackEntry& entry,
1279            const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1280            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1281            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap)
1282{
1283    if (retSSAIdMap.empty())
1284        return;
1285    LastSSAIdMap rbwSSAIdMap;
1286    std::unordered_set<AsmSingleVReg> reduced;
1287    std::unordered_set<AsmSingleVReg> changed;
1288    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1289    // collect rbw SSAIds
1290    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1291        if (next.isCall)
1292        {
1293            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1294            for (const auto& rentry: it->second.rbwSSAIdMap)
1295                rbwSSAIdMap.insertSSAId(rentry.first,rentry.second);
1296           
1297        }
1298    for (const NextBlock next: cblock.nexts)
1299        if (next.isCall)
1300        {
1301            auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1302            // add changed
1303            for (const auto& lentry: it->second.lastSSAIdMap)
1304                if (rbwSSAIdMap.find(lentry.first) == rbwSSAIdMap.end())
1305                    changed.insert(lentry.first);
1306        }
1307   
1308    // reduce SSAIds
1309    for (const auto& rentry: retSSAIdMap)
1310    {
1311        auto ssaIdsIt = rbwSSAIdMap.find(rentry.first);
1312        if (ssaIdsIt != rbwSSAIdMap.end())
1313        {
1314            const VectorSet<size_t>& ssaIds = ssaIdsIt->second;
1315            const VectorSet<size_t>& rssaIds = rentry.second.ssaIds;
1316            Array<size_t> outSSAIds(ssaIds.size() + rssaIds.size());
1317            std::copy(rssaIds.begin(), rssaIds.end(), outSSAIds.begin());
1318            std::copy(ssaIds.begin(), ssaIds.end(), outSSAIds.begin()+rssaIds.size());
1319           
1320            std::sort(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end());
1321            outSSAIds.resize(std::unique(outSSAIds.begin(), outSSAIds.end()) -
1322                        outSSAIds.begin());
1323            size_t minSSAId = outSSAIds.front();
1324            if (outSSAIds.size() >= 2)
1325            {
1326                for (auto sit = outSSAIds.begin()+1; sit != outSSAIds.end(); ++sit)
1327                    insertReplace(ssaReplacesMap, rentry.first, *sit, minSSAId);
1328               
1329                std::cout << "calls retssa ssaid: " << rentry.first.regVar << ":" <<
1330                        rentry.first.index << std::endl;
1331            }
1332           
1333            for (size_t rblock: rentry.second.routines)
1334                routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[rentry.first] =
1335                            VectorSet<size_t>({ minSSAId });
1336            reduced.insert(rentry.first);
1337        }
1338    }
1339    for (const AsmSingleVReg& vreg: reduced)
1340        retSSAIdMap.erase(vreg);
1341    reduced.clear();
1342       
1343    for (const AsmSingleVReg& vreg: changed)
1344    {
1345        auto rit = retSSAIdMap.find(vreg);
1346        if (rit != retSSAIdMap.end())
1347        {
1348            // if modified
1349            // put before removing to revert for other ways after calls
1350            auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*rit);
1351            if (res.second)
1352                res.first->second = rit->second;
1353            // just remove, if some change without read before
1354            retSSAIdMap.erase(rit);
1355        }
1356    }
1357}
1358
1359// reduce retSSAIds (last SSAIds for regvar) while passing by code block
1360// and emits SSA replaces for these ssaids
1361static bool reduceSSAIds(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1362            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1363            SSAReplacesMap& ssaReplacesMap, FlowStackEntry& entry, SSAEntry& ssaEntry)
1364{
1365    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1366    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1367    auto ssaIdsIt = retSSAIdMap.find(ssaEntry.first);
1368    if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.readBeforeWrite)
1369    {
1370        auto& ssaIds = ssaIdsIt->second.ssaIds;
1371       
1372        if (ssaIds.size() >= 2)
1373        {
1374            // reduce to minimal ssaId from all calls
1375            std::sort(ssaIds.begin(), ssaIds.end());
1376            ssaIds.resize(std::unique(ssaIds.begin(), ssaIds.end()) - ssaIds.begin());
1377            // insert SSA replaces
1378            size_t minSSAId = ssaIds.front();
1379            for (auto sit = ssaIds.begin()+1; sit != ssaIds.end(); ++sit)
1380                insertReplace(ssaReplacesMap, ssaEntry.first, *sit, minSSAId);
1381            ssaId = minSSAId+1; // plus one
1382        }
1383        else if (ssaIds.size() == 1)
1384            ssaId = ssaIds.front()+1; // plus one
1385       
1386        std::cout << "retssa ssaid: " << ssaEntry.first.regVar << ":" <<
1387                ssaEntry.first.index << ": " << ssaId << std::endl;
1388        // replace smallest ssaId in routineMap lastSSAId entry
1389        // reduce SSAIds replaces
1390        for (size_t rblock: ssaIdsIt->second.routines)
1391            routineMap.find(rblock)->second.lastSSAIdMap[ssaEntry.first] =
1392                            VectorSet<size_t>({ ssaId-1 });
1393        // finally remove from container (because obsolete)
1394        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1395        return true;
1396    }
1397    else if (ssaIdsIt != retSSAIdMap.end() && sinfo.ssaIdChange!=0)
1398    {
1399        // put before removing to revert for other ways after calls
1400        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert(*ssaIdsIt);
1401        if (res.second)
1402            res.first->second = ssaIdsIt->second;
1403        // just remove, if some change without read before
1404        retSSAIdMap.erase(ssaIdsIt);
1405    }
1406    return false;
1407}
1408
1409// update single current SSAId for routine and optionally lastSSAIdMap if returns
1410// has been encountered but not regvar
1411static void updateRoutineData(RoutineData& rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1412                size_t prevSSAId)
1413{
1414    const SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
1415    bool beforeFirstAccess = true;
1416    // put first SSAId before write
1417    if (sinfo.readBeforeWrite)
1418    {
1419        //std::cout << "PutCRBW: " << sinfo.ssaIdBefore << std::endl;
1420        if (!rdata.rbwSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, prevSSAId }).second)
1421            // if already added
1422            beforeFirstAccess = false;
1423    }
1424   
1425    if (sinfo.ssaIdChange != 0)
1426    {
1427        //std::cout << "PutC: " << sinfo.ssaIdLast << std::endl;
1428        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { sinfo.ssaIdLast } });
1429        // put last SSAId
1430        if (!res.second)
1431        {
1432            beforeFirstAccess = false;
1433            // if not inserted
1434            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1435            ssaIds.eraseValue(prevSSAId);
1436            ssaIds.insertValue(sinfo.ssaIdLast);
1437        }
1438        // add readbefore if in previous returns if not added yet
1439        if (rdata.notFirstReturn && beforeFirstAccess)
1440        {
1441            rdata.lastSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1442            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1443                loopEnd.second.ssaIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1444        }
1445    }
1446    else
1447    {
1448        // insert read ssaid if no change
1449        auto res = rdata.curSSAIdMap.insert({ ssaEntry.first, { prevSSAId } });
1450        if (!res.second)
1451        {
1452            VectorSet<size_t>& ssaIds = res.first->second;
1453            ssaIds.insertValue(prevSSAId);
1454        }
1455    }
1456}
1457
1458static void initializePrevRetSSAIds(const CodeBlock& cblock,
1459            const std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1460            const RetSSAIdMap& retSSAIdMap, const RoutineData& rdata,
1461            FlowStackEntry& entry)
1462{
1463    for (const auto& v: rdata.lastSSAIdMap)
1464    {
1465        auto res = entry.prevRetSSAIdSets.insert({v.first, {}});
1466        if (!res.second)
1467            continue; // already added, do not change
1468        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1469        if (rfit != retSSAIdMap.end())
1470            res.first->second = rfit->second;
1471       
1472        auto cbsit = cblock.ssaInfoMap.find(v.first);
1473        auto csit = curSSAIdMap.find(v.first);
1474        res.first->second.prevSSAId = cbsit!=cblock.ssaInfoMap.end() ?
1475                cbsit->second.ssaIdBefore : (csit!=curSSAIdMap.end() ? csit->second : 0);
1476    }
1477}
1478
1479// revert retSSAIdMap while leaving from code block
1480static void revertRetSSAIdMap(std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1481            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, FlowStackEntry& entry, RoutineData* rdata)
1482{
1483    // revert retSSAIdMap
1484    for (auto v: entry.prevRetSSAIdSets)
1485    {
1486        auto rfit = retSSAIdMap.find(v.first);
1487        if (rdata!=nullptr && rfit != retSSAIdMap.end())
1488        {
1489            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1490            for (size_t ssaId: rfit->second.ssaIds)
1491                ssaIds.eraseValue(ssaId);
1492        }
1493       
1494        if (!v.second.ssaIds.empty())
1495        {
1496            // just add if previously present
1497            if (rfit != retSSAIdMap.end())
1498                rfit->second = v.second;
1499            else
1500                retSSAIdMap.insert(v);
1501        }
1502        else // erase if empty
1503            retSSAIdMap.erase(v.first);
1504       
1505        if (rdata!=nullptr)
1506        {
1507            VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[v.first];
1508            for (size_t ssaId: v.second.ssaIds)
1509                ssaIds.insertValue(ssaId);
1510            if (v.second.ssaIds.empty())
1511            {
1512                auto cit = curSSAIdMap.find(v.first);
1513                ssaIds.push_back((cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1);
1514            }
1515           
1516            std::cout << " popentry2 " << entry.blockIndex << ": " <<
1517                    v.first.regVar << ":" << v.first.index << ":";
1518            for (size_t v: ssaIds)
1519                std::cout << " " << v;
1520            std::cout << std::endl;
1521        }
1522        curSSAIdMap[v.first] = v.second.prevSSAId;
1523    }
1524}
1525
1526// update current SSAId in curSSAIdMap for routine while leaving from code block
1527static void updateRoutineCurSSAIdMap(RoutineData* rdata, const SSAEntry& ssaEntry,
1528            const FlowStackEntry& entry, size_t curSSAId, size_t nextSSAId)
1529{
1530    VectorSet<size_t>& ssaIds = rdata->curSSAIdMap[ssaEntry.first];
1531    std::cout << " pushentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1532                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1533    for (size_t v: ssaIds)
1534        std::cout << " " << v;
1535    std::cout << std::endl;
1536   
1537    // if cblock with some children
1538    if (nextSSAId != curSSAId)
1539        ssaIds.eraseValue(nextSSAId-1);
1540   
1541    // push previous SSAId to lastSSAIdMap (later will be replaced)
1542    ssaIds.insertValue(curSSAId-1);
1543   
1544    std::cout << " popentry " << entry.blockIndex << ": " <<
1545                ssaEntry.first.regVar << ":" << ssaEntry.first.index << ":";
1546    for (size_t v: ssaIds)
1547        std::cout << " " << v;
1548    std::cout << std::endl;
1549}
1550
1551static bool tryAddLoopEnd(const FlowStackEntry& entry, size_t routineBlock,
1552                RoutineData& rdata, bool isLoop, bool noMainLoop)
1553{
1554    if (isLoop && (!noMainLoop || routineBlock != entry.blockIndex))
1555    {
1556        // handle loops
1557        std::cout << "  join loop ssaids: " << entry.blockIndex << std::endl;
1558        // add to routine data loopEnds
1559        auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1560        if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1561        {
1562            if (!loopsit2->second.passed)
1563                // still in loop join ssaid map
1564                joinLastSSAIdMap(loopsit2->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1565        }
1566        else
1567            rdata.loopEnds.insert({ entry.blockIndex, { rdata.curSSAIdMap, false } });
1568        return true;
1569    }
1570    return false;
1571}
1572
1573static inline const RoutineData* findRoutine(
1574        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1575        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>* routineMapRecur, size_t block)
1576{
1577    if (routineMapRecur != nullptr)
1578    {
1579        auto rit = routineMapRecur->find(block);
1580        if (rit != routineMapRecur->end())
1581            return &rit->second;
1582    }
1583    auto rit = routineMap.find(block);
1584    return rit!=routineMap.end() ? &rit->second : nullptr;
1585}
1586
1587
1588static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1589        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1590        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1591        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1592        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1593        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1594        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>* routineMapRecur,
1595        RoutineData& rdata, size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1596        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1597{
1598    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1599    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1600   
1601    VectorSet<size_t> activeLoops;
1602    SubrLoopsMap subrLoopsMap;
1603    SubrLoopsMap loopSubrsMap;
1604    std::unordered_map<size_t, RoutineData> subrDataForLoopMap;
1605    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1606    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1607    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1608        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1609    // last SSA ids map from returns
1610    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1611    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1612    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1613   
1614    while (!flowStack.empty())
1615    {
1616        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1617        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1618       
1619        auto addSubroutine = [&](
1620            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1621            bool applyToMainRoutine)
1622        {
1623            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1624            {
1625                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1626                if (applyToMainRoutine &&
1627                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1628                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1629                {
1630                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1631                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1632                                        *subRdata, true);
1633                }
1634                return;
1635            }
1636           
1637            RoutineData subrData;
1638            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1639            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1640            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1641                    subroutinesCache, routineMap, routineMapRecur, subrData,
1642                    entry.blockIndex, true, flowStackBlocks);
1643            RoutineData subrDataCopy;
1644            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1645           
1646            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1647            {   // leave from loop point
1648                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1649                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1650                {
1651                    subrDataCopy = subrData;
1652                    subrDataForLoopMap.insert({ entry.blockIndex, subrDataCopy });
1653                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1654                            entry.blockIndex << std::endl;
1655                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1656                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1657                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1658                    if (applyToMainRoutine)
1659                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1660                                        subrDataCopy, true);
1661                }
1662            }
1663           
1664            // apply loop to subroutines
1665            auto it = loopSubrsMap.find(entry.blockIndex);
1666            if (it != loopSubrsMap.end())
1667            {
1668                std::cout << "    found loopsubrsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1669                for (size_t subr: it->second)
1670                {
1671                    std::cout << " " << subr;
1672                    RoutineData* subrData2 = subroutinesCache.use(subr);
1673                    if (subrData2 == nullptr)
1674                        continue;
1675                    RoutineData subrData2Copy = *subrData2;
1676                    std::cout << "*";
1677                    joinLastSSAIdMap(subrData2Copy.lastSSAIdMap,
1678                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrDataCopy, false);
1679                    // reinsert subroutine into subroutine cache
1680                    subrData2Copy.calculateWeight();
1681                    subroutinesCache.put(subr, subrData2Copy);
1682                }
1683                std::cout << "\n";
1684            }
1685            // apply loops to this subroutine
1686            auto it2 = subrLoopsMap.find(entry.blockIndex);
1687            if (it2 != subrLoopsMap.end())
1688            {
1689                std::cout << "    found subrloopsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1690                for (auto lit2 = it2->second.rbegin(); lit2 != it2->second.rend(); ++lit2)
1691                {
1692                    size_t loop = *lit2;
1693                    auto loopsit3 = rdata.loopEnds.find(loop);
1694                    if (loopsit3 == rdata.loopEnds.end() ||
1695                        activeLoops.hasValue(loop))
1696                        continue;
1697                    std::cout << " " << loop;
1698                    auto  itx = subrDataForLoopMap.find(loop);
1699                    if (itx != subrDataForLoopMap.end())
1700                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1701                                loopsit3->second.ssaIdMap, itx->second, false);
1702                }
1703                std::cout << "\n";
1704            }
1705           
1706            subrData.calculateWeight();
1707            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1708        };
1709       
1710        if (entry.nextIndex == 0)
1711        {
1712            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1713           
1714            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1715            {
1716                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1717               
1718                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1719                flowStack.pop_back();
1720                continue;
1721            }
1722           
1723            // process current block
1724            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1725                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1726            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1727           
1728            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1729            {
1730                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1731                if (cachedRdata == nullptr)
1732                {
1733                    // try in routine map
1734                    /*rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1735                    if (rit != routineMap.end())
1736                        cachedRdata = &rit->second;*/
1737                    cachedRdata = findRoutine(routineMap, routineMapRecur,
1738                                entry.blockIndex);
1739                }
1740                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1741                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1742                {
1743                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1744                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1745                    addSubroutine(loopsit2, false);
1746                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1747                }
1748            }
1749           
1750            if (cachedRdata != nullptr)
1751            {
1752                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1753                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1754                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1755                // get not given rdata curSSAIdMap ssaIds but present in cachedRdata
1756                // curSSAIdMap
1757                for (const auto& entry: cachedRdata->curSSAIdMap)
1758                    if (rdata.curSSAIdMap.find(entry.first) == rdata.curSSAIdMap.end())
1759                    {
1760                        auto cit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1761                        size_t prevSSAId = (cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1;
1762                        rdata.curSSAIdMap.insert({ entry.first, { prevSSAId } });
1763                       
1764                        if (rdata.notFirstReturn)
1765                        {
1766                            rdata.lastSSAIdMap.insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1767                            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1768                                loopEnd.second.ssaIdMap.
1769                                        insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1770                        }
1771                    }
1772               
1773                // join loopEnds
1774                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1775                {
1776                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1777                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1778                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1779                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1780                }
1781                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1782                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1783                flowStack.pop_back();
1784                continue;
1785            }
1786            else if (!visited[entry.blockIndex])
1787            {
1788                // set up loops for which subroutine is present
1789                if (subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0 && !activeLoops.empty())
1790                {
1791                    subrLoopsMap.insert({ entry.blockIndex, activeLoops });
1792                    for (size_t loop: activeLoops)
1793                    {
1794                        auto res = loopSubrsMap.insert({ loop, { entry.blockIndex} });
1795                        if (!res.second)
1796                            res.first->second.insertValue(entry.blockIndex);
1797                    }
1798                }
1799               
1800                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1801                    activeLoops.insertValue(entry.blockIndex);
1802                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1803                visited[entry.blockIndex] = true;
1804               
1805                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1806                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1807                    {
1808                        // put data to routine data
1809                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1810                       
1811                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1812                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1813                    }
1814            }
1815            else
1816            {
1817                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1818                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1819                flowStack.pop_back();
1820                continue;
1821            }
1822        }
1823       
1824        // join and skip calls
1825        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1826                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1827            //joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1828            //                cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1829            joinRoutineData(rdata, *findRoutine(routineMap, routineMapRecur,
1830                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block));
1831       
1832        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1833        {
1834            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1835            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1836            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1837            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1838            entry.nextIndex++;
1839        }
1840        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1841                // if have any call then go to next block
1842                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1843                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1844        {
1845            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1846            {
1847                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1848                    if (next.isCall)
1849                    {
1850                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1851                        const RoutineData* callRdata = findRoutine(routineMap,
1852                                routineMapRecur, next.block); // must find
1853                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1854                                    *callRdata, entry);
1855                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, callRdata->lastSSAIdMap, next.block);
1856                    }
1857            }
1858            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1859            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1860            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1861            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1862            entry.nextIndex++;
1863        }
1864        else
1865        {
1866            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1867            if (cblock.haveReturn)
1868            {
1869                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1870                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1871                std::cout << "procretend" << std::endl;
1872                rdata.notFirstReturn = true;
1873            }
1874           
1875            // revert retSSAIdMap
1876            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1877            //
1878           
1879            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1880            {
1881                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1882                    continue;
1883                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1884                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1885                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1886                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1887               
1888                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1889                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1890                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1891               
1892                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1893            }
1894           
1895            activeLoops.eraseValue(entry.blockIndex);
1896           
1897            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1898            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1899            {
1900                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1901                {
1902                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1903                                entry.blockIndex << std::endl;
1904                    // mark that loop has passed fully
1905                    loopsit2->second.passed = true;
1906                }
1907                else
1908                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1909                                entry.blockIndex << std::endl;
1910            }
1911           
1912            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1913                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1914            { //put to cache
1915                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1916                addSubroutine(loopsit2, true);
1917            }
1918           
1919            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1920            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1921            flowStack.pop_back();
1922        }
1923    }
1924    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1925}
1926
1927
1928static void passSecondRecurPass(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1929            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1930            const ResSecondPointsToCache& cblocksToCache,
1931            const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1932            const std::unordered_set<size_t>& recurseBlocks,
1933            std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap,
1934            RetSSAIdMap& retSSAIdMap, SSAReplacesMap& ssaReplacesMap,
1935            size_t recurBlock)
1936{
1937    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1938   
1939    // routineMapSP - routine Map for second of the recursion
1940    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMapSP;
1941    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1942    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1943    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1944    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1945    flowStack.push_back({ recurBlock, 0 });
1946   
1947    callStack.push_back({ SIZE_MAX, 0, recurBlock });
1948    routineMapSP.insert({ recurBlock, { } });
1949   
1950    while (!flowStack.empty())
1951    {
1952        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1953        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1954       
1955        if (entry.nextIndex == 0)
1956        {
1957            // process current block
1958            if (!visited[entry.blockIndex])
1959            {
1960                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1961                visited[entry.blockIndex] = true;
1962               
1963                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1964                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr && ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1965                        curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1966            }
1967            else
1968            {
1969                flowStack.pop_back();
1970                continue;
1971            }
1972        }
1973       
1974        if (!callStack.empty() &&
1975            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
1976            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
1977        {
1978            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1979            const size_t routineBlock = callStack.back().routineBlock;
1980            RoutineData& prevRdata = routineMapSP.find(routineBlock)->second;
1981            if (!isRoutineGen[routineBlock])
1982            {
1983                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, cblocksToCache,
1984                        subroutinesCache, routineMap, &routineMapSP, prevRdata,
1985                        routineBlock);
1986                //prevRdata.compare(myRoutineData);
1987                isRoutineGen[routineBlock] = true;
1988            }
1989           
1990            callStack.pop_back(); // just return from call
1991            //callBlocks.erase(routineBlock);
1992        }
1993       
1994        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1995        {
1996            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1997            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
1998            {
1999                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2000                if (recurseBlocks.find(nextBlock) == recurseBlocks.end())
2001                {
2002                    // no recursion - normal call
2003                    callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2004                    routineMapSP.insert({ nextBlock, { } });
2005                }
2006                else
2007                    std::cout << "   -- recursion: " << nextBlock << std::endl;
2008            }
2009            entry.nextIndex++;
2010        }
2011        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2012                // if have any call then go to next block
2013                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2014                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2015        {
2016            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2017            {
2018                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMapSP,
2019                                     ssaReplacesMap);
2020                //
2021                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2022                    if (next.isCall)
2023                    {
2024                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2025                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2026                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2027                                    it->second, entry);
2028                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2029                    }
2030            }
2031            entry.nextIndex++;
2032        }
2033        else
2034        {
2035            RoutineData* rdata = nullptr;
2036            if (!callStack.empty())
2037                rdata = &(routineMapSP.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2038           
2039            // revert retSSAIdMap
2040            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2041            //
2042           
2043            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2044            {
2045                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2046                    continue;
2047               
2048                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2049                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2050                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2051               
2052                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2053                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2054                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2055            }
2056           
2057            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2058            //flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2059            flowStack.pop_back();
2060        }
2061    }
2062   
2063    RoutineData& prevRdata = routineMapSP.find(recurBlock)->second;
2064    createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, cblocksToCache,
2065                        subroutinesCache, routineMap, &routineMapSP, prevRdata,
2066                        recurBlock);
2067   
2068    // replace routineMap entries by routineMapSP entries
2069    for (const auto& entry: routineMapSP)
2070        routineMap[entry.first] = entry.second;
2071}
2072
2073
2074void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
2075{
2076    if (codeBlocks.empty())
2077        return;
2078    usageHandler.rewind();
2079    auto cbit = codeBlocks.begin();
2080    AsmRegVarUsage rvu;
2081    if (!usageHandler.hasNext())
2082        return; // do nothing if no regusages
2083    rvu = usageHandler.nextUsage();
2084   
2085    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2086    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
2087    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
2088    size_t regTypesNum;
2089    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2090   
2091    while (true)
2092    {
2093        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
2094        {
2095            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2096            ++cbit;
2097        }
2098        if (cbit == codeBlocks.end())
2099            break;
2100        // skip rvu's before codeblock
2101        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
2102            rvu = usageHandler.nextUsage();
2103        if (rvu.offset < cbit->start)
2104            break;
2105       
2106        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
2107        while (rvu.offset < cbit->end)
2108        {
2109            // process rvu
2110            // only if regVar
2111            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2112            {
2113                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
2114                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
2115               
2116                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
2117                if (res.second)
2118                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
2119                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
2120                    // if first write RVU instead read RVU
2121                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
2122                    sinfo.readBeforeWrite = true;
2123                /* change SSA id only for write-only regvars -
2124                 *   read-write place can not have two different variables */
2125                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
2126                    sinfo.ssaIdChange++;
2127                if (rvu.regVar==nullptr)
2128                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
2129                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
2130            }
2131            // get next rvusage
2132            if (!usageHandler.hasNext())
2133                break;
2134            rvu = usageHandler.nextUsage();
2135        }
2136        ++cbit;
2137    }
2138   
2139    size_t rbwCount = 0;
2140    size_t wrCount = 0;
2141   
2142    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
2143   
2144    std::deque<CallStackEntry> callStack;
2145    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2146    // total SSA count
2147    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
2148    // last SSA ids map from returns
2149    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
2150    // last SSA ids in current way in code flow
2151    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
2152    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
2153    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
2154    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
2155    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
2156    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
2157    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
2158    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
2159   
2160    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
2161    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
2162    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
2163    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
2164    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2165    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2166    flowStackBlocks[0] = true;
2167    std::unordered_set<size_t> callBlocks;
2168    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
2169    std::unordered_set<size_t> recurseBlocks;
2170   
2171    while (!flowStack.empty())
2172    {
2173        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2174        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2175       
2176        if (entry.nextIndex == 0)
2177        {
2178            // process current block
2179            if (!visited[entry.blockIndex])
2180            {
2181                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
2182                visited[entry.blockIndex] = true;
2183               
2184                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2185                {
2186                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2187                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
2188                    {
2189                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
2190                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
2191                        continue; // no change for registers
2192                    }
2193                   
2194                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2195                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2196                   
2197                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2198                   
2199                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
2200                    if (totalSSACount == 0)
2201                    {
2202                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
2203                        ssaId++;
2204                        totalSSACount++;
2205                    }
2206                   
2207                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
2208                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
2209                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
2210                   
2211                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
2212                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
2213                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
2214                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
2215                        ssaId = totalSSACount;
2216                   
2217                    // count read before writes (for cache weight)
2218                    if (sinfo.readBeforeWrite)
2219                        rbwCount++;
2220                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2221                        wrCount++;
2222                }
2223            }
2224            else
2225            {
2226                // handle caching for res second point
2227                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
2228                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
2229                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
2230                // back, already visited
2231                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2232                flowStack.pop_back();
2233               
2234                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
2235                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
2236                {
2237                    // mark point of way to cache (res first point)
2238                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
2239                    std::cout << "mark to pfcache " <<
2240                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
2241                            curWayBIndex << std::endl;
2242                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
2243                }
2244                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
2245                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
2246                continue;
2247            }
2248        }
2249       
2250        if (!callStack.empty() &&
2251            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2252            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2253        {
2254            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2255            const size_t routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2256            RoutineData& prevRdata = routineMap.find(routineBlock)->second;
2257            if (!isRoutineGen[routineBlock])
2258            {
2259                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, cblocksToCache,
2260                        subroutinesCache, routineMap, nullptr, prevRdata, routineBlock);
2261                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2262                isRoutineGen[routineBlock] = true;
2263            }
2264            else if (recurseBlocks.find(routineBlock) != recurseBlocks.end())
2265            {
2266                // second pass through recursion
2267                passSecondRecurPass(codeBlocks, curSSAIdMap, cblocksToCache,
2268                            loopBlocks, recurseBlocks, routineMap, retSSAIdMap,
2269                            ssaReplacesMap, routineBlock);
2270                recurseBlocks.erase(routineBlock);
2271            }
2272           
2273            callStack.pop_back(); // just return from call
2274            callBlocks.erase(routineBlock);
2275        }
2276       
2277        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2278        {
2279            bool isCall = false;
2280            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2281            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2282            {
2283                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2284                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2285                {
2286                    std::cout << "   -- recursion: " << nextBlock << std::endl;
2287                    // if already called (then it is recursion)
2288                    recurseBlocks.insert(nextBlock);
2289                }
2290               
2291                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2292                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2293                isCall = true;
2294            }
2295           
2296            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2297            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2298            {
2299                loopBlocks.insert(nextBlock);
2300                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2301            }
2302            else
2303                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2304            entry.nextIndex++;
2305        }
2306        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2307                // if have any call then go to next block
2308                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2309                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2310        {
2311            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2312            {
2313                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2314                                     ssaReplacesMap);
2315                //
2316                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2317                    if (next.isCall)
2318                    {
2319                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2320                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2321                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2322                                    it->second, entry);
2323                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2324                    }
2325            }
2326            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2327            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2328            {
2329                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2330                 // keep to inserted in popping
2331                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2332            }
2333            else
2334                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2335            entry.nextIndex++;
2336        }
2337        else // back
2338        {
2339            RoutineData* rdata = nullptr;
2340            if (!callStack.empty())
2341                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2342           
2343            // revert retSSAIdMap
2344            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2345            //
2346           
2347            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2348            {
2349                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2350                    continue;
2351               
2352                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2353                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2354                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2355               
2356                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2357                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2358                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2359            }
2360           
2361            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2362            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2363            flowStack.pop_back();
2364            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2365                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2366            {
2367                lastCommonCacheWayPoint =
2368                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2369                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2370            }
2371        }
2372    }
2373   
2374    /**********
2375     * after that, we find points to resolve conflicts
2376     **********/
2377    flowStack.clear();
2378    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2379   
2380    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2381    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2382   
2383    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2384    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2385   
2386    while (!flowStack2.empty())
2387    {
2388        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2389        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2390       
2391        if (entry.nextIndex == 0)
2392        {
2393            // process current block
2394            if (!visited[entry.blockIndex])
2395                visited[entry.blockIndex] = true;
2396            else
2397            {
2398                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2399                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2400                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2401               
2402                // back, already visited
2403                flowStack2.pop_back();
2404                continue;
2405            }
2406        }
2407       
2408        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2409        {
2410            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2411            entry.nextIndex++;
2412        }
2413        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2414                // if have any call then go to next block
2415                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2416                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2417        {
2418            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2419            entry.nextIndex++;
2420        }
2421        else // back
2422        {
2423            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2424                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2425                // add to cache
2426                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2427                            entry.blockIndex);
2428            flowStack2.pop_back();
2429        }
2430    }
2431}
2432
2433void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2434{
2435    /* prepare SSA id replaces */
2436    struct MinSSAGraphNode
2437    {
2438        size_t minSSAId;
2439        bool visited;
2440        std::unordered_set<size_t> nexts;
2441        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2442    };
2443    struct MinSSAGraphStackEntry
2444    {
2445        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2446        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2447        size_t minSSAId;
2448    };
2449   
2450    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2451    {
2452        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2453        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2454        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2455        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2456       
2457        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2458       
2459        auto it = replaces.begin();
2460        while (it != replaces.end())
2461        {
2462            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2463                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2464            {
2465                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2466                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2467                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2468                    node.nexts.insert(it->second);
2469            }
2470            it = itEnd;
2471        }
2472        // propagate min value
2473        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2474        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2475                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2476        {
2477            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2478            // traverse with minimalize SSA id
2479            while (!minSSAStack.empty())
2480            {
2481                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2482                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2483                bool toPop = false;
2484                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2485                {
2486                    if (!node.visited)
2487                        node.visited = true;
2488                    else
2489                        toPop = true;
2490                }
2491                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2492                {
2493                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2494                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2495                    {
2496                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2497                                nodeIt->second.minSSAId });
2498                    }
2499                    ++entry.nextIt;
2500                }
2501                else
2502                {
2503                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2504                    minSSAStack.pop();
2505                    if (!minSSAStack.empty())
2506                    {
2507                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2508                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2509                    }
2510                }
2511            }
2512            // skip visited nodes
2513            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2514                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2515                    break;
2516        }
2517       
2518        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2519            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2520       
2521        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2522        entry.second = newReplaces;
2523    }
2524   
2525    /* apply SSA id replaces */
2526    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2527        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2528        {
2529            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2530            if (it == ssaReplacesMap.end())
2531                continue;
2532            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2533            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2534            if (sinfo.readBeforeWrite)
2535            {
2536                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2537                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2538                if (rit != replaces.end())
2539                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2540            }
2541            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2542            {
2543                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2544                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2545                if (rit != replaces.end())
2546                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2547            }
2548            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2549            {
2550                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2551                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2552                if (rit != replaces.end())
2553                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2554            }
2555        }
2556}
2557
2558struct Liveness
2559{
2560    std::map<size_t, size_t> l;
2561   
2562    Liveness() { }
2563   
2564    void clear()
2565    { l.clear(); }
2566   
2567    void expand(size_t k)
2568    {
2569        if (l.empty())
2570            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2571        else
2572        {
2573            auto it = l.end();
2574            --it;
2575            it->second = k+1;
2576        }
2577    }
2578    void newRegion(size_t k)
2579    {
2580        if (l.empty())
2581            l.insert(std::make_pair(k, k));
2582        else
2583        {
2584            auto it = l.end();
2585            --it;
2586            if (it->first != k && it->second != k)
2587                l.insert(std::make_pair(k, k));
2588        }
2589    }
2590   
2591    void insert(size_t k, size_t k2)
2592    {
2593        auto it1 = l.lower_bound(k);
2594        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2595            --it1;
2596        if (it1->second < k)
2597            ++it1;
2598        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2599        if (it1!=it2)
2600        {
2601            k = std::min(k, it1->first);
2602            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2603            l.erase(it1, it2);
2604        }
2605        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2606    }
2607   
2608    bool contain(size_t t) const
2609    {
2610        auto it = l.lower_bound(t);
2611        if (it==l.begin() && it->first>t)
2612            return false;
2613        if (it==l.end() || it->first>t)
2614            --it;
2615        return it->first<=t && t<it->second;
2616    }
2617   
2618    bool common(const Liveness& b) const
2619    {
2620        auto i = l.begin();
2621        auto j = b.l.begin();
2622        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2623        {
2624            if (i->first==i->second)
2625            {
2626                ++i;
2627                continue;
2628            }
2629            if (j->first==j->second)
2630            {
2631                ++j;
2632                continue;
2633            }
2634            if (i->first<j->first)
2635            {
2636                if (i->second > j->first)
2637                    return true; // common place
2638                ++i;
2639            }
2640            else
2641            {
2642                if (i->first < j->second)
2643                    return true; // common place
2644                ++j;
2645            }
2646        }
2647        return false;
2648    }
2649};
2650
2651typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2652
2653static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2654            const AsmSingleVReg& svreg)
2655{
2656    cxuint regType; // regtype
2657    if (svreg.regVar!=nullptr)
2658        regType = svreg.regVar->type;
2659    else
2660        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2661            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2662                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2663                break;
2664    return regType;
2665}
2666
2667static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2668        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2669        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2670{
2671    size_t ssaId;
2672    if (svreg.regVar==nullptr)
2673        ssaId = 0;
2674    else if (ssaIdIdx==0)
2675        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2676    else if (ssaIdIdx==1)
2677        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2678    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2679        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2680    else // last
2681        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2682   
2683    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2684    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2685    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2686                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2687    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2688}
2689
2690typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2691
2692struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2693{
2694    size_t ssaId; // last SSA id
2695    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2696};
2697
2698/* TODO: add handling calls
2699 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2700 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2701 */
2702
2703typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2704
2705static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2706        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2707        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2708        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2709        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2710{
2711    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2712    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2713        if (entry.second.readBeforeWrite)
2714        {
2715            // find last
2716            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2717            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2718                continue; // not found
2719            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2720            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2721            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2722            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2723            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2724                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2725            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2726            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2727            --flitEnd; // before last element
2728            // insert live time to last seen position
2729            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2730            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2731            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2732                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2733            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2734            {
2735                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2736                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2737                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2738            }
2739        }
2740}
2741
2742static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2743        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2744        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2745        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2746        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2747{
2748    auto flitStart = flowStack.end();
2749    --flitStart;
2750    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2751    // find step in way
2752    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2753    auto flitEnd = flowStack.end();
2754    --flitEnd;
2755    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2756   
2757    // collect var to check
2758    size_t flowPos = 0;
2759    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2760    {
2761        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2762        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2763        {
2764            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2765            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2766                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2767            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2768        }
2769    }
2770    // find connections
2771    flowPos = 0;
2772    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2773    {
2774        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2775        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2776        {
2777            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2778            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2779            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2780                flowPos > varMapIt->second.second ||
2781                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2782                continue;
2783            // just connect
2784           
2785            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2786            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2787            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2788                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2789            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2790           
2791            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2792            {
2793                // fill whole loop
2794                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2795                {
2796                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2797                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2798                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2799                }
2800                continue;
2801            }
2802           
2803            size_t flowPos2 = 0;
2804            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2805            {
2806                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2807                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2808                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2809            }
2810            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2811            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2812            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2813            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2814            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2815                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2816            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2817            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2818            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2819            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2820            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2821                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2822            // fill up loop end
2823            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2824            {
2825                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2826                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2827                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2828            }
2829        }
2830    }
2831}
2832
2833struct LiveBlock
2834{
2835    size_t start;
2836    size_t end;
2837    size_t vidx;
2838   
2839    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2840    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2841   
2842    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2843    { return start<b.start || (start==b.start &&
2844            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2845};
2846
2847typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2848typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2849typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2850typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2851
2852static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2853            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2854            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2855            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2856            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2857{
2858    // add linear deps
2859    cxuint count = ldeps[0];
2860    cxuint pos = 1;
2861    cxbyte rvuAdded = 0;
2862    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2863    {
2864        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2865        std::vector<size_t> vidxes;
2866        cxuint regType = UINT_MAX;
2867        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2868        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2869        {
2870            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2871            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2872            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2873            {
2874                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2875                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2876                if (regType==UINT_MAX)
2877                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2878                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2879                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2880                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2881                // push variable index
2882                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2883            }
2884        }
2885        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2886        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2887        {
2888            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2889            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2890        }
2891    }
2892    // add single arg linear dependencies
2893    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2894        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2895        {
2896            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2897            std::vector<size_t> vidxes;
2898            cxuint regType = UINT_MAX;
2899            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2900            {
2901                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2902                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2903                if (regType==UINT_MAX)
2904                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2905                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2906                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2907                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2908                // push variable index
2909                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2910            }
2911            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2912            {
2913                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2914                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2915            }
2916        }
2917       
2918    /* equalTo dependencies */
2919    count = edeps[0];
2920    pos = 1;
2921    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2922    {
2923        cxuint ccount = edeps[pos++];
2924        std::vector<size_t> vidxes;
2925        cxuint regType = UINT_MAX;
2926        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2927        {
2928            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2929            // only one register should be set for equalTo depencencies
2930            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2931            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2932            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2933            if (regType==UINT_MAX)
2934                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2935            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2936            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2937                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2938            // push variable index
2939            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2940        }
2941        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2942        {
2943            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2944            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2945        }
2946    }
2947}
2948
2949typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2950
2951struct EqualStackEntry
2952{
2953    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2954    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2955};
2956
2957void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2958{
2959    // construct var index maps
2960    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2961    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2962    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2963    size_t regTypesNum;
2964    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2965   
2966    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2967        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2968        {
2969            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2970            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2971            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2972            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2973            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2974            size_t ssaIdCount = 0;
2975            if (sinfo.readBeforeWrite)
2976                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2977            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2978            {
2979                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2980                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2981            }
2982            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2983                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2984           
2985            if (sinfo.readBeforeWrite)
2986                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2987            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2988            {
2989                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2990                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2991                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2992                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2993                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2994                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2995            }
2996        }
2997   
2998    // construct vreg liveness
2999    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
3000    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
3001    // hold last vreg ssaId and position
3002    LastVRegMap lastVRegMap;
3003    // hold start live time position for every code block
3004    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
3005    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
3006   
3007    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
3008   
3009    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
3010        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
3011   
3012    size_t curLiveTime = 0;
3013   
3014    while (!flowStack.empty())
3015    {
3016        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
3017        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
3018       
3019        if (entry.nextIndex == 0)
3020        {
3021            // process current block
3022            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
3023            {
3024                // if loop
3025                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3026                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3027                flowStack.pop_back();
3028                continue;
3029            }
3030           
3031            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
3032            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
3033                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3034           
3035            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3036            {
3037                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
3038                // update
3039                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
3040                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
3041                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
3042                --flit; // to last position
3043                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
3044                            { lastSSAId, { flit } } });
3045                if (!res.second) // if not first seen, just update
3046                {
3047                    // update last
3048                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
3049                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
3050                }
3051            }
3052           
3053            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
3054            if (!visited[entry.blockIndex])
3055            {
3056                visited[entry.blockIndex] = true;
3057                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
3058                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
3059                cxuint instrRVUsCount = 0;
3060               
3061                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
3062                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
3063                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
3064               
3065                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
3066                // register in liveness
3067                while (true)
3068                {
3069                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
3070                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
3071                    if (usageHandler.hasNext())
3072                    {
3073                        rvu = usageHandler.nextUsage();
3074                        if (rvu.offset >= cblock.end)
3075                            break;
3076                        if (!rvu.useRegMode)
3077                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
3078                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
3079                                cblock.start + curLiveTime;
3080                    }
3081                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
3082                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
3083                    {
3084                        // apply to liveness
3085                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
3086                        {
3087                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
3088                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
3089                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3090                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
3091                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
3092                            lv.expand(liveTime);
3093                        }
3094                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
3095                        {
3096                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
3097                            ssaIdIdx++;
3098                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
3099                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
3100                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
3101                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
3102                                // because live after this instr
3103                                lv.newRegion(liveTimeNext);
3104                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
3105                        }
3106                        // get linear deps and equal to
3107                        cxbyte lDeps[16];
3108                        cxbyte eDeps[16];
3109                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
3110                                        lDeps, eDeps);
3111                       
3112                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
3113                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
3114                                regTypesNum, regRanges);
3115                       
3116                        readSVRegs.clear();
3117                        writtenSVRegs.clear();
3118                        if (!usageHandler.hasNext())
3119                            break; // end
3120                        oldOffset = rvu.offset;
3121                        instrRVUsCount = 0;
3122                    }
3123                    if (rvu.offset >= cblock.end)
3124                        break;
3125                   
3126                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
3127                    {
3128                        // per register/singlvreg
3129                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
3130                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
3131                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
3132                        else // read or treat as reading // expand previous region
3133                            readSVRegs.push_back(svreg);
3134                    }
3135                }
3136                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
3137            }
3138            else
3139            {
3140                // back, already visited
3141                flowStack.pop_back();
3142                continue;
3143            }
3144        }
3145        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
3146        {
3147            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
3148            entry.nextIndex++;
3149        }
3150        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
3151        {
3152            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
3153            entry.nextIndex++;
3154        }
3155        else // back
3156        {
3157            // revert lastSSAIdMap
3158            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
3159            flowStack.pop_back();
3160            if (!flowStack.empty())
3161            {
3162                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
3163                {
3164                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
3165                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
3166                    {
3167                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
3168                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
3169                        lastPos.blockChain.pop_back();
3170                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
3171                            lastVRegMap.erase(lvrit);
3172                    }
3173                }
3174            }
3175        }
3176    }
3177   
3178    /// construct liveBlockMaps
3179    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
3180    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3181    {
3182        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3183        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
3184        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
3185        {
3186            Liveness& lv = liveness[li];
3187            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
3188                if (blk.first != blk.second)
3189                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
3190            lv.clear();
3191        }
3192        liveness.clear();
3193    }
3194   
3195    // create interference graphs
3196    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3197    {
3198        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3199        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
3200        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3201       
3202        auto lit = liveBlockMap.begin();
3203        size_t rangeStart = 0;
3204        if (lit != liveBlockMap.end())
3205            rangeStart = lit->start;
3206        while (lit != liveBlockMap.end())
3207        {
3208            const size_t blkStart = lit->start;
3209            const size_t blkEnd = lit->end;
3210            size_t rangeEnd = blkEnd;
3211            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
3212            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
3213            // collect from this range, variable indices
3214            std::set<size_t> varIndices;
3215            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
3216                varIndices.insert(lit2->vidx);
3217            // push to intergraph as full subgGraph
3218            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
3219                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
3220                    if (vit != vit2)
3221                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
3222            // go to next live blocks
3223            rangeStart = rangeEnd;
3224            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
3225                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
3226                    break;
3227            if (lit == liveBlockMap.end())
3228                break; //
3229            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
3230        }
3231    }
3232   
3233    /*
3234     * resolve equalSets
3235     */
3236    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3237    {
3238        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3239        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3240        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
3241        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
3242        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3243       
3244        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3245        {
3246            auto it = etoDepMap.find(v);
3247            if (it == etoDepMap.end())
3248            {
3249                // is not regvar in equalTo dependencies
3250                v++;
3251                continue;
3252            }
3253           
3254            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3255            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3256           
3257            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3258            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3259            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3260            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3261           
3262            // traverse by this
3263            while (!etoStack.empty())
3264            {
3265                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3266                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3267                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3268                if (entry.nextIdx == 0)
3269                {
3270                    if (!visited[vidx])
3271                    {
3272                        // push to this equalSet
3273                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3274                        equalSet.push_back(vidx);
3275                    }
3276                    else
3277                    {
3278                        // already visited
3279                        etoStack.pop();
3280                        continue;
3281                    }
3282                }
3283               
3284                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3285                {
3286                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3287                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3288                    entry.nextIdx++;
3289                }
3290                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3291                {
3292                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3293                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3294                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3295                    entry.nextIdx++;
3296                }
3297                else
3298                    etoStack.pop();
3299            }
3300           
3301            // to first already added node (var)
3302            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3303        }
3304    }
3305}
3306
3307typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3308
3309struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3310{
3311    const InterGraph& interGraph;
3312    const Array<size_t>& sdoCounts;
3313   
3314    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3315        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3316    { }
3317   
3318    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3319    {
3320        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3321            return true;
3322        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3323    }
3324};
3325
3326/* algorithm to allocate regranges:
3327 * from smallest regranges to greatest regranges:
3328 *   choosing free register: from smallest free regranges
3329 *      to greatest regranges:
3330 *         in this same regrange:
3331 *               try to find free regs in regranges
3332 *               try to link free ends of two distinct regranges
3333 */
3334
3335void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3336{
3337    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3338                    assembler.deviceType);
3339   
3340    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3341    {
3342        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3343        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3344        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3345        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3346        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3347        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3348       
3349        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3350        gcMap.resize(nodesNum);
3351        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3352        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3353        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3354       
3355        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3356        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3357        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3358            nodeSet.insert(i);
3359       
3360        cxuint colorsNum = 0;
3361        // firstly, allocate real registers
3362        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3363            if (entry.first.regVar == nullptr)
3364                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3365       
3366        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3367        {
3368            size_t node = *nodeSet.begin();
3369            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3370                continue; // already colored
3371            size_t color = 0;
3372            std::vector<size_t> equalNodes;
3373            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3374            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3375            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3376                // found, get equal set from equalSetList
3377                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3378           
3379            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3380            {
3381                // find first usable color
3382                bool thisSame = false;
3383                for (size_t nb: interGraph[node])
3384                    if (gcMap[nb] == color)
3385                    {
3386                        thisSame = true;
3387                        break;
3388                    }
3389                if (!thisSame)
3390                    break;
3391            }
3392            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3393            {
3394                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3395                    throw AsmException("Too many register is needed");
3396                colorsNum++;
3397            }
3398           
3399            for (size_t nextNode: equalNodes)
3400                gcMap[nextNode] = color;
3401            // update SDO for node
3402            bool colorExists = false;
3403            for (size_t node: equalNodes)
3404            {
3405                for (size_t nb: interGraph[node])
3406                    if (gcMap[nb] == color)
3407                    {
3408                        colorExists = true;
3409                        break;
3410                    }
3411                if (!colorExists)
3412                    sdoCounts[node]++;
3413            }
3414            // update SDO for neighbors
3415            for (size_t node: equalNodes)
3416                for (size_t nb: interGraph[node])
3417                {
3418                    colorExists = false;
3419                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3420                        if (gcMap[nb2] == color)
3421                        {
3422                            colorExists = true;
3423                            break;
3424                        }
3425                    if (!colorExists)
3426                    {
3427                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3428                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3429                        sdoCounts[nb]++;
3430                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3431                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3432                    }
3433                }
3434           
3435            for (size_t nextNode: equalNodes)
3436                gcMap[nextNode] = color;
3437        }
3438    }
3439}
3440
3441void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3442{
3443    // before any operation, clear all
3444    codeBlocks.clear();
3445    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3446    {
3447        vregIndexMaps[i].clear();
3448        interGraphs[i].clear();
3449        linearDepMaps[i].clear();
3450        equalToDepMaps[i].clear();
3451        graphColorMaps[i].clear();
3452        equalSetMaps[i].clear();
3453        equalSetLists[i].clear();
3454    }
3455    ssaReplacesMap.clear();
3456    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3457    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3458   
3459    // set up
3460    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3461    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3462    createSSAData(*section.usageHandler);
3463    applySSAReplaces();
3464    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3465    colorInterferenceGraph();
3466}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.