source: CLRX/CLRadeonExtender/trunk/amdasm/AsmRegAlloc.cpp @ 3953

Last change on this file since 3953 was 3953, checked in by matszpk, 13 months ago

CLRadeonExtender: AsmRegAlloc?: Beginning the rewriting of the recursion support.

File size: 126.4 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 (cache): " << 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 (cache): " << 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 (cache)" << 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
1573
1574static void createRoutineData(const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
1575        std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t>& curSSAIdMap,
1576        const std::unordered_set<size_t>& loopBlocks,
1577        const ResSecondPointsToCache& subroutToCache,
1578        SimpleCache<size_t, RoutineData>& subroutinesCache,
1579        const std::unordered_map<size_t, RoutineData>& routineMap, RoutineData& rdata,
1580        size_t routineBlock, bool noMainLoop = false,
1581        const std::vector<bool>& prevFlowStackBlocks = {})
1582{
1583    std::cout << "--------- createRoutineData ----------------\n";
1584    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1585   
1586    VectorSet<size_t> activeLoops;
1587    SubrLoopsMap subrLoopsMap;
1588    SubrLoopsMap loopSubrsMap;
1589    std::unordered_map<size_t, RoutineData> subrDataForLoopMap;
1590    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1591    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1592    if (!prevFlowStackBlocks.empty())
1593        flowStackBlocks = prevFlowStackBlocks;
1594    // last SSA ids map from returns
1595    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1596    flowStack.push_back({ routineBlock, 0 });
1597    flowStackBlocks[routineBlock] = true;
1598   
1599    while (!flowStack.empty())
1600    {
1601        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
1602        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
1603       
1604        auto addSubroutine = [&](
1605            std::unordered_map<size_t, LoopSSAIdMap>::const_iterator loopsit2,
1606            bool applyToMainRoutine)
1607        {
1608            if (subroutinesCache.hasKey(entry.blockIndex))
1609            {
1610                // if already put, just applyToMainRoutine if needed
1611                if (applyToMainRoutine &&
1612                    loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end() &&
1613                    loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1614                {
1615                    RoutineData* subRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1616                    joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1617                                        *subRdata, true);
1618                }
1619                return;
1620            }
1621           
1622            RoutineData subrData;
1623            const bool oldFB = flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1624            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !oldFB;
1625            createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks, subroutToCache,
1626                subroutinesCache, routineMap, subrData, entry.blockIndex, true,
1627                flowStackBlocks);
1628            RoutineData subrDataCopy;
1629            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = oldFB;
1630           
1631            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1632            {   // leave from loop point
1633                std::cout << "   loopfound " << entry.blockIndex << std::endl;
1634                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1635                {
1636                    subrDataCopy = subrData;
1637                    subrDataForLoopMap.insert({ entry.blockIndex, subrDataCopy });
1638                    std::cout << "   loopssaId2Map: " <<
1639                            entry.blockIndex << std::endl;
1640                    joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1641                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrData, true);
1642                    std::cout << "   loopssaIdMap2End: " << std::endl;
1643                    if (applyToMainRoutine)
1644                        joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, loopsit2->second.ssaIdMap,
1645                                        subrDataCopy, true);
1646                }
1647            }
1648           
1649            // apply loop to subroutines
1650            auto it = loopSubrsMap.find(entry.blockIndex);
1651            if (it != loopSubrsMap.end())
1652            {
1653                std::cout << "    found loopsubrsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1654                for (size_t subr: it->second)
1655                {
1656                    std::cout << " " << subr;
1657                    RoutineData* subrData2 = subroutinesCache.use(subr);
1658                    if (subrData2 == nullptr)
1659                        continue;
1660                    RoutineData subrData2Copy = *subrData2;
1661                    std::cout << "*";
1662                    joinLastSSAIdMap(subrData2Copy.lastSSAIdMap,
1663                            loopsit2->second.ssaIdMap, subrDataCopy, false);
1664                    // reinsert subroutine into subroutine cache
1665                    subrData2Copy.calculateWeight();
1666                    subroutinesCache.put(subr, subrData2Copy);
1667                }
1668                std::cout << "\n";
1669            }
1670            // apply loops to this subroutine
1671            auto it2 = subrLoopsMap.find(entry.blockIndex);
1672            if (it2 != subrLoopsMap.end())
1673            {
1674                std::cout << "    found subrloopsmap: " << entry.blockIndex << ":";
1675                for (auto lit2 = it2->second.rbegin(); lit2 != it2->second.rend(); ++lit2)
1676                {
1677                    size_t loop = *lit2;
1678                    auto loopsit3 = rdata.loopEnds.find(loop);
1679                    if (loopsit3 == rdata.loopEnds.end() ||
1680                        activeLoops.hasValue(loop))
1681                        continue;
1682                    std::cout << " " << loop;
1683                    auto  itx = subrDataForLoopMap.find(loop);
1684                    if (itx != subrDataForLoopMap.end())
1685                        joinLastSSAIdMap(subrData.lastSSAIdMap,
1686                                loopsit3->second.ssaIdMap, itx->second, false);
1687                }
1688                std::cout << "\n";
1689            }
1690           
1691            subrData.calculateWeight();
1692            subroutinesCache.put(entry.blockIndex, subrData);
1693        };
1694       
1695        if (entry.nextIndex == 0)
1696        {
1697            bool isLoop = loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end();
1698           
1699            if (!prevFlowStackBlocks.empty() && prevFlowStackBlocks[entry.blockIndex])
1700            {
1701                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1702               
1703                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1704                flowStack.pop_back();
1705                continue;
1706            }
1707           
1708            // process current block
1709            //if (/*cachedRdata != nullptr &&*/
1710                //visited[entry.blockIndex] && flowStack.size() > 1)
1711            const RoutineData* cachedRdata = nullptr;
1712           
1713            if (routineBlock != entry.blockIndex)
1714            {
1715                cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1716                if (cachedRdata == nullptr)
1717                {
1718                    // try in routine map
1719                    auto rit = routineMap.find(entry.blockIndex);
1720                    if (rit != routineMap.end())
1721                        cachedRdata = &rit->second;
1722                }
1723                if (!isLoop && visited[entry.blockIndex] && cachedRdata == nullptr &&
1724                    subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1725                {
1726                    auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1727                    std::cout << "-- subrcache2 for " << entry.blockIndex << std::endl;
1728                    addSubroutine(loopsit2, false);
1729                    cachedRdata = subroutinesCache.use(entry.blockIndex);
1730                }
1731            }
1732           
1733            if (cachedRdata != nullptr)
1734            {
1735                std::cout << "use cached subr " << entry.blockIndex << std::endl;
1736                std::cout << "procret2: " << entry.blockIndex << std::endl;
1737                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap, *cachedRdata);
1738                // get not given rdata curSSAIdMap ssaIds but present in cachedRdata
1739                // curSSAIdMap
1740                for (const auto& entry: cachedRdata->curSSAIdMap)
1741                    if (rdata.curSSAIdMap.find(entry.first) == rdata.curSSAIdMap.end())
1742                    {
1743                        auto cit = curSSAIdMap.find(entry.first);
1744                        size_t prevSSAId = (cit!=curSSAIdMap.end() ? cit->second : 1)-1;
1745                        rdata.curSSAIdMap.insert({ entry.first, { prevSSAId } });
1746                       
1747                        if (rdata.notFirstReturn)
1748                        {
1749                            rdata.lastSSAIdMap.insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1750                            for (auto& loopEnd: rdata.loopEnds)
1751                                loopEnd.second.ssaIdMap.
1752                                        insertSSAId(entry.first, prevSSAId);
1753                        }
1754                    }
1755               
1756                // join loopEnds
1757                for (const auto& loopEnd: cachedRdata->loopEnds)
1758                {
1759                    auto res = rdata.loopEnds.insert({ loopEnd.first, LoopSSAIdMap() });
1760                    // true - do not add cached rdata loopend, because it was added
1761                    joinLastSSAIdMapInt(res.first->second.ssaIdMap, rdata.curSSAIdMap,
1762                                cachedRdata->curSSAIdMap, loopEnd.second.ssaIdMap, true);
1763                }
1764                std::cout << "procretend2" << std::endl;
1765                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1766                flowStack.pop_back();
1767                continue;
1768            }
1769            else if (!visited[entry.blockIndex])
1770            {
1771                // set up loops for which subroutine is present
1772                if (subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0 && !activeLoops.empty())
1773                {
1774                    subrLoopsMap.insert({ entry.blockIndex, activeLoops });
1775                    for (size_t loop: activeLoops)
1776                    {
1777                        auto res = loopSubrsMap.insert({ loop, { entry.blockIndex } });
1778                        if (!res.second)
1779                            res.first->second.insertValue(entry.blockIndex);
1780                    }
1781                }
1782               
1783                if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1784                    activeLoops.insertValue(entry.blockIndex);
1785                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
1786                visited[entry.blockIndex] = true;
1787               
1788                for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1789                    if (ssaEntry.first.regVar != nullptr)
1790                    {
1791                        // put data to routine data
1792                        updateRoutineData(rdata, ssaEntry, curSSAIdMap[ssaEntry.first]-1);
1793                       
1794                        if (ssaEntry.second.ssaIdChange!=0)
1795                            curSSAIdMap[ssaEntry.first] = ssaEntry.second.ssaIdLast+1;
1796                    }
1797            }
1798            else
1799            {
1800                tryAddLoopEnd(entry, routineBlock, rdata, isLoop, noMainLoop);
1801                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
1802                flowStack.pop_back();
1803                continue;
1804            }
1805        }
1806       
1807        // join and skip calls
1808        for (; entry.nextIndex < cblock.nexts.size() &&
1809                    cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall; entry.nextIndex++)
1810            joinRoutineData(rdata, routineMap.find(
1811                            cblock.nexts[entry.nextIndex].block)->second);
1812       
1813        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
1814        {
1815            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
1816            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1817            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1818            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1819            entry.nextIndex++;
1820        }
1821        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
1822                // if have any call then go to next block
1823                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
1824                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
1825        {
1826            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
1827            {
1828                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
1829                    if (next.isCall)
1830                    {
1831                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
1832                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
1833                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
1834                                    it->second, entry);
1835                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
1836                    }
1837            }
1838            const size_t nextBlock = entry.blockIndex+1;
1839            flowStack.push_back({ nextBlock, 0 });
1840            // negate - if true (already in flowstack, then popping keep this state)
1841            flowStackBlocks[nextBlock] = !flowStackBlocks[nextBlock];
1842            entry.nextIndex++;
1843        }
1844        else
1845        {
1846            std::cout << "popstart: " << entry.blockIndex << std::endl;
1847            if (cblock.haveReturn)
1848            {
1849                std::cout << "procret: " << entry.blockIndex << std::endl;
1850                joinLastSSAIdMap(rdata.lastSSAIdMap, rdata.curSSAIdMap);
1851                std::cout << "procretend" << std::endl;
1852                rdata.notFirstReturn = true;
1853            }
1854           
1855            // revert retSSAIdMap
1856            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, &rdata);
1857            //
1858           
1859            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
1860            {
1861                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
1862                    continue;
1863                size_t curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
1864                size_t nextSSAId = (ssaEntry.second.ssaIdLast != SIZE_MAX) ?
1865                    ssaEntry.second.ssaIdLast+1 : curSSAId;
1866                curSSAIdMap[ssaEntry.first] = curSSAId;
1867               
1868                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
1869                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
1870                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
1871               
1872                updateRoutineCurSSAIdMap(&rdata, ssaEntry, entry, curSSAId, nextSSAId);
1873            }
1874           
1875            activeLoops.eraseValue(entry.blockIndex);
1876           
1877            auto loopsit2 = rdata.loopEnds.find(entry.blockIndex);
1878            if (loopBlocks.find(entry.blockIndex) != loopBlocks.end())
1879            {
1880                if (loopsit2 != rdata.loopEnds.end())
1881                {
1882                    std::cout << "   mark loopblocks passed: " <<
1883                                entry.blockIndex << std::endl;
1884                    // mark that loop has passed fully
1885                    loopsit2->second.passed = true;
1886                }
1887                else
1888                    std::cout << "   loopblocks nopassed: " <<
1889                                entry.blockIndex << std::endl;
1890            }
1891           
1892            if ((!noMainLoop || flowStack.size() > 1) &&
1893                subroutToCache.count(entry.blockIndex)!=0)
1894            { //put to cache
1895                std::cout << "-- subrcache for " << entry.blockIndex << std::endl;
1896                addSubroutine(loopsit2, true);
1897            }
1898           
1899            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
1900            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
1901            flowStack.pop_back();
1902        }
1903    }
1904    std::cout << "--------- createRoutineData end ------------\n";
1905}
1906
1907
1908void AsmRegAllocator::createSSAData(ISAUsageHandler& usageHandler)
1909{
1910    if (codeBlocks.empty())
1911        return;
1912    usageHandler.rewind();
1913    auto cbit = codeBlocks.begin();
1914    AsmRegVarUsage rvu;
1915    if (!usageHandler.hasNext())
1916        return; // do nothing if no regusages
1917    rvu = usageHandler.nextUsage();
1918   
1919    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
1920    cxuint realRegsCount[MAX_REGTYPES_NUM];
1921    std::fill(realRegsCount, realRegsCount+MAX_REGTYPES_NUM, 0);
1922    size_t regTypesNum;
1923    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
1924   
1925    while (true)
1926    {
1927        while (cbit != codeBlocks.end() && cbit->end <= rvu.offset)
1928        {
1929            cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1930            ++cbit;
1931        }
1932        if (cbit == codeBlocks.end())
1933            break;
1934        // skip rvu's before codeblock
1935        while (rvu.offset < cbit->start && usageHandler.hasNext())
1936            rvu = usageHandler.nextUsage();
1937        if (rvu.offset < cbit->start)
1938            break;
1939       
1940        cbit->usagePos = usageHandler.getReadPos();
1941        while (rvu.offset < cbit->end)
1942        {
1943            // process rvu
1944            // only if regVar
1945            for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
1946            {
1947                auto res = cbit->ssaInfoMap.insert(
1948                        { AsmSingleVReg{ rvu.regVar, rindex }, SSAInfo() });
1949               
1950                SSAInfo& sinfo = res.first->second;
1951                if (res.second)
1952                    sinfo.firstPos = rvu.offset;
1953                if ((rvu.rwFlags & ASMRVU_READ) != 0 && (sinfo.ssaIdChange == 0 ||
1954                    // if first write RVU instead read RVU
1955                    (sinfo.ssaIdChange == 1 && sinfo.firstPos==rvu.offset)))
1956                    sinfo.readBeforeWrite = true;
1957                /* change SSA id only for write-only regvars -
1958                 *   read-write place can not have two different variables */
1959                if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField!=ASMFIELD_NONE)
1960                    sinfo.ssaIdChange++;
1961                if (rvu.regVar==nullptr)
1962                    sinfo.ssaIdBefore = sinfo.ssaIdFirst =
1963                            sinfo.ssaId = sinfo.ssaIdLast = 0;
1964            }
1965            // get next rvusage
1966            if (!usageHandler.hasNext())
1967                break;
1968            rvu = usageHandler.nextUsage();
1969        }
1970        ++cbit;
1971    }
1972   
1973    size_t rbwCount = 0;
1974    size_t wrCount = 0;
1975   
1976    SimpleCache<size_t, RoutineData> subroutinesCache(codeBlocks.size()<<3);
1977   
1978    std::deque<CallStackEntry> callStack;
1979    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
1980    // total SSA count
1981    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> totalSSACountMap;
1982    // last SSA ids map from returns
1983    RetSSAIdMap retSSAIdMap;
1984    // last SSA ids in current way in code flow
1985    std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> curSSAIdMap;
1986    // routine map - routine datas map, value - last SSA ids map
1987    std::unordered_map<size_t, RoutineData> routineMap;
1988    // key - current res first key, value - previous first key and its flowStack pos
1989    PrevWaysIndexMap prevWaysIndexMap;
1990    // to track ways last block indices pair: block index, flowStackPos)
1991    std::pair<size_t, size_t> lastCommonCacheWayPoint{ SIZE_MAX, SIZE_MAX };
1992    std::vector<bool> isRoutineGen(codeBlocks.size(), false);
1993   
1994    std::vector<bool> waysToCache(codeBlocks.size(), false);
1995    std::vector<bool> flowStackBlocks(codeBlocks.size(), false);
1996    // subroutToCache - true if given block begin subroutine to cache
1997    ResSecondPointsToCache cblocksToCache(codeBlocks.size());
1998    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
1999    flowStack.push_back({ 0, 0 });
2000    flowStackBlocks[0] = true;
2001    std::unordered_set<size_t> callBlocks;
2002    std::unordered_set<size_t> loopBlocks;
2003    std::unordered_set<size_t> recurseBlocks;
2004   
2005    while (!flowStack.empty())
2006    {
2007        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2008        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2009       
2010        if (entry.nextIndex == 0)
2011        {
2012            // process current block
2013            if (!visited[entry.blockIndex])
2014            {
2015                std::cout << "proc: " << entry.blockIndex << std::endl;
2016                visited[entry.blockIndex] = true;
2017               
2018                for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2019                {
2020                    SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2021                    if (ssaEntry.first.regVar==nullptr)
2022                    {
2023                        // TODO - pass registers through SSA marking and resolving
2024                        sinfo.ssaIdChange = 0; // zeroing SSA changes
2025                        continue; // no change for registers
2026                    }
2027                   
2028                    bool reducedSSAId = reduceSSAIds(curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2029                                routineMap, ssaReplacesMap, entry, ssaEntry);
2030                   
2031                    size_t& ssaId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2032                   
2033                    size_t& totalSSACount = totalSSACountMap[ssaEntry.first];
2034                    if (totalSSACount == 0)
2035                    {
2036                        // first read before write at all, need change totalcount, ssaId
2037                        ssaId++;
2038                        totalSSACount++;
2039                    }
2040                   
2041                    sinfo.ssaId = totalSSACount;
2042                    sinfo.ssaIdFirst = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount : SIZE_MAX;
2043                    sinfo.ssaIdBefore = ssaId-1;
2044                   
2045                    totalSSACount += sinfo.ssaIdChange;
2046                    sinfo.ssaIdLast = sinfo.ssaIdChange!=0 ? totalSSACount-1 : SIZE_MAX;
2047                    //totalSSACount = std::max(totalSSACount, ssaId);
2048                    if (!reducedSSAId || sinfo.ssaIdChange!=0)
2049                        ssaId = totalSSACount;
2050                   
2051                    // count read before writes (for cache weight)
2052                    if (sinfo.readBeforeWrite)
2053                        rbwCount++;
2054                    if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2055                        wrCount++;
2056                }
2057            }
2058            else
2059            {
2060                // handle caching for res second point
2061                cblocksToCache.increase(entry.blockIndex);
2062                std::cout << "cblockToCache: " << entry.blockIndex << "=" <<
2063                            cblocksToCache.count(entry.blockIndex) << std::endl;
2064                // back, already visited
2065                flowStackBlocks[entry.blockIndex] = !flowStackBlocks[entry.blockIndex];
2066                flowStack.pop_back();
2067               
2068                size_t curWayBIndex = flowStack.back().blockIndex;
2069                if (lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX)
2070                {
2071                    // mark point of way to cache (res first point)
2072                    waysToCache[lastCommonCacheWayPoint.first] = true;
2073                    std::cout << "mark to pfcache " <<
2074                            lastCommonCacheWayPoint.first << ", " <<
2075                            curWayBIndex << std::endl;
2076                    prevWaysIndexMap[curWayBIndex] = lastCommonCacheWayPoint;
2077                }
2078                lastCommonCacheWayPoint = { curWayBIndex, flowStack.size()-1 };
2079                std::cout << "lastCcwP: " << curWayBIndex << std::endl;
2080                continue;
2081            }
2082        }
2083       
2084        if (!callStack.empty() &&
2085            entry.blockIndex == callStack.back().callBlock &&
2086            entry.nextIndex-1 == callStack.back().callNextIndex)
2087        {
2088            std::cout << " ret: " << entry.blockIndex << std::endl;
2089            const size_t routineBlock = callStack.back().routineBlock;
2090            RoutineData& prevRdata = routineMap.find(routineBlock)->second;
2091            if (!isRoutineGen[routineBlock])
2092            {
2093                createRoutineData(codeBlocks, curSSAIdMap, loopBlocks,
2094                            cblocksToCache, subroutinesCache, routineMap, prevRdata,
2095                            routineBlock);
2096                //prevRdata.compare(myRoutineData);
2097                isRoutineGen[routineBlock] = true;
2098            }
2099           
2100            callStack.pop_back(); // just return from call
2101            callBlocks.erase(routineBlock);
2102        }
2103       
2104        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2105        {
2106            bool isCall = false;
2107            const size_t nextBlock = cblock.nexts[entry.nextIndex].block;
2108            if (cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2109            {
2110                std::cout << " call: " << entry.blockIndex << std::endl;
2111                if (!callBlocks.insert(nextBlock).second)
2112                {
2113                    // if already called (then it is recursion)
2114                    recurseBlocks.insert(nextBlock);
2115                    std::cout << "   -- recursion: " << nextBlock << std::endl;
2116                }
2117               
2118                callStack.push_back({ entry.blockIndex, entry.nextIndex, nextBlock });
2119                routineMap.insert({ nextBlock, { } });
2120                isCall = true;
2121            }
2122           
2123            flowStack.push_back({ nextBlock, 0, isCall });
2124            if (flowStackBlocks[nextBlock])
2125            {
2126                if (!cblock.nexts[entry.nextIndex].isCall)
2127                    loopBlocks.insert(nextBlock);
2128                flowStackBlocks[nextBlock] = false; // keep to inserted in popping
2129            }
2130            else
2131                flowStackBlocks[nextBlock] = true;
2132            entry.nextIndex++;
2133        }
2134        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2135                // if have any call then go to next block
2136                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2137                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2138        {
2139            if (entry.nextIndex!=0) // if back from calls (just return from calls)
2140            {
2141                reduceSSAIdsForCalls(entry, codeBlocks, retSSAIdMap, routineMap,
2142                                     ssaReplacesMap);
2143                //
2144                for (const NextBlock& next: cblock.nexts)
2145                    if (next.isCall)
2146                    {
2147                        //std::cout << "joincall:"<< next.block << std::endl;
2148                        auto it = routineMap.find(next.block); // must find
2149                        initializePrevRetSSAIds(cblock, curSSAIdMap, retSSAIdMap,
2150                                    it->second, entry);
2151                        joinRetSSAIdMap(retSSAIdMap, it->second.lastSSAIdMap, next.block);
2152                    }
2153            }
2154            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0, false });
2155            if (flowStackBlocks[entry.blockIndex+1])
2156            {
2157                loopBlocks.insert(entry.blockIndex+1);
2158                 // keep to inserted in popping
2159                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = false;
2160            }
2161            else
2162                flowStackBlocks[entry.blockIndex+1] = true;
2163            entry.nextIndex++;
2164        }
2165        else // back
2166        {
2167            RoutineData* rdata = nullptr;
2168            if (!callStack.empty())
2169                rdata = &(routineMap.find(callStack.back().routineBlock)->second);
2170           
2171            // revert retSSAIdMap
2172            revertRetSSAIdMap(curSSAIdMap, retSSAIdMap, entry, rdata);
2173            //
2174           
2175            for (const auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2176            {
2177                if (ssaEntry.first.regVar == nullptr)
2178                    continue;
2179               
2180                size_t& curSSAId = curSSAIdMap[ssaEntry.first];
2181                const size_t nextSSAId = curSSAId;
2182                curSSAId = ssaEntry.second.ssaIdBefore+1;
2183               
2184                std::cout << "popcurnext: " << ssaEntry.first.regVar <<
2185                            ":" << ssaEntry.first.index << ": " <<
2186                            nextSSAId << ", " << curSSAId << std::endl;
2187            }
2188           
2189            std::cout << "pop: " << entry.blockIndex << std::endl;
2190            flowStackBlocks[entry.blockIndex] = false;
2191            flowStack.pop_back();
2192            if (!flowStack.empty() && lastCommonCacheWayPoint.first != SIZE_MAX &&
2193                    lastCommonCacheWayPoint.second >= flowStack.size())
2194            {
2195                lastCommonCacheWayPoint =
2196                        { flowStack.back().blockIndex, flowStack.size()-1 };
2197                std::cout << "POPlastCcwP: " << lastCommonCacheWayPoint.first << std::endl;
2198            }
2199           
2200        }
2201    }
2202   
2203    /**********
2204     * after that, we find points to resolve conflicts
2205     **********/
2206    flowStack.clear();
2207    std::deque<FlowStackEntry2> flowStack2;
2208   
2209    std::fill(visited.begin(), visited.end(), false);
2210    flowStack2.push_back({ 0, 0 });
2211   
2212    SimpleCache<size_t, LastSSAIdMap> resFirstPointsCache(wrCount<<1);
2213    SimpleCache<size_t, RBWSSAIdMap> resSecondPointsCache(rbwCount<<1);
2214   
2215    while (!flowStack2.empty())
2216    {
2217        FlowStackEntry2& entry = flowStack2.back();
2218        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2219       
2220        if (entry.nextIndex == 0)
2221        {
2222            // process current block
2223            if (!visited[entry.blockIndex])
2224                visited[entry.blockIndex] = true;
2225            else
2226            {
2227                resolveSSAConflicts(flowStack2, routineMap, codeBlocks,
2228                            prevWaysIndexMap, waysToCache, cblocksToCache,
2229                            resFirstPointsCache, resSecondPointsCache, ssaReplacesMap);
2230               
2231                // back, already visited
2232                flowStack2.pop_back();
2233                continue;
2234            }
2235        }
2236       
2237        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2238        {
2239            flowStack2.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2240            entry.nextIndex++;
2241        }
2242        else if (((entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty()) ||
2243                // if have any call then go to next block
2244                (cblock.haveCalls && entry.nextIndex==cblock.nexts.size())) &&
2245                 !cblock.haveReturn && !cblock.haveEnd)
2246        {
2247            flowStack2.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2248            entry.nextIndex++;
2249        }
2250        else // back
2251        {
2252            if (cblocksToCache.count(entry.blockIndex)==2 &&
2253                !resSecondPointsCache.hasKey(entry.blockIndex))
2254                // add to cache
2255                addResSecCacheEntry(routineMap, codeBlocks, resSecondPointsCache,
2256                            entry.blockIndex);
2257            flowStack2.pop_back();
2258        }
2259    }
2260}
2261
2262void AsmRegAllocator::applySSAReplaces()
2263{
2264    /* prepare SSA id replaces */
2265    struct MinSSAGraphNode
2266    {
2267        size_t minSSAId;
2268        bool visited;
2269        std::unordered_set<size_t> nexts;
2270        MinSSAGraphNode() : minSSAId(SIZE_MAX), visited(false) { }
2271    };
2272    struct MinSSAGraphStackEntry
2273    {
2274        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode>::iterator nodeIt;
2275        std::unordered_set<size_t>::const_iterator nextIt;
2276        size_t minSSAId;
2277    };
2278   
2279    for (auto& entry: ssaReplacesMap)
2280    {
2281        VectorSet<SSAReplace>& replaces = entry.second;
2282        std::sort(replaces.begin(), replaces.end());
2283        replaces.resize(std::unique(replaces.begin(), replaces.end()) - replaces.begin());
2284        VectorSet<SSAReplace> newReplaces;
2285       
2286        std::unordered_map<size_t, MinSSAGraphNode> ssaGraphNodes;
2287       
2288        auto it = replaces.begin();
2289        while (it != replaces.end())
2290        {
2291            auto itEnd = std::upper_bound(it, replaces.end(),
2292                            std::make_pair(it->first, size_t(SIZE_MAX)));
2293            {
2294                MinSSAGraphNode& node = ssaGraphNodes[it->first];
2295                node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, it->second);
2296                for (auto it2 = it; it2 != itEnd; ++it2)
2297                    node.nexts.insert(it->second);
2298            }
2299            it = itEnd;
2300        }
2301        // propagate min value
2302        std::stack<MinSSAGraphStackEntry> minSSAStack;
2303        for (auto ssaGraphNodeIt = ssaGraphNodes.begin();
2304                 ssaGraphNodeIt!=ssaGraphNodes.end(); )
2305        {
2306            minSSAStack.push({ ssaGraphNodeIt, ssaGraphNodeIt->second.nexts.begin() });
2307            // traverse with minimalize SSA id
2308            while (!minSSAStack.empty())
2309            {
2310                MinSSAGraphStackEntry& entry = minSSAStack.top();
2311                MinSSAGraphNode& node = entry.nodeIt->second;
2312                bool toPop = false;
2313                if (entry.nextIt == node.nexts.begin())
2314                {
2315                    if (!node.visited)
2316                        node.visited = true;
2317                    else
2318                        toPop = true;
2319                }
2320                if (!toPop && entry.nextIt != node.nexts.end())
2321                {
2322                    auto nodeIt = ssaGraphNodes.find(*entry.nextIt);
2323                    if (nodeIt != ssaGraphNodes.end())
2324                    {
2325                        minSSAStack.push({ nodeIt, nodeIt->second.nexts.begin(),
2326                                nodeIt->second.minSSAId });
2327                    }
2328                    ++entry.nextIt;
2329                }
2330                else
2331                {
2332                    node.minSSAId = std::min(node.minSSAId, entry.minSSAId);
2333                    minSSAStack.pop();
2334                    if (!minSSAStack.empty())
2335                    {
2336                        MinSSAGraphStackEntry& pentry = minSSAStack.top();
2337                        pentry.minSSAId = std::min(pentry.minSSAId, node.minSSAId);
2338                    }
2339                }
2340            }
2341            // skip visited nodes
2342            while (ssaGraphNodeIt != ssaGraphNodes.end())
2343                if (!ssaGraphNodeIt->second.visited)
2344                    break;
2345        }
2346       
2347        for (const auto& entry: ssaGraphNodes)
2348            newReplaces.push_back({ entry.first, entry.second.minSSAId });
2349       
2350        std::sort(newReplaces.begin(), newReplaces.end());
2351        entry.second = newReplaces;
2352    }
2353   
2354    /* apply SSA id replaces */
2355    for (CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2356        for (auto& ssaEntry: cblock.ssaInfoMap)
2357        {
2358            auto it = ssaReplacesMap.find(ssaEntry.first);
2359            if (it == ssaReplacesMap.end())
2360                continue;
2361            SSAInfo& sinfo = ssaEntry.second;
2362            VectorSet<SSAReplace>& replaces = it->second;
2363            if (sinfo.readBeforeWrite)
2364            {
2365                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2366                                 ssaEntry.second.ssaIdBefore);
2367                if (rit != replaces.end())
2368                    sinfo.ssaIdBefore = rit->second; // replace
2369            }
2370            if (sinfo.ssaIdFirst != SIZE_MAX)
2371            {
2372                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2373                                 ssaEntry.second.ssaIdFirst);
2374                if (rit != replaces.end())
2375                    sinfo.ssaIdFirst = rit->second; // replace
2376            }
2377            if (sinfo.ssaIdLast != SIZE_MAX)
2378            {
2379                auto rit = binaryMapFind(replaces.begin(), replaces.end(),
2380                                 ssaEntry.second.ssaIdLast);
2381                if (rit != replaces.end())
2382                    sinfo.ssaIdLast = rit->second; // replace
2383            }
2384        }
2385}
2386
2387struct Liveness
2388{
2389    std::map<size_t, size_t> l;
2390   
2391    Liveness() { }
2392   
2393    void clear()
2394    { l.clear(); }
2395   
2396    void expand(size_t k)
2397    {
2398        if (l.empty())
2399            l.insert(std::make_pair(k, k+1));
2400        else
2401        {
2402            auto it = l.end();
2403            --it;
2404            it->second = k+1;
2405        }
2406    }
2407    void newRegion(size_t k)
2408    {
2409        if (l.empty())
2410            l.insert(std::make_pair(k, k));
2411        else
2412        {
2413            auto it = l.end();
2414            --it;
2415            if (it->first != k && it->second != k)
2416                l.insert(std::make_pair(k, k));
2417        }
2418    }
2419   
2420    void insert(size_t k, size_t k2)
2421    {
2422        auto it1 = l.lower_bound(k);
2423        if (it1!=l.begin() && (it1==l.end() || it1->first>k))
2424            --it1;
2425        if (it1->second < k)
2426            ++it1;
2427        auto it2 = l.lower_bound(k2);
2428        if (it1!=it2)
2429        {
2430            k = std::min(k, it1->first);
2431            k2 = std::max(k2, (--it2)->second);
2432            l.erase(it1, it2);
2433        }
2434        l.insert(std::make_pair(k, k2));
2435    }
2436   
2437    bool contain(size_t t) const
2438    {
2439        auto it = l.lower_bound(t);
2440        if (it==l.begin() && it->first>t)
2441            return false;
2442        if (it==l.end() || it->first>t)
2443            --it;
2444        return it->first<=t && t<it->second;
2445    }
2446   
2447    bool common(const Liveness& b) const
2448    {
2449        auto i = l.begin();
2450        auto j = b.l.begin();
2451        for (; i != l.end() && j != b.l.end();)
2452        {
2453            if (i->first==i->second)
2454            {
2455                ++i;
2456                continue;
2457            }
2458            if (j->first==j->second)
2459            {
2460                ++j;
2461                continue;
2462            }
2463            if (i->first<j->first)
2464            {
2465                if (i->second > j->first)
2466                    return true; // common place
2467                ++i;
2468            }
2469            else
2470            {
2471                if (i->first < j->second)
2472                    return true; // common place
2473                ++j;
2474            }
2475        }
2476        return false;
2477    }
2478};
2479
2480typedef AsmRegAllocator::VarIndexMap VarIndexMap;
2481
2482static cxuint getRegType(size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges,
2483            const AsmSingleVReg& svreg)
2484{
2485    cxuint regType; // regtype
2486    if (svreg.regVar!=nullptr)
2487        regType = svreg.regVar->type;
2488    else
2489        for (regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
2490            if (svreg.index >= regRanges[regType<<1] &&
2491                svreg.index < regRanges[(regType<<1)+1])
2492                break;
2493    return regType;
2494}
2495
2496static Liveness& getLiveness(const AsmSingleVReg& svreg, size_t ssaIdIdx,
2497        const AsmRegAllocator::SSAInfo& ssaInfo, std::vector<Liveness>* livenesses,
2498        const VarIndexMap* vregIndexMaps, size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2499{
2500    size_t ssaId;
2501    if (svreg.regVar==nullptr)
2502        ssaId = 0;
2503    else if (ssaIdIdx==0)
2504        ssaId = ssaInfo.ssaIdBefore;
2505    else if (ssaIdIdx==1)
2506        ssaId = ssaInfo.ssaIdFirst;
2507    else if (ssaIdIdx<ssaInfo.ssaIdChange)
2508        ssaId = ssaInfo.ssaId + ssaIdIdx-1;
2509    else // last
2510        ssaId = ssaInfo.ssaIdLast;
2511   
2512    cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg); // regtype
2513    const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2514    const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2515                vregIndexMap.find(svreg)->second;
2516    return livenesses[regType][ssaIdIndices[ssaId]];
2517}
2518
2519typedef std::deque<FlowStackEntry>::const_iterator FlowStackCIter;
2520
2521struct CLRX_INTERNAL VRegLastPos
2522{
2523    size_t ssaId; // last SSA id
2524    std::vector<FlowStackCIter> blockChain; // subsequent blocks that changes SSAId
2525};
2526
2527/* TODO: add handling calls
2528 * handle many start points in this code (for example many kernel's in same code)
2529 * replace sets by vector, and sort and remove same values on demand
2530 */
2531
2532typedef std::unordered_map<AsmSingleVReg, VRegLastPos> LastVRegMap;
2533
2534static void putCrossBlockLivenesses(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2535        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2536        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes, const LastVRegMap& lastVRegMap,
2537        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2538        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2539{
2540    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flowStack.back().blockIndex];
2541    for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2542        if (entry.second.readBeforeWrite)
2543        {
2544            // find last
2545            auto lvrit = lastVRegMap.find(entry.first);
2546            if (lvrit == lastVRegMap.end())
2547                continue; // not found
2548            const VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2549            FlowStackCIter flit = lastPos.blockChain.back();
2550            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2551            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2552            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2553                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2554            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2555            FlowStackCIter flitEnd = flowStack.end();
2556            --flitEnd; // before last element
2557            // insert live time to last seen position
2558            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit->blockIndex];
2559            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex] - lastBlk.start;
2560            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2561                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2562            for (++flit; flit != flitEnd; ++flit)
2563            {
2564                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2565                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit->blockIndex];
2566                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2567            }
2568        }
2569}
2570
2571static void putCrossBlockForLoop(const std::deque<FlowStackEntry>& flowStack,
2572        const std::vector<CodeBlock>& codeBlocks,
2573        const Array<size_t>& codeBlockLiveTimes,
2574        std::vector<Liveness>* livenesses, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2575        size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2576{
2577    auto flitStart = flowStack.end();
2578    --flitStart;
2579    size_t curBlock = flitStart->blockIndex;
2580    // find step in way
2581    while (flitStart->blockIndex != curBlock) --flitStart;
2582    auto flitEnd = flowStack.end();
2583    --flitEnd;
2584    std::unordered_map<AsmSingleVReg, std::pair<size_t, size_t> > varMap;
2585   
2586    // collect var to check
2587    size_t flowPos = 0;
2588    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2589    {
2590        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2591        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2592        {
2593            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2594            size_t lastSSAId = (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2595                    (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2596            varMap[entry.first] = { lastSSAId, flowPos };
2597        }
2598    }
2599    // find connections
2600    flowPos = 0;
2601    for (auto flit = flitStart; flit != flitEnd; ++flit, flowPos++)
2602    {
2603        const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit->blockIndex];
2604        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2605        {
2606            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2607            auto varMapIt = varMap.find(entry.first);
2608            if (!sinfo.readBeforeWrite || varMapIt == varMap.end() ||
2609                flowPos > varMapIt->second.second ||
2610                sinfo.ssaIdBefore != varMapIt->second.first)
2611                continue;
2612            // just connect
2613           
2614            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2615            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2616            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2617                        vregIndexMap.find(entry.first)->second;
2618            Liveness& lv = livenesses[regType][ssaIdIndices[entry.second.ssaIdBefore]];
2619           
2620            if (flowPos == varMapIt->second.second)
2621            {
2622                // fill whole loop
2623                for (auto flit2 = flitStart; flit != flitEnd; ++flit)
2624                {
2625                    const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2626                    size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2627                    lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2628                }
2629                continue;
2630            }
2631           
2632            size_t flowPos2 = 0;
2633            for (auto flit2 = flitStart; flowPos2 < flowPos; ++flit2, flowPos++)
2634            {
2635                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2636                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2637                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2638            }
2639            // insert liveness for last block in loop of last SSAId (prev round)
2640            auto flit2 = flitStart + flowPos;
2641            const CodeBlock& firstBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2642            size_t toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - firstBlk.start;
2643            lv.insert(codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex],
2644                    firstBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.firstPos + toLiveCvt);
2645            // insert liveness for first block in loop of last SSAId
2646            flit2 = flitStart + (varMapIt->second.second+1);
2647            const CodeBlock& lastBlk = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2648            toLiveCvt = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex] - lastBlk.start;
2649            lv.insert(lastBlk.ssaInfoMap.find(entry.first)->second.lastPos + toLiveCvt,
2650                    toLiveCvt + lastBlk.end);
2651            // fill up loop end
2652            for (++flit2; flit2 != flitEnd; ++flit2)
2653            {
2654                const CodeBlock& cblock = codeBlocks[flit2->blockIndex];
2655                size_t blockLiveTime = codeBlockLiveTimes[flit2->blockIndex];
2656                lv.insert(blockLiveTime, cblock.end-cblock.start + blockLiveTime);
2657            }
2658        }
2659    }
2660}
2661
2662struct LiveBlock
2663{
2664    size_t start;
2665    size_t end;
2666    size_t vidx;
2667   
2668    bool operator==(const LiveBlock& b) const
2669    { return start==b.start && end==b.end && vidx==b.vidx; }
2670   
2671    bool operator<(const LiveBlock& b) const
2672    { return start<b.start || (start==b.start &&
2673            (end<b.end || (end==b.end && vidx<b.vidx))); }
2674};
2675
2676typedef AsmRegAllocator::LinearDep LinearDep;
2677typedef AsmRegAllocator::EqualToDep EqualToDep;
2678typedef std::unordered_map<size_t, LinearDep> LinearDepMap;
2679typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep> EqualToDepMap;
2680
2681static void addUsageDeps(const cxbyte* ldeps, const cxbyte* edeps, cxuint rvusNum,
2682            const AsmRegVarUsage* rvus, LinearDepMap* ldepsOut,
2683            EqualToDepMap* edepsOut, const VarIndexMap* vregIndexMaps,
2684            std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap,
2685            size_t regTypesNum, const cxuint* regRanges)
2686{
2687    // add linear deps
2688    cxuint count = ldeps[0];
2689    cxuint pos = 1;
2690    cxbyte rvuAdded = 0;
2691    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2692    {
2693        cxuint ccount = ldeps[pos++];
2694        std::vector<size_t> vidxes;
2695        cxuint regType = UINT_MAX;
2696        cxbyte align = rvus[ldeps[pos]].align;
2697        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2698        {
2699            rvuAdded |= 1U<<ldeps[pos];
2700            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[ldeps[pos++]];
2701            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2702            {
2703                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2704                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2705                if (regType==UINT_MAX)
2706                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2707                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2708                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2709                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2710                // push variable index
2711                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2712            }
2713        }
2714        ldepsOut[regType][vidxes[0]].align = align;
2715        for (size_t k = 1; k < vidxes.size(); k++)
2716        {
2717            ldepsOut[regType][vidxes[k-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[k]);
2718            ldepsOut[regType][vidxes[k]].prevVidxes.push_back(vidxes[k-1]);
2719        }
2720    }
2721    // add single arg linear dependencies
2722    for (cxuint i = 0; i < rvusNum; i++)
2723        if ((rvuAdded & (1U<<i)) == 0 && rvus[i].rstart+1<rvus[i].rend)
2724        {
2725            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[i];
2726            std::vector<size_t> vidxes;
2727            cxuint regType = UINT_MAX;
2728            for (uint16_t k = rvu.rstart; k < rvu.rend; k++)
2729            {
2730                AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, k};
2731                auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2732                if (regType==UINT_MAX)
2733                    regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2734                const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2735                const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2736                            vregIndexMap.find(svreg)->second;
2737                // push variable index
2738                vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2739            }
2740            for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2741            {
2742                ldepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2743                ldepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2744            }
2745        }
2746       
2747    /* equalTo dependencies */
2748    count = edeps[0];
2749    pos = 1;
2750    for (cxuint i = 0; i < count; i++)
2751    {
2752        cxuint ccount = edeps[pos++];
2753        std::vector<size_t> vidxes;
2754        cxuint regType = UINT_MAX;
2755        for (cxuint j = 0; j < ccount; j++)
2756        {
2757            const AsmRegVarUsage& rvu = rvus[edeps[pos++]];
2758            // only one register should be set for equalTo depencencies
2759            // other registers in range will be resolved by linear dependencies
2760            AsmSingleVReg svreg = {rvu.regVar, rvu.rstart};
2761            auto sit = ssaIdIdxMap.find(svreg);
2762            if (regType==UINT_MAX)
2763                regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, svreg);
2764            const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
2765            const std::vector<size_t>& ssaIdIndices =
2766                        vregIndexMap.find(svreg)->second;
2767            // push variable index
2768            vidxes.push_back(ssaIdIndices[sit->second]);
2769        }
2770        for (size_t j = 1; j < vidxes.size(); j++)
2771        {
2772            edepsOut[regType][vidxes[j-1]].nextVidxes.push_back(vidxes[j]);
2773            edepsOut[regType][vidxes[j]].prevVidxes.push_back(vidxes[j-1]);
2774        }
2775    }
2776}
2777
2778typedef std::unordered_map<size_t, EqualToDep>::const_iterator EqualToDepMapCIter;
2779
2780struct EqualStackEntry
2781{
2782    EqualToDepMapCIter etoDepIt;
2783    size_t nextIdx; // over nextVidxes size, then prevVidxes[nextIdx-nextVidxes.size()]
2784};
2785
2786void AsmRegAllocator::createInterferenceGraph(ISAUsageHandler& usageHandler)
2787{
2788    // construct var index maps
2789    size_t graphVregsCounts[MAX_REGTYPES_NUM];
2790    std::fill(graphVregsCounts, graphVregsCounts+regTypesNum, 0);
2791    cxuint regRanges[MAX_REGTYPES_NUM*2];
2792    size_t regTypesNum;
2793    assembler.isaAssembler->getRegisterRanges(regTypesNum, regRanges);
2794   
2795    for (const CodeBlock& cblock: codeBlocks)
2796        for (const auto& entry: cblock.ssaInfoMap)
2797        {
2798            const SSAInfo& sinfo = entry.second;
2799            cxuint regType = getRegType(regTypesNum, regRanges, entry.first);
2800            VarIndexMap& vregIndices = vregIndexMaps[regType];
2801            size_t& graphVregsCount = graphVregsCounts[regType];
2802            std::vector<size_t>& ssaIdIndices = vregIndices[entry.first];
2803            size_t ssaIdCount = 0;
2804            if (sinfo.readBeforeWrite)
2805                ssaIdCount = sinfo.ssaIdBefore+1;
2806            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2807            {
2808                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdLast+1);
2809                ssaIdCount = std::max(ssaIdCount, sinfo.ssaIdFirst+1);
2810            }
2811            if (ssaIdIndices.size() < ssaIdCount)
2812                ssaIdIndices.resize(ssaIdCount, SIZE_MAX);
2813           
2814            if (sinfo.readBeforeWrite)
2815                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdBefore] = graphVregsCount++;
2816            if (sinfo.ssaIdChange!=0)
2817            {
2818                // fill up ssaIdIndices (with graph Ids)
2819                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdFirst] = graphVregsCount++;
2820                for (size_t ssaId = sinfo.ssaId+1;
2821                        ssaId < sinfo.ssaId+sinfo.ssaIdChange-1; ssaId++)
2822                    ssaIdIndices[ssaId] = graphVregsCount++;
2823                ssaIdIndices[sinfo.ssaIdLast] = graphVregsCount++;
2824            }
2825        }
2826   
2827    // construct vreg liveness
2828    std::deque<FlowStackEntry> flowStack;
2829    std::vector<bool> visited(codeBlocks.size(), false);
2830    // hold last vreg ssaId and position
2831    LastVRegMap lastVRegMap;
2832    // hold start live time position for every code block
2833    Array<size_t> codeBlockLiveTimes(codeBlocks.size());
2834    std::unordered_set<size_t> blockInWay;
2835   
2836    std::vector<Liveness> livenesses[MAX_REGTYPES_NUM];
2837   
2838    for (size_t i = 0; i < regTypesNum; i++)
2839        livenesses[i].resize(graphVregsCounts[i]);
2840   
2841    size_t curLiveTime = 0;
2842   
2843    while (!flowStack.empty())
2844    {
2845        FlowStackEntry& entry = flowStack.back();
2846        CodeBlock& cblock = codeBlocks[entry.blockIndex];
2847       
2848        if (entry.nextIndex == 0)
2849        {
2850            // process current block
2851            if (!blockInWay.insert(entry.blockIndex).second)
2852            {
2853                // if loop
2854                putCrossBlockForLoop(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2855                        livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2856                flowStack.pop_back();
2857                continue;
2858            }
2859           
2860            codeBlockLiveTimes[entry.blockIndex] = curLiveTime;
2861            putCrossBlockLivenesses(flowStack, codeBlocks, codeBlockLiveTimes, 
2862                    lastVRegMap, livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2863           
2864            for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2865            {
2866                const SSAInfo& sinfo = sentry.second;
2867                // update
2868                size_t lastSSAId =  (sinfo.ssaIdChange != 0) ? sinfo.ssaIdLast :
2869                        (sinfo.readBeforeWrite) ? sinfo.ssaIdBefore : 0;
2870                FlowStackCIter flit = flowStack.end();
2871                --flit; // to last position
2872                auto res = lastVRegMap.insert({ sentry.first, 
2873                            { lastSSAId, { flit } } });
2874                if (!res.second) // if not first seen, just update
2875                {
2876                    // update last
2877                    res.first->second.ssaId = lastSSAId;
2878                    res.first->second.blockChain.push_back(flit);
2879                }
2880            }
2881           
2882            size_t curBlockLiveEnd = cblock.end - cblock.start + curLiveTime;
2883            if (!visited[entry.blockIndex])
2884            {
2885                visited[entry.blockIndex] = true;
2886                std::unordered_map<AsmSingleVReg, size_t> ssaIdIdxMap;
2887                AsmRegVarUsage instrRVUs[8];
2888                cxuint instrRVUsCount = 0;
2889               
2890                size_t oldOffset = cblock.usagePos.readOffset;
2891                std::vector<AsmSingleVReg> readSVRegs;
2892                std::vector<AsmSingleVReg> writtenSVRegs;
2893               
2894                usageHandler.setReadPos(cblock.usagePos);
2895                // register in liveness
2896                while (true)
2897                {
2898                    AsmRegVarUsage rvu = { 0U, nullptr, 0U, 0U };
2899                    size_t liveTimeNext = curBlockLiveEnd;
2900                    if (usageHandler.hasNext())
2901                    {
2902                        rvu = usageHandler.nextUsage();
2903                        if (rvu.offset >= cblock.end)
2904                            break;
2905                        if (!rvu.useRegMode)
2906                            instrRVUs[instrRVUsCount++] = rvu;
2907                        liveTimeNext = std::min(rvu.offset, cblock.end) -
2908                                cblock.start + curLiveTime;
2909                    }
2910                    size_t liveTime = oldOffset - cblock.start + curLiveTime;
2911                    if (!usageHandler.hasNext() || rvu.offset >= oldOffset)
2912                    {
2913                        // apply to liveness
2914                        for (AsmSingleVReg svreg: readSVRegs)
2915                        {
2916                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdxMap[svreg],
2917                                    cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second,
2918                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2919                            if (!lv.l.empty() && (--lv.l.end())->first < curLiveTime)
2920                                lv.newRegion(curLiveTime); // begin region from this block
2921                            lv.expand(liveTime);
2922                        }
2923                        for (AsmSingleVReg svreg: writtenSVRegs)
2924                        {
2925                            size_t& ssaIdIdx = ssaIdIdxMap[svreg];
2926                            ssaIdIdx++;
2927                            SSAInfo& sinfo = cblock.ssaInfoMap.find(svreg)->second;
2928                            Liveness& lv = getLiveness(svreg, ssaIdIdx, sinfo,
2929                                    livenesses, vregIndexMaps, regTypesNum, regRanges);
2930                            if (liveTimeNext != curBlockLiveEnd)
2931                                // because live after this instr
2932                                lv.newRegion(liveTimeNext);
2933                            sinfo.lastPos = liveTimeNext - curLiveTime + cblock.start;
2934                        }
2935                        // get linear deps and equal to
2936                        cxbyte lDeps[16];
2937                        cxbyte eDeps[16];
2938                        usageHandler.getUsageDependencies(instrRVUsCount, instrRVUs,
2939                                        lDeps, eDeps);
2940                       
2941                        addUsageDeps(lDeps, eDeps, instrRVUsCount, instrRVUs,
2942                                linearDepMaps, equalToDepMaps, vregIndexMaps, ssaIdIdxMap,
2943                                regTypesNum, regRanges);
2944                       
2945                        readSVRegs.clear();
2946                        writtenSVRegs.clear();
2947                        if (!usageHandler.hasNext())
2948                            break; // end
2949                        oldOffset = rvu.offset;
2950                        instrRVUsCount = 0;
2951                    }
2952                    if (rvu.offset >= cblock.end)
2953                        break;
2954                   
2955                    for (uint16_t rindex = rvu.rstart; rindex < rvu.rend; rindex++)
2956                    {
2957                        // per register/singlvreg
2958                        AsmSingleVReg svreg{ rvu.regVar, rindex };
2959                        if (rvu.rwFlags == ASMRVU_WRITE && rvu.regField == ASMFIELD_NONE)
2960                            writtenSVRegs.push_back(svreg);
2961                        else // read or treat as reading // expand previous region
2962                            readSVRegs.push_back(svreg);
2963                    }
2964                }
2965                curLiveTime += cblock.end-cblock.start;
2966            }
2967            else
2968            {
2969                // back, already visited
2970                flowStack.pop_back();
2971                continue;
2972            }
2973        }
2974        if (entry.nextIndex < cblock.nexts.size())
2975        {
2976            flowStack.push_back({ cblock.nexts[entry.nextIndex].block, 0 });
2977            entry.nextIndex++;
2978        }
2979        else if (entry.nextIndex==0 && cblock.nexts.empty() && !cblock.haveEnd)
2980        {
2981            flowStack.push_back({ entry.blockIndex+1, 0 });
2982            entry.nextIndex++;
2983        }
2984        else // back
2985        {
2986            // revert lastSSAIdMap
2987            blockInWay.erase(entry.blockIndex);
2988            flowStack.pop_back();
2989            if (!flowStack.empty())
2990            {
2991                for (const auto& sentry: cblock.ssaInfoMap)
2992                {
2993                    auto lvrit = lastVRegMap.find(sentry.first);
2994                    if (lvrit != lastVRegMap.end())
2995                    {
2996                        VRegLastPos& lastPos = lvrit->second;
2997                        lastPos.ssaId = sentry.second.ssaIdBefore;
2998                        lastPos.blockChain.pop_back();
2999                        if (lastPos.blockChain.empty()) // just remove from lastVRegs
3000                            lastVRegMap.erase(lvrit);
3001                    }
3002                }
3003            }
3004        }
3005    }
3006   
3007    /// construct liveBlockMaps
3008    std::set<LiveBlock> liveBlockMaps[MAX_REGTYPES_NUM];
3009    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3010    {
3011        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3012        std::vector<Liveness>& liveness = livenesses[regType];
3013        for (size_t li = 0; li < liveness.size(); li++)
3014        {
3015            Liveness& lv = liveness[li];
3016            for (const std::pair<size_t, size_t>& blk: lv.l)
3017                if (blk.first != blk.second)
3018                    liveBlockMap.insert({ blk.first, blk.second, li });
3019            lv.clear();
3020        }
3021        liveness.clear();
3022    }
3023   
3024    // create interference graphs
3025    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3026    {
3027        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3028        interGraph.resize(graphVregsCounts[regType]);
3029        std::set<LiveBlock>& liveBlockMap = liveBlockMaps[regType];
3030       
3031        auto lit = liveBlockMap.begin();
3032        size_t rangeStart = 0;
3033        if (lit != liveBlockMap.end())
3034            rangeStart = lit->start;
3035        while (lit != liveBlockMap.end())
3036        {
3037            const size_t blkStart = lit->start;
3038            const size_t blkEnd = lit->end;
3039            size_t rangeEnd = blkEnd;
3040            auto liStart = liveBlockMap.lower_bound({ rangeStart, 0, 0 });
3041            auto liEnd = liveBlockMap.lower_bound({ rangeEnd, 0, 0 });
3042            // collect from this range, variable indices
3043            std::set<size_t> varIndices;
3044            for (auto lit2 = liStart; lit2 != liEnd; ++lit2)
3045                varIndices.insert(lit2->vidx);
3046            // push to intergraph as full subgGraph
3047            for (auto vit = varIndices.begin(); vit != varIndices.end(); ++vit)
3048                for (auto vit2 = varIndices.begin(); vit2 != varIndices.end(); ++vit2)
3049                    if (vit != vit2)
3050                        interGraph[*vit].insert(*vit2);
3051            // go to next live blocks
3052            rangeStart = rangeEnd;
3053            for (; lit != liveBlockMap.end(); ++lit)
3054                if (lit->start != blkStart && lit->end != blkEnd)
3055                    break;
3056            if (lit == liveBlockMap.end())
3057                break; //
3058            rangeStart = std::max(rangeStart, lit->start);
3059        }
3060    }
3061   
3062    /*
3063     * resolve equalSets
3064     */
3065    for (cxuint regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3066    {
3067        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3068        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3069        const std::unordered_map<size_t, EqualToDep>& etoDepMap = equalToDepMaps[regType];
3070        std::vector<bool> visited(nodesNum, false);
3071        std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3072       
3073        for (size_t v = 0; v < nodesNum;)
3074        {
3075            auto it = etoDepMap.find(v);
3076            if (it == etoDepMap.end())
3077            {
3078                // is not regvar in equalTo dependencies
3079                v++;
3080                continue;
3081            }
3082           
3083            std::stack<EqualStackEntry> etoStack;
3084            etoStack.push(EqualStackEntry{ it, 0 });
3085           
3086            std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3087            const size_t equalSetIndex = equalSetList.size();
3088            equalSetList.push_back(std::vector<size_t>());
3089            std::vector<size_t>& equalSet = equalSetList.back();
3090           
3091            // traverse by this
3092            while (!etoStack.empty())
3093            {
3094                EqualStackEntry& entry = etoStack.top();
3095                size_t vidx = entry.etoDepIt->first; // node index, vreg index
3096                const EqualToDep& eToDep = entry.etoDepIt->second;
3097                if (entry.nextIdx == 0)
3098                {
3099                    if (!visited[vidx])
3100                    {
3101                        // push to this equalSet
3102                        equalSetMap.insert({ vidx, equalSetIndex });
3103                        equalSet.push_back(vidx);
3104                    }
3105                    else
3106                    {
3107                        // already visited
3108                        etoStack.pop();
3109                        continue;
3110                    }
3111                }
3112               
3113                if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size())
3114                {
3115                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.nextVidxes[entry.nextIdx]);
3116                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3117                    entry.nextIdx++;
3118                }
3119                else if (entry.nextIdx < eToDep.nextVidxes.size()+eToDep.prevVidxes.size())
3120                {
3121                    auto nextIt = etoDepMap.find(eToDep.prevVidxes[
3122                                entry.nextIdx - eToDep.nextVidxes.size()]);
3123                    etoStack.push(EqualStackEntry{ nextIt, 0 });
3124                    entry.nextIdx++;
3125                }
3126                else
3127                    etoStack.pop();
3128            }
3129           
3130            // to first already added node (var)
3131            while (v < nodesNum && !visited[v]) v++;
3132        }
3133    }
3134}
3135
3136typedef AsmRegAllocator::InterGraph InterGraph;
3137
3138struct CLRX_INTERNAL SDOLDOCompare
3139{
3140    const InterGraph& interGraph;
3141    const Array<size_t>& sdoCounts;
3142   
3143    SDOLDOCompare(const InterGraph& _interGraph, const Array<size_t>&_sdoCounts)
3144        : interGraph(_interGraph), sdoCounts(_sdoCounts)
3145    { }
3146   
3147    bool operator()(size_t a, size_t b) const
3148    {
3149        if (sdoCounts[a] > sdoCounts[b])
3150            return true;
3151        return interGraph[a].size() > interGraph[b].size();
3152    }
3153};
3154
3155/* algorithm to allocate regranges:
3156 * from smallest regranges to greatest regranges:
3157 *   choosing free register: from smallest free regranges
3158 *      to greatest regranges:
3159 *         in this same regrange:
3160 *               try to find free regs in regranges
3161 *               try to link free ends of two distinct regranges
3162 */
3163
3164void AsmRegAllocator::colorInterferenceGraph()
3165{
3166    const GPUArchitecture arch = getGPUArchitectureFromDeviceType(
3167                    assembler.deviceType);
3168   
3169    for (size_t regType = 0; regType < regTypesNum; regType++)
3170    {
3171        const size_t maxColorsNum = getGPUMaxRegistersNum(arch, regType);
3172        InterGraph& interGraph = interGraphs[regType];
3173        const VarIndexMap& vregIndexMap = vregIndexMaps[regType];
3174        Array<cxuint>& gcMap = graphColorMaps[regType];
3175        const std::vector<std::vector<size_t> >& equalSetList = equalSetLists[regType];
3176        const std::unordered_map<size_t, size_t>& equalSetMap =  equalSetMaps[regType];
3177       
3178        const size_t nodesNum = interGraph.size();
3179        gcMap.resize(nodesNum);
3180        std::fill(gcMap.begin(), gcMap.end(), cxuint(UINT_MAX));
3181        Array<size_t> sdoCounts(nodesNum);
3182        std::fill(sdoCounts.begin(), sdoCounts.end(), 0);
3183       
3184        SDOLDOCompare compare(interGraph, sdoCounts);
3185        std::set<size_t, SDOLDOCompare> nodeSet(compare);
3186        for (size_t i = 0; i < nodesNum; i++)
3187            nodeSet.insert(i);
3188       
3189        cxuint colorsNum = 0;
3190        // firstly, allocate real registers
3191        for (const auto& entry: vregIndexMap)
3192            if (entry.first.regVar == nullptr)
3193                gcMap[entry.second[0]] = colorsNum++;
3194       
3195        for (size_t colored = 0; colored < nodesNum; colored++)
3196        {
3197            size_t node = *nodeSet.begin();
3198            if (gcMap[node] != UINT_MAX)
3199                continue; // already colored
3200            size_t color = 0;
3201            std::vector<size_t> equalNodes;
3202            equalNodes.push_back(node); // only one node, if equalSet not found
3203            auto equalSetMapIt = equalSetMap.find(node);
3204            if (equalSetMapIt != equalSetMap.end())
3205                // found, get equal set from equalSetList
3206                equalNodes = equalSetList[equalSetMapIt->second];
3207           
3208            for (color = 0; color <= colorsNum; color++)
3209            {
3210                // find first usable color
3211                bool thisSame = false;
3212                for (size_t nb: interGraph[node])
3213                    if (gcMap[nb] == color)
3214                    {
3215                        thisSame = true;
3216                        break;
3217                    }
3218                if (!thisSame)
3219                    break;
3220            }
3221            if (color==colorsNum) // add new color if needed
3222            {
3223                if (colorsNum >= maxColorsNum)
3224                    throw AsmException("Too many register is needed");
3225                colorsNum++;
3226            }
3227           
3228            for (size_t nextNode: equalNodes)
3229                gcMap[nextNode] = color;
3230            // update SDO for node
3231            bool colorExists = false;
3232            for (size_t node: equalNodes)
3233            {
3234                for (size_t nb: interGraph[node])
3235                    if (gcMap[nb] == color)
3236                    {
3237                        colorExists = true;
3238                        break;
3239                    }
3240                if (!colorExists)
3241                    sdoCounts[node]++;
3242            }
3243            // update SDO for neighbors
3244            for (size_t node: equalNodes)
3245                for (size_t nb: interGraph[node])
3246                {
3247                    colorExists = false;
3248                    for (size_t nb2: interGraph[nb])
3249                        if (gcMap[nb2] == color)
3250                        {
3251                            colorExists = true;
3252                            break;
3253                        }
3254                    if (!colorExists)
3255                    {
3256                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3257                            nodeSet.erase(nb);  // before update we erase from nodeSet
3258                        sdoCounts[nb]++;
3259                        if (gcMap[nb] == UINT_MAX)
3260                            nodeSet.insert(nb); // after update, insert again
3261                    }
3262                }
3263           
3264            for (size_t nextNode: equalNodes)
3265                gcMap[nextNode] = color;
3266        }
3267    }
3268}
3269
3270void AsmRegAllocator::allocateRegisters(cxuint sectionId)
3271{
3272    // before any operation, clear all
3273    codeBlocks.clear();
3274    for (size_t i = 0; i < MAX_REGTYPES_NUM; i++)
3275    {
3276        vregIndexMaps[i].clear();
3277        interGraphs[i].clear();
3278        linearDepMaps[i].clear();
3279        equalToDepMaps[i].clear();
3280        graphColorMaps[i].clear();
3281        equalSetMaps[i].clear();
3282        equalSetLists[i].clear();
3283    }
3284    ssaReplacesMap.clear();
3285    cxuint maxRegs[MAX_REGTYPES_NUM];
3286    assembler.isaAssembler->getMaxRegistersNum(regTypesNum, maxRegs);
3287   
3288    // set up
3289    const AsmSection& section = assembler.sections[sectionId];
3290    createCodeStructure(section.codeFlow, section.content.size(), section.content.data());
3291    createSSAData(*section.usageHandler);
3292    applySSAReplaces();
3293    createInterferenceGraph(*section.usageHandler);
3294    colorInterferenceGraph();
3295}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.